非導電材料電火花刨削電極頭的製作方法

2023-08-05 13:46:16 2

專利名稱：非導電材料電火花刨削電極頭的製作方法
技術領域：
本發明屬於機械加工領域，涉及一種非導電材料電火花刨削電極頭。
技術背景目前，國內外學者研究較多的非導電材料的電加工方法主要有高壓電火花加工、輔助 電極加工、電解電火花複合加工等方法。高壓電火花加工是在尖電極與平板電極間放入絕緣的工件，兩極間加以直流或工頻交流 高電壓，使尖電極附近的空氣被擊穿，發生輝光放電蝕除，該種加方法僅能加工淺孔，且加 工出孔的表面較粗糙。輔助電極電火花加工法把一個金屬片或金屬網預先放置在非導電材料 的表面上作為輔助電極，當輔助電極被放電打穿後，在非導電材料表面上形成一層碳化導電 層，使工件表面具有導電性，在工具電極蝕除該導電層的同時，又形成新的導電層，由此便 可以實現了對非導電材料的電火花加工，但其加工效率和精度均較低。電解電火花放電複合 加工是當前研究最多的非導電材料電加工技術，它是藉助於電解液中的火花放電作用來蝕除 加工非導電材料的一種電加工方法。其加工時工具電極接脈衝電源的負極，輔助電極接脈衝 電源的正極，當兩極間加上脈衝電壓時，由電化學作用，在工具電極表面產生氣泡，通過此 氣泡使工具電極表面與導電的工作液間形成高的電位梯度，引起火花放電，由放電時的瞬時 高溫及衝擊波等作用來達到蝕除非導電材料的目的。該種加工方法存在效率低、能耗大、加 工精度低、表面質量差，同時加工過程中還排出有害電解氣體，加工環境較差等問題。目前，國內外尚未見有關非導電材料電火花刨削技術及其裝置的文獻報導。發明內容本發明的目的在於提供一種非導電材料電火花刨削電極頭，開發新的非導電材料電火花 加工設備，提高非導電難加工材料的加工效率、降低其加工成本。本發明的原理是所發明的非導電材料電火花刨削電極頭主要由負工具電極2、負工具電極導向板3、負工具電極驅動輪4、負工具電極直流伺服電機軸5、絕緣隔板6、正工具電 極上導向板7、正工具電極直流伺服電機軸8、正工具電極驅動輪9、正工具電極下導向板10、 正工具電極ll、負工具電極直流伺服電動機12、正工具電極直流伺服電動機13等組成。電 火花刨削加工時，負工具電極2和正工具電極11分別與脈衝電源的負、正極相連，負工具電 極2在其驅動輪4的旋轉摩擦作用下沿軸向向非導電工件表面進給，正工具電極11在其驅動 輪9的旋轉摩擦作用下沿傾斜的方向向非導電工件表面進給，負工具電極2的下端與正工具 電極ll的下端在非導電工件表面上產生火花放電，形成火花放電通道，由放電通道流經非導 電材料表面時產生的高溫、高壓作用進行電火花刨削蝕除加工。非導電材料工件被安裝在X、 Y方向移動工作檯上，在X、 Y方向移動工作檯的帶動下做X、 Y方向的移動，所發明的電 火花刨削電極頭被安裝在Z方向主軸頭上，隨主軸頭做Z方向的移動，由工作檯和主軸頭間 的聯動來實現對複雜形狀非導電材料工件的電火花刨削加工。
本發明具有如下優點1. 利用正、負工具電極間的放電通道流經非導電材料表面時產生的高溫、高壓作用來蝕 除加工非導電材料，可以加工各種難加工的非導電材料。2. 在非導電材料電火花刨削過程中，正、負工具電極與工件間的宏觀作用力很小，可以 方便地實現對複雜低剛度非導電材料零件的加工。3. 用水基乳化液作電火花刨削工作液，加工過程無電解作用存在，避免了電解電火花復 合加工方法存在的加工環境差、易鏽蝕工具機的問題。4. 結構簡單、工作可靠。


