一種微細銑削刀具電火花加工方法及其專用電極的製作方法
2023-05-01 03:27:21 2
專利名稱：一種微細銑削刀具電火花加工方法及其專用電極的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種微細銑削刀具電火花加工方法及其專用電極，屬於微細加工 領域。
背景技術：
微細銑刀的製備工藝是制約微細銑削加工技術發展的難點之一，聚焦離子束 加工、超聲振動研磨、雷射束加工、精密磨削等技術手段是目前主要的微細銑刀 製備技術，存在的主要問題是製造能力以及成本和效率問題。聚焦離子束加工材 料去除率低，加工時間長，難以獲得凹曲面形狀，同時設備昂貴，微細銑刀製作 的造價高周期長。超聲振動研磨製造微細銑刀，這種方法能夠減小研磨力，但這 種方法的缺點是研磨力不易控制，非常容易引起刀具的破碎，特別是在刀具的直 徑比較小的時候。採用雷射東加工來製作微細銑刀，不易控制熱熔區的大小，加 工刀具的精度難以保證。同時這些加工方法，往往受到材料硬度、強度、韌性等 性能的要求限制，或由於微細銑刀剛性低，加工時易產生變形彎曲等問題，並不 完全適用於深寬比較高以及外型複雜的微細銑刀的加工，不但製作成本高而且過 程過於複雜。
電火花加工利用微細電極和被加工物之間所產生的放電作用，將加工物材料 去掉，與以往的機械加工法不同，電火花加工過程屬於非接觸性加工，加工力小， 電火花製作微細銑刀能夠方便的改變刀具的結構，可以獲得極小的刀具直徑，同 時加工時間短，材料去除率高，刀具製造成本比較低。但是由於電火花加工的尖 端放電效應，難以獲得鋒利的切削刃口。
Lim等研究人員採用配備線電極絲的微細電火花磨削裝置來製作微小部件， 由於線電極在其導軌內一直不斷的緩慢滑動，對於放電加工時的散熱幫助不大； 而且加工越微小的部件，需要越細的電極絲，越細的線電極其強度越低，容易斷 裂。另有 一篇文章(C.S, Chen, The research and application on micro electrical
discharge machining of minimum grooves with a micro rotating disk electrode. National Yunlin University of Science and Technology, 2005.)介紹了 一種採用圓 盤電極利用電火花加工直槽的方法，但是由於圓盤電極結構和尺寸的限制，其並 不能用於尺度更加微小的微細銑刀的製作。
發明內容
本發明目的在於提供一種微細銑削刀具微細電火花加工方法及其專用電極， 以解決微細銑削加工中微細銑刀製作難題。
一種微細銑削刀具電火花加工方法，其特徵在於釆用成型的微細開槽圓盤 電極，利用高速主軸帶動微細開槽圓盤電極旋轉，以旋轉的電極外緣的放電研磨 方式加工出微細銑刀的刀體和切削刃，其中根據微細銑刀的刀體直徑和長度，確 定電火花加工的放電加工參數。
一種微細銑削刀具電火花加工方法的專用電極，其特徵在於它為一種周邊 開有均布電極槽的微細圓盤電極，在圓盤電極的外緣，圓盤的頂面和底面的交角 為銳角。
本發明的優點是以微細開槽圓盤電極代替以往的盤、柱狀電極或線電極， 克服了微細線電極容易斷線的缺點；微細開槽圓盤電極單脈衝電火花能量密度 高，所需要的放電能量小，尺寸精確且容易控制；微細開槽圓盤電極有利於消電 離，排屑能力佳；加工速度也更快，在得到相同加工質量的情況下，材料去除率 高，加工時間可以節省IO倍以上。
圖1為本發明的微細開槽圓盤電極示意圖。
圖2為本發明的微細銑刀刀體部分加工示意圖。
圖3為本發明的微細銑刀切削刃部分加工示意圖。
圖中標號名稱1、電極槽；2、微細開槽圓盤電極；3、微細銑刀；4、刀具 切削刃。
