[發(fā)明專利]一種微細(xì)電極的電火花電化學(xué)復(fù)合加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210059835.5
• 申請(qǐng)日: 2012-03-08
• 公開（公告）號(hào): CN102528188A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王玉魁;何小龍;曾昭奇;王振龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23H5/02
• 分類號(hào): B23H5/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 畢志銘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電火花電化學(xué)復(fù)合加工方法，具體涉及一種微細(xì)電極的電火花電化學(xué)復(fù)合加工方法，屬于微細(xì)特種加工領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微型化、精確化、智能化和集成化是未來機(jī)械設(shè)備發(fā)展的重要方向，同時(shí)隨著微型機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)的崛起與發(fā)展，微細(xì)加工技術(shù)研究已成為整個(gè)微機(jī)械領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向。微細(xì)電極是進(jìn)行微細(xì)加工的基本工具，能否方便地在線制作出形貌較好的微細(xì)電極直接關(guān)系到微細(xì)加工結(jié)果的好壞，所以微細(xì)電極的加工方法一直是研究的熱點(diǎn)。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，哈爾濱工業(yè)大學(xué)郭銳在博士學(xué)位論文《基于的微細(xì)電火花加工數(shù)控系統(tǒng)及其相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的研究》第77-80頁中提到，塊電極電火花磨削方法是目前應(yīng)用最為廣泛的微細(xì)電極在線制作方法之一，其原理為：在加工中，塊電極作為反拷電極實(shí)現(xiàn)工具電極的在線制作。由于在加工過程中電極的全長同時(shí)參與放電，因此加工效率較高。但其缺點(diǎn)也是顯而易見的，微細(xì)電極表面較粗糙；由于塊電極工作面與工作臺(tái)面不可避免地存在垂直度誤差，加之塊電極工作面本身的平面度誤差等，因此所加工出的微細(xì)電極也必將存在加工錐度等誤差；而且由于塊電極本身的加工損耗，所加工出的微細(xì)電極的尺寸不易控制。中國專利號(hào)為：200610027966.X，名稱為：基于刃口電極微細(xì)電解磨削的微細(xì)電極在線制造方法，該專利自述為：一種基于刃口電極微細(xì)電解磨削的微細(xì)電極在線制造方法，其特征在于，包括如下步驟：(1)采用高精度的加工測量平臺(tái)；(2)采用高頻窄脈寬脈沖電源；(3)選擇低濃度的電解液；(4)微細(xì)電解磨削加工。該發(fā)明可以有效地克服傳統(tǒng)電解加工雜散腐蝕定域性差的缺點(diǎn)，同時(shí)由于工具電極接脈沖電源的陰極，不會(huì)發(fā)生電化學(xué)腐蝕，理論上不會(huì)產(chǎn)生電極損耗，加工出的電極表面質(zhì)量好，無內(nèi)應(yīng)力、毛刺和裂紋等缺陷，為微細(xì)電加工的微細(xì)電極提供了一種在線制造的方法。其缺點(diǎn)也很明顯，由于只有一個(gè)刃口電極做工具陰極，加工效率很低，且刃口電極上下底面也參與腐蝕，無法保證電極的尺寸精度。

綜上所述，現(xiàn)有的塊電極電火花磨削方法存在加工電極表面粗糙、有加工錐度誤差、電極表面質(zhì)量差的問題，刃口電極微細(xì)電解磨削方法存在加工效率低的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的塊電極電火花磨削方法存在加工錐度誤差、電極表面質(zhì)量差的問題，以及現(xiàn)有的刃口電極微細(xì)電解磨削方法存在加工效率低的問題，進(jìn)而提供一種微細(xì)電極的電火花電化學(xué)復(fù)合加工方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種微細(xì)電極的電火花電化學(xué)復(fù)合加工方法，所述電火花電化學(xué)復(fù)合加工方法包括如下步驟：

步驟一：機(jī)床初始化，對(duì)工具及電極進(jìn)行裝夾；

機(jī)床初始化，高頻脈沖電源固裝在機(jī)床工作平臺(tái)上，高頻脈沖電源的頻率為1MHz，電火花工作液槽和電解液槽由右至左依次設(shè)置在機(jī)床工作平臺(tái)上，反拷塊和工具陰極分別設(shè)置在電火花工作液槽和電解液槽內(nèi)，且反拷塊和工具陰極均與高頻脈沖電源的陰極連接，電極固定在機(jī)床主軸的下端，電極在加工時(shí)以3000r/min的速度進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；

步驟二：對(duì)電極的塊電極進(jìn)行電火花磨削加工；

反拷塊和電極接觸感知，設(shè)定反拷塊和電極之間的加工間隙為10μm，進(jìn)給量為0-500μm，電壓為100～200V，電容為22～88KPF，電流為0.2～0.8A，由電火花工作液循環(huán)系統(tǒng)提供的循環(huán)工作液流過，開始加工；

加工過程中通過短路檢測系統(tǒng)檢測電極與反拷塊之間的接觸電壓，短路檢測系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)控制，當(dāng)電極與反拷塊無間隙而發(fā)生短路時(shí)，則電極回退一定距離重新加工；

步驟三：對(duì)電極進(jìn)行電解磨削精加工；

塊電極電火花磨削法加工完畢之后，工具陰極和電極接觸感知，設(shè)定工具陰極與電極之間的加工間隙為0-100μm，進(jìn)給量為0-20μm，電源采用高頻窄脈寬脈沖電源，加工電壓在微細(xì)加工時(shí)為0-10V，電流為0-2A，脈寬和脈間均為10-500ns范圍內(nèi)且連續(xù)可調(diào)，在加工間隙處由電解液循環(huán)系統(tǒng)提供的循環(huán)電解液流過，工作電流流過工具陰極與電極之間的加工間隙，電極在上下方向做快速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，即可對(duì)電極進(jìn)行電解磨削精加工；

步驟四：對(duì)電解磨削精加工后的電極進(jìn)行檢驗(yàn)；

檢測電極是否達(dá)到設(shè)計(jì)的尺寸、圓柱度和表面質(zhì)量，若沒有達(dá)到設(shè)計(jì)的尺寸、圓柱度和表面質(zhì)量，則重復(fù)步驟三，若達(dá)到設(shè)計(jì)的尺寸、圓柱度和表面質(zhì)量，即完成加工。