[發明專利]一種微納放電加工孔的方法和系統

無效

• 申請號: 200910307017.0
• 申請日: 2009-09-15
• 公開（公告）號: CN101653847A
• 公開（公告）日: 2010-02-24
• 發明（設計）人: 房豐洲;徐宗偉;王慶袆;胡小唐
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23H9/14
• 分類號: B23H9/14;B23H7/26;B23H1/02;B23H11/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 程毓英

1.一種微納放電加工孔的方法，用于在導電材料上加工孔，其特征 在于，包括下列步驟：

(1)將導電性的納米線或納米管固定到導電材料探針針尖上，并將探針固定在電極夾 持裝置上；

(2)將電極夾持裝置置于具有納米級分辨率的電極進給位移臺上；

(3)將導電材料工件置于X/Y精密位移臺上；

(4)將脈沖電源的負極接到探針上，其正極接到工件上；

(5)利用多軸運動控制器控制放置有電極夾持裝置的位移臺，由脈沖電源提供放電加 工的工作電壓，并由間隙電壓檢測裝置采集放電間隙電壓，采集到的數據被送入工控機內， 由工控機根據間隙電壓判斷當前放電加工的狀態，并通過多軸運動控制器控制電極進給位移 臺的移動，從而控制電極的進給，實現穩定的納米放電加工孔過程；并由工控機通過多軸運 動控制器控制控制X/Y精密位移臺的移動，實現對工件位置的調整。

2.根據權利要求1所述的微納放電加工孔的方法，其特征在于，將納 米管固定到導電材料制成的探針針尖上，并將探針固定在電極夾持裝置上，在放電加工過程 中，導入1～3Mpa壓力的工作液，將加工液輸入到放電加工區域，利用工作液的壓力將放電 過程中產生的廢屑帶走。

3.根據權利要求1所述的微納放電加工孔的方法，其特征在于，所述 脈沖電源的脈寬變化范圍2-30微秒，電壓0-120V，最大輸出電流2A。

4.根據權利要求1所述的微納放電加工孔的方法，其特征在于，工控 機根據當前放電加工的狀態，利用如下方法控制電極的進給：如果放電加工處于正常放電狀 態，則電極保持當前位置；如果放電加工處于開路狀態，工控機則向多軸運動控制器發送指 令，使電極進給位移臺向前進給，則電極向靠近工件的方向移動，以減小放電間隙，直到放 電加工從開路狀態進入正常放電加工狀態；如果放電加工處于短路、電弧放電狀態，工控機 則向多軸運動控制器發送指令，使電極進給位移臺后退，則電極向遠離工件的方向移動，以 增大放電間隙，直到放電加工從短路、電弧狀態進入正常放電加工狀態。

5.一種微納放電加工孔的系統，用于在導電材料工件上加工孔，包 括固定有能夠導電的納米線或納米管的導電材料探針、電極夾持裝置、具有納米級分辨率的 電極進給位移臺、X/Y精密位移臺、多軸運動控制器、脈沖電源、間隙電壓檢測裝置和工控 機。其中，電極夾持裝置用于固定導電材料探針，并置于具有納米級分辨率的電極進給位移 臺上；X/Y精密位移臺用于放置工件；多軸運動控制器具有納米級數控分辨，用于控制電極 進給位移臺和X/Y精密位移臺的移動；脈沖電源提供放電加工所需要的工作電壓；間隙電壓 檢測裝置采集的電壓數據被送入工控機，由工控機根據間隙電壓判斷當前放電加工的狀態， 通過多軸運動控制器控制電極進給位移臺的移動，從而控制電極的進給，實現穩定的納米放 電加工孔的過程；并由工控機通過多軸運動控制器控制X/Y精密位移臺的移動，實現對工件 位置的調整。

6.根據權利要求5所述的微納放電加工孔的系統，所述脈沖電源的脈 寬變化范圍2-30微秒，電壓0-120V，最大輸出電流2A。