[發明專利]一種超聲振動微細電火花加工工作臺

無效

• 申請號: 201310422775.3
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103480928A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 張勤河;張敏;張覃婧
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B23H7/38
• 分類號: B23H7/38
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王緒銀

技術領域：

本發明屬于微細電火花加工技術領域，涉及一種超聲振動微細電火花加工工作臺。?

背景技術:

微細電火花加工技術由于具有設備簡單、可控性好、無切削力、適用性強等一系列優點，在微小尺度零件的加工中有巨大的優越性，在微器件的微細加工中具有很大的應用潛力。目前在工業上已有多種微細電火花加工機床投入使用，日本松下精機開發生產的微細電火花加工機床MG—ED82W,采用RC微能張弛式脈沖電源,并通過工具電極的定時回退,可穩定加工10μm尺度的微孔和窄槽。國內方面，南京航空航天大學采用壓電陶瓷驅動工具電極微進給方式成功加工出了的微細孔，哈爾濱工業大學特種加工研究所研制成功四軸聯動精微電火花加工機床，并用該機床加工出了微孔。現有的微細電火花加工機床都采用無振動工作臺固定被加工工件，通過工具電極的進給實現微細加工。由于加工尺度較小，工具電極細微，放電脈沖能量和放電間隙小，傳統電火花加工中的定時回退沖液排屑方式已不適于微細電火花加工，致使電蝕產物不易從加工區排出，尤其是高深徑比的微細孔或異型孔排屑更困難，容易出現短路拉弧現象，加工效率極低。?

發明內容:

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足，提供一種加工狀態穩定、加工速度高、排屑效果好的超聲振動微細電火花加工工作臺。?

本發明是通過以下方式實現的：?

一種超聲振動微細電火花加工工作臺，包括機床基座、工作液槽、電源、調節電阻；其特征是還包括預緊彈簧、壓電陶瓷、壓電致動器外殼、推桿；壓電陶瓷采用疊壓組合形式，在電路中彼此并聯；壓電致動器外殼固定在機床基座上，壓電陶瓷安裝在壓電致動器外殼內；推桿通過預緊彈簧與壓電陶瓷連接，推桿上端與工作液槽連接；加工工件固定于工作液槽中。?

上述超聲振動微細電火花加工工作臺，其特征是壓電陶瓷作為微振動激發構件，將電能轉化為機械振動能；在電壓作用下，利用壓電陶瓷的逆壓電效應，壓電陶瓷帶動工作臺面伸長或縮短，而且其伸長或縮短的距離與電壓近似成正比。?

上述超聲振動微細電火花加工工作臺，其特征是電源為晶體管超聲波電源，頻率范圍10KHz-60KHz。?

本發明的有益效果如下：?

本發明的突出優點是有效改善微細電火花加工中工作液循環狀態，促進電蝕產物的排出，增加了加工過程的穩定性。由于壓電陶瓷每次伸縮，工件都在壓電陶瓷的驅動下作伸縮運動，使工具電極和工件產生相對運動，相對運動作用于液體介質會產生擾動，形成擾動波，擾動波沖擊電蝕產物并使其分散，然后擾動波遇到工件反射形成上下壓力差,電蝕產物將在壓力差和活塞(工具電極)的泵吸作用下，從加工放電間隙中排出，這樣可有效地避免電蝕產物的沉積，有利于放電點的轉移，因而可大幅度提高加工的穩定性。另外，當完成一次火花放電加工工件隨壓電致動器收縮而回退時，還可以使介質快速的消電離，控制單脈沖放電能量。本超聲振動微細電火花加工工作臺采用的壓電陶瓷為多層疊壓結構，具有優良的動、靜態特性，其分辨率可達0.45nm，在100V時其行?程達到45μm。?

附圖說明:

圖1為本發明的結構示意圖。?

圖中：1-宏動軸、??2-旋轉主軸、??3-加工工件、??4-預緊彈簧、??5-壓電陶瓷、??6-機床基座、??7-電源、??8-調節電阻、??9-壓電致動器外殼、??10-推桿、??11-工作液槽、??12-工具電極、??13-工具電極夾頭。?

具體實施方式：

下面結合附圖給出本發明的三個最佳實施例：?

實施例一：?

如圖1所示，本發明是一種基于微細電火花加工機床用的超聲振動微細電火花加工工作臺，包括預緊彈簧4、壓電陶瓷5、機床基座6、電源7、調節電阻8、壓電致動器外殼9、推桿10、工作液槽11。當加工工件3質量較小時，動態跟隨效果較好，超聲振動微細電火花加工工作臺可采用高頻超聲振動，頻率范圍在38KHz-42KHZ，加工工件采用螺栓壓緊固定在工作液槽5中，并浸入工作液中，加工效果較好。壓電陶瓷5疊壓的片數為三片。壓電致動器外殼9起保護壓電陶瓷5的作用，采用耐腐蝕的不銹鋼制造，具體尺寸根據壓電陶瓷5和推桿10的尺寸確定。電源7為晶體管超聲波電源，頻率范圍10KHz-60KHz。預緊彈簧4采用標準彈簧，在裝置中起壓緊壓電陶瓷5的作用，其尺寸依據壓電陶瓷5而定。調節電阻8串聯在壓電陶瓷5的驅動電路中，通過調節電阻8可改變壓電陶瓷5的伸長或縮短量，從而改變超聲振動微細電火花加工工作臺的振動幅度。?