[發明專利]基于縱振模態的超聲電火花復合加工振子

有效

• 申請號: 201210590851.7
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN102974906A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 汪紅兵;李志榮;孫春華;高堅強;張義平
• 申請（專利權）人: 蘇州市職業大學
• 主分類號: B23H7/38
• 分類號: B23H7/38;B23H11/00
• 代理公司: 蘇州銘浩知識產權代理事務所(普通合伙) 32246
• 代理人: 張一鳴

技術領域

本發明涉及超聲電火花復合加工技術領域，特別是涉及一種基于縱振模態的超聲電火花復合加工振子。

背景技術

在使用電火花機床加工微小孔過程中，由于孔徑細微以及放電間隙狹小，導致電蝕物聚集在孔底，排屑困難，穩定的放電間隙范圍小且容易受其它工藝參數的影響，易造成頻繁的短路和非正常的放電。還有微孔加工工具電極細微，當深徑比較大時，異常放電易燒毀工具電極，造成加工不能穩定進行，可加工范圍變窄，使傳統的電加工在微細孔加工中不能成為有效的加工方法。

因此，為改善電火花加工性能，在微細孔加工中采用超聲電火花復合加工是非常有效的手段。在電極或工件上附加超聲振動，就可以使電極端面頻繁進入合適的放電間隙，提高電火花擊穿的概率；同時由于超聲的空化作用和泵吸作用，可以增大被加工材料的去除率。加速工作循環，改善間隙放電條件，從而提高被加工孔的深徑比、加工穩定性、生產率、電源脈沖的利用率和加工精度；

超聲電火花復合加工的常用方法是在工具電極附加一定頻率的超聲振動，利用工具電極的抽吸作用改善電火花加工條件，但由于電極很微細時其剛性較小，作上下超聲振動時也會橫向振動，難以保證微細孔的徑向加工精度。另外，在工具電極上附加產生超聲振動的換能器時，需要對電極結構及其控制系統進行較大的改變，從而使結構變得更加復雜。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種基于縱振模態的超聲電火花復合加工振子，其簡化了設計結構，可以方便地對工件進行夾緊和拆卸，在不對現有機床的電極結構及其控制系統進行較大改變的條件下，在現有的電火花機床上方便地附加超聲振動，提高微細孔的徑向加工精度。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種基于縱振模態的超聲電火花復合加工振子，該基于縱振模態的超聲電火花復合加工振子包括剛性連接在一起的超聲換能器裝置和工件夾緊機構，所述超聲換能器裝置包括配重塊A、配重塊B、電極片、壓電陶瓷、連接盤和錐體依次疊加后通過螺栓連接在一起，錐體前端剛性連接著工件夾緊機構；

優選的是，所述工件夾緊機構包括連接于錐體前端的兩個夾塊機構對稱排布，所述夾塊機構包括導軌、導桿、彈簧和夾緊塊，所述導軌固定于錐體前端，導軌上設有同向排布的導桿，導桿上套有彈簧和夾緊塊，夾緊塊位于導桿靠錐體中心的那端；

優選的是，所述連接盤上靠配重塊A那側固定有防止電極片短路的外罩。

本發明的有益效果是：本發明一種基于縱振模態的超聲電火花復合加工振子，其簡化了設計結構，可以方便地對工件進行夾緊和拆卸，在不對現有機床的電極結構及其控制系統進行較大改變的條件下，在現有的電火花機床上方便地附加超聲振動，提高微細孔的徑向加工精度。

附圖說明

圖1是本發明基于縱振模態的超聲電火花復合加工振子的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明較佳實施例進行詳細闡述，以使發明的優點和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界定。

請參閱圖1，本發明實施例包括：

一種基于縱振模態的超聲電火花復合加工振子，該基于縱振模態的超聲電火花復合加工振子包括剛性連接在一起的超聲換能器裝置1和工件夾緊機構2，所述超聲換能器裝置1包括配重塊A11、配重塊B12、電極片13、壓電陶瓷13、連接盤14和錐體15依次疊加后通過螺栓16連接在一起，錐體15前端剛性連接著工件夾緊機構2；所述工件夾緊機構2包括連接于錐體15前端的兩個夾塊機構21對稱排布，所述夾塊機構21包括導軌22、導桿23、彈簧24和夾緊塊25，所述導軌22固定于錐體15前端，導軌22上設有同向排布的導桿23，導桿23上套有彈簧24和夾緊塊25，夾緊塊25位于導桿23靠錐體15中心的那端；所述連接盤14上靠配重塊A11那側固定有防止電極片短路的外罩17。

基于縱振模態的超聲電火花復合加工振子的工作原理為：其中配重塊是用來降低超聲振動頻率，錐體用來放大超聲振幅，壓電陶瓷在高頻電壓激勵下產生超聲振動波，由于超聲換能器和工件通過夾緊機構剛性連接在一起，工件表面具有和超聲換能器同樣的機械振動特性，在高頻電壓激勵下,?工件產生激振。超聲換能器的連接盤和外罩通過螺栓連接在一起，外罩的作用是避免電極片和工作液接觸導致短路，并且通過螺栓和機床連接在一起；工作時工件放在兩個夾緊塊之間，夾緊塊在壓縮彈簧的作用下夾緊工件，由于電火花加工時產生的作用力比較小，因此該夾緊機構可以實現工件的夾緊，滿足加工要求。