具體實施例方式
圖1為本發明的微細開槽圓盤電極示意圖。
圖2和圖3,為本發明的微細銑刀的電火花加工方法的一個較佳實施案例的 兩個示意圖。
(1)、製作微細開槽圓盤電極，把製作好的微細開槽圓盤電極裝夾在高速主軸上。
(2) 、把配備微細開槽圓盤電極的電火花加工裝置放置於微細銑刀的側向， 加工出微細銑刀的刀體部分。
(3) 、把配備微細開槽圓盤電極的電火花加工裝置放置於微細銑刀的刀頭下 方，加工出微細銑刀的切削刃。
(4) 、微細銑刀的加工直徑為50微米，刀體加工長度為2000微米，步驟(2) (3)中，先對工件進行粗加工，然後再精加工。粗加工時電極接電源負極，工
件接電源正極，峰值電壓為100伏特，放電電容為3000皮法；精加工時電極接 電源正極，工件接電源負極，峰值電壓為60伏特，放電電容為離散電容。
(5) 、依據步驟(4),開槽圓盤電極的轉速為每分鐘3000轉，粗加工時伺 服進給速度為每分鐘30微米；精加工時伺服進給速度為每分鐘5微米。
(6) 、依據步驟(4)(5),控制放電間隙和電極的損耗率。粗加工時放電間 隙控制為2微米，電極的損耗率為10%;精加工時放電間隙控制為0.02微米， 電極的損耗率為5%。
以上所述電火花加工的放電加工參數是根據微細銑刀的刀體直徑和長度。微 細銑刀的直徑為10 - 500微米，其加工參數為
(1) 、電加工參數放電迴路為脈衝放電迴路；峰值電壓為30 - 150伏特； 放電電容為0 - 9000皮法；粗加工時電極接電源負極，工件接電源正極；精加工 時電極接電源正極，工件接電源負極；
(2) 、電極轉速和伺服進給速度微細開槽圓盤電極的轉速為每分鐘500 -5000轉，伺服進給速度為每分鐘1-150微米； (3)、放電間隙和電極的損耗率放電間隙控制為0.01-20微米，電極的 損耗率為4% -15%。
權利要求
1、一種微細銑削刀具電火花加工方法，其特徵在於採用成型的微細開槽圓盤電極，利用高速主軸帶動微細開槽圓盤電極旋轉，以旋轉的電極外緣的放電研磨方式加工出微細銑刀的刀體和切削刃，其中根據微細銑刀的刀體直徑和長度，確定電火花加工的放電加工參數。
2、 根據權利求l所述的一種微細銑削刀具的電火花加工方法，其特徵在於所 述的微細銑刀的直徑為10 - 500微米，其加工參數為(1) 、電加工參數放電迴路為脈衝放電迴路；峰值電壓為30 - 150伏特； 放電電容為0 - 9000皮法；粗加工時電極接電源負極，工件接電源正極；精加工 時電極接電源正極，工件接電源負極；(2) 、電極轉速和伺服進給速度微細開槽圓盤電極的轉速為每分鐘500 -5000轉，伺服進給速度為每分鐘1-150微米；U)、 放電間隙和電極的損耗率放電間隙控制為0. 01-20微米，電極的 損耗率為4%-15%。
3、 —種微細銑削刀具電火花加工方法的專用電極，其特徵在於它為一種周邊 開有均布電極槽的微細圓盤電極，在圓盤電極的外緣，圓盤的頂面和底面的交角 為銳角。
全文摘要
本發明公開了一種微細銑削刀具電火花加工方法及其專用電極，屬於微細加工領域。方法特徵在於採用成型的微細開槽圓盤電極，利用高速主軸帶動微細開槽圓盤電極旋轉，以旋轉的電極外緣的放電研磨方式加工出微細銑刀的刀體和切削刃，其中根據微細銑刀的刀體直徑和長度，確定電火花加工的放電加工參數。本發明的加工方法過程簡單，能夠方便的改變刀具的結構，可以獲得極小的刀具直徑，同時加工表面質量好，材料去除率高，刀具製造成本比較低。
文檔編號B23H9/08GK101108433SQ200710130859
公開日2008年1月23日 申請日期2007年8月21日 優先權日2007年8月21日
發明者寧 何, 曹自洋, 亮 李 申請人:南京航空航天大學