圖1是本發明的非導電材料電火花刨削電極頭的軸向結構示意圖，圖1為圖2中A—A 位置的剖面圖。圖2為本發明的非導電材料電火花刨削電極頭的徑向結構示意圖，也是圖1的俯視圖。
具體實施方式
參見圖1。本發明的非導電材料電火花刨削電極頭包括負工具電極2、負工具電極導向板 3、負工具電極驅動輪4、負工具電極直流伺服電機軸5、絕緣隔板6、正工具電極上導向板7、 正工具電極直流伺服電機軸8、正工具電極驅動輪9、正工具電極下導向板10、正工具電極 11。負工具電極2與電火花脈衝的負極相連，它被插入由負工具電極導向板3和絕緣隔板6 構成的導向槽中，其下端與正工具電極ll的下端在非導電材料工件l的表面上產生火花放電， 形成火花放電通道，由放電通道流經非導電材料表面時產生的高溫、高壓作用進行電火花刨 削蝕除加工，負工具電極導向板3用於負工具電極2沿軸向移動時的支撐、導向，負工具電 極驅動輪4壓在負工具電極2的表面上，其旋轉時產生的摩擦力可以驅動負工具電極2沿軸 向的移動，負工具電極直流伺服電機軸5用於安裝負工具電極驅動輪4，傳遞負工具電極驅 動輪4旋轉時所需要的旋轉扭矩，絕緣隔板6用於隔離正、負工具電極和支撐、導向，正工 具電極上導向板7用於正工具電極11移動時的支撐、導向，正工具電極直流伺服電機軸8用 於安裝正工具電極驅動輪9，傳遞正工具電極驅動輪9旋轉時所需要的旋轉扭矩，正工具電 極驅動輪9壓在正工具電極11的表面上，其旋轉時產生的摩擦力可以驅動正工具電極ll向 工件表面進給，正工具電極下導向板10與絕緣隔板6 —道控制正工具電極11向非導電工件 表面的進給方向，正工具電極ll與電火花脈衝的正極相連，它被插入由正工具電極上、下導 向板7、 10與絕緣隔板6構成的導向槽中，其下端與負工具電極2的下端在非導電材料工件 的表面上產生火花放電，形成火花放電通道，由放電通道流經非導電材料表面時產生的高溫、 高壓作用進行電火花刨削蝕除加工。參見圖2。在所發明的非導電材料電火花刨削電極頭的徑向結構示意圖中，2是負工具電 極，3是負工具電極導向板，4是負工具電極驅動輪，5是負工具電極直流伺服電機軸，6是 絕緣隔板，7是正工具電極上導向板，8是正工具電極直流伺服電機軸，9是正工具電極驅動 輪，ll是正工具電極，12是負工具電極直流伺服電動機，它通過其上的旋轉軸帶動負工具電 極驅動輪4做旋轉運動，由負工具電極驅動輪4驅動負工具電極向非導電材料工件的表面進 給，13是正工具電極直流伺服電動機，它通過其上的旋轉軸帶動正工具電極驅動輪9做旋轉 運動，由正工具電極驅動輪9驅動正工具電極向非導電材料工件的表面進給，使正、負工具 電極的下端部間在非導電工件的表面上產生火花放電，形成火花放電通道，由放電通道流經 非導電材料表面時產生的高溫、高壓作用進行電火花刨削蝕除加工。
權利要求
1.一種非導電材料電火花刨削電極頭，它包括負工具電極(2)、負工具電極導向板(3)、負工具電極驅動輪(4)、負工具電極直流伺服電機軸(5)、絕緣隔板(6)、正工具電極上導向板(7)、正工具電極直流伺服電機軸(8)、正工具電極驅動輪(9)、正工具電極下導向板(10)、正工具電極(11)、負工具電極直流伺服電動機(12)、正工具電極直流伺服電動機(13)，其特徵在於負工具電極(2)與電火花脈衝電源的負極相連，它可在負工具電極驅動輪(4)的作用下沿軸向向非導電工件表面進給，正工具電極(11)與電火花脈衝電源的正極相連，它可在正工具電極驅動輪(9)的作用下沿傾斜方向向非導電工件表面進給，負工具電極(2)的下端與正工具電極(11)的下端在非導電工件的表面上產生火花放電，由放電通道流經非導電材料表面時產生的高溫、高壓作用來進行電火花刨削加工。
2. 如權利要求l所述的非導電材料電火花刨削電極頭，其特徵在於負工具電極(2)被插 入由負工具電極導向板(3)和絕緣隔板(6)構成的導向槽中，負工具電極驅動輪(4)壓在負工具電 極(2)上，由負工具電極驅動輪(4)的旋轉摩擦作用來送進負工具電極(2)，負工具電極驅動輪(4) 被裝在負工具電極直流伺服電動機(12)的軸(5)上，由負工具電極直流伺服電動機(12)帶動負工 具電極驅動輪(4)做旋轉運動，正工具電極(ll)被插入由正工具電極上、下導向板(7)、 (IO)與絕 緣隔板(6)構成的導向槽中，正工具電極驅動輪(9)壓在正工具電極(11)上，由正工具電極驅動 輪(9)的旋轉摩擦作用來送進正工具電極(11)，正工具電極驅動輪(9)被裝在正工具電極直流伺 服電動機(13)的軸(8)上，由正工具電極直流伺服電動機(13)帶動正工具電極驅動輪(9)做旋轉 運動。
全文摘要
本發明涉及一種非導電材料電火花刨削電極頭，屬於機械加工領域。它包括負工具電極(2)，負工具電極導向板(3)、驅動輪(4)、直流伺服電機(12)及其軸(5)，絕緣隔板(6)，正工具電極上導向板(7)、下導向板(10)、驅動輪(9)、直流伺服電機(13)及其軸(8)，工具電極(11)。加工時，正、負工具電極分別與脈衝電源的正、負極相連，並在各自驅動輪的旋轉摩擦作用下向非導電工件表面進給，正、負工具電極的下端部間在非導電工件表面上產生火花放電，形成放電通道，由放電通道流經非導電材料表面時產生的高溫、高壓作用進行電火花刨削加工，具有結構簡單和加工非導電難加工材料時的效率高等優點。
文檔編號B23H1/04GK101161390SQ20071011492
公開日2008年4月16日 申請日期2007年11月19日 優先權日2007年11月19日
發明者於麗麗, 劉永紅, 李小朋, 李慶雲, 王大偉, 紀仁傑, 蔡寶平 申請人:中國石油大學(華東)