[發(fā)明專利]高速切割放電加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210450094.3
• 申請(qǐng)日: 2012-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN103801771B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 李磊
• 主分類號(hào): B23H1/00
• 分類號(hào): B23H1/00;B23H1/04;B23H1/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種放電加工技術(shù)領(lǐng)域的加工方法，具體是一種可進(jìn)行高速柔性切割放電加工的方法。

背景技術(shù)

實(shí)現(xiàn)對(duì)貴重難加工材料的高效、低耗綠色環(huán)保加工一直是材料加工領(lǐng)域的努力方向。放電加工具有“以柔克剛”、非接觸式加工的優(yōu)點(diǎn)，特別是采用短電弧放電過程進(jìn)行加工，其放電過程可傳導(dǎo)上萬安培的高能放電電流，是工業(yè)界認(rèn)可并全力發(fā)展的一種高效加工難加工材料的有效手段。在這一工業(yè)環(huán)境下，形成了多種基于電弧放電的高效加工方法。

據(jù)專利檢索可知，葉良才在專利CN 87106421A及CN 1061175A中涉及了電熔爆高效加工的加工方法，主要用于軋輥、磨輥等外圓類零件的加工及開槽等。通用電氣公司在專利CN 1693024A及蘇州中特機(jī)電科技有限公司在專利CN1397399A中均涉及了短電弧加簡(jiǎn)單管電極銑削方式的高效放電加工方法。上海交通大學(xué)在專利CN 102091839A中涉及了短電弧加成形電極下沉方式的高速放電加工方法。上述兩種方法主要用于曲面及型腔的高效加工。

這些現(xiàn)有方法雖然能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)材料的高效加工，但它們均是通過將工件毛坯多余材料以微小蝕除顆粒的方式去除，來獲得最終零件結(jié)構(gòu)的。這使得去除材料體積大，造成能耗高、加工時(shí)間長(zhǎng)且去除材料再利用困難等不足，不符合綠色環(huán)保的制造理念。特別是對(duì)大型航空難加工材料零件的加工。這些零件多為貴重金屬材料，并且零件成品與毛坯體積之比一般都很低，多數(shù)情況下，毛坯材料的絕大部分要被當(dāng)作加工余量去除掉。如鈦合金材料零件成品與毛坯體積比都低于20%。除此之外，由于這些現(xiàn)有方法受其加工方式限制，無法實(shí)現(xiàn)類似傳統(tǒng)電火花線切割特點(diǎn)的下料加工。

彌補(bǔ)現(xiàn)有高速放電加工技術(shù)的不足，進(jìn)一步拓展高速放電加工技術(shù)功能，推進(jìn)其進(jìn)一步綠色化，正是推廣高速放電加工技術(shù)工程化的意義所在。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種“高速切割放電加工方法”，通過采用具有特征幾何結(jié)構(gòu)的多孔線電極，可簡(jiǎn)化工具進(jìn)給路徑，利用強(qiáng)化高壓、大流量?jī)?nèi)沖液，可保證短電弧穩(wěn)定放電加工，從而方便、經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)具有成形下料切割特征功能的高速切割放電加工的工藝方法，該方法適合于平面、曲面及型腔的高速成形下料加工。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明首先根據(jù)加工型面特征分析，確定多孔中空線電極幾何結(jié)構(gòu)以及進(jìn)給路徑，將線電極工裝端與機(jī)床的主軸固定連接，將線電極進(jìn)液口與機(jī)床工作液供液系統(tǒng)固定連接，加工工件固定于機(jī)床工作臺(tái)上，通過機(jī)床主軸伺服進(jìn)給保持線電極工作區(qū)域與工件待加工區(qū)域的穩(wěn)定放電加工間隙，機(jī)床工作液供液系統(tǒng)通過線電極為加工間隙提供具有一定壓力及流量的工作液，通過工作液供液系統(tǒng)、線電極、加工間隙形成沖液回路，機(jī)床放電電源正極接工件、負(fù)極接線電極，為放電間隙提供直流或脈沖直流，通過擊穿加工間隙中的工作液在間隙中形成短電弧放電，使得加工間隙、線電極、工件、放電電源之間形成放電回路，在沖液回路、放電回路共同作用下通過線電極在預(yù)定進(jìn)給路徑下運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)加工型面的高速成形下料放電加工。

所述的多孔中空線電極是指：一端或兩端開孔，在其側(cè)壁開有孔隙，且內(nèi)部呈中空的電極。

所述的線電極幾何結(jié)構(gòu)是指：加工目標(biāo)型面的特征幾何結(jié)構(gòu)，通常為目標(biāo)幾何型面母線。

所述的線電極進(jìn)液口是指：電極開孔端口，兩端開孔線電極可選擇一進(jìn)液口或兩進(jìn)液口。

所述的進(jìn)給路徑是指：利用線電極完成目標(biāo)型面加工的電極運(yùn)動(dòng)路線。

所述的電源系統(tǒng)是指：提供電壓值為35V-120V，峰值電流為100A-10000A的直流電源。

所述的電源系統(tǒng)或者是指：提供脈沖寬度與脈沖間隔范圍分別為20μs-20ms，峰值電壓值范圍為35V-120V，峰值電流為100A-10000A的脈沖電源。

所述的機(jī)床是指：具有一軸或多軸自動(dòng)伺服進(jìn)給及回退功能的機(jī)床。

所述的工作液是指水基工作液，如切削乳化液、民用自來水（電導(dǎo)率為125~1250μS/cm）。

所述的沖液回路是指：工作液供液系統(tǒng)為線電極及工件加工間隙內(nèi)提供具有1.5MPa及以上的壓力、5L/min 及以上的流量的流動(dòng)工作液，保證極間穩(wěn)定的短電弧高速放電加工過程。

所述的放電回路是指：機(jī)床電源系統(tǒng)在線電極及工件加工間隙上施加可擊穿放電間隙的開路電壓，當(dāng)間隙擊穿后在極間維持具有設(shè)定量大小的放電電流的等離子體通道，保證極間形成短電弧放電加工過程。