[發明專利]復雜曲面無再鑄層單/群孔多工位電火花-電解加工機床

有效

• 申請號: 201310588573.6
• 申請日: 2013-11-21
• 公開（公告）號: CN103611994A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 張彥;徐正揚;曲寧松;朱荻;劉欣
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B23H9/14
• 分類號: B23H9/14;B23H5/02;B23H5/10;B23H5/14;B23H11/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及一種復雜曲面無再鑄層單/群孔多工位電火花-電解加工機床，屬于特種加工設備領域。

背景技術

在航空航天、電器電子、儀器儀表、輕工紡織等工業領域中，出現越來越多微小單/群孔結構的零部件，且零件中孔的數量越來越大、直徑越來越小，精度和表面質量要求越來越高，然而工業零部件的材料種類繁多，結構復雜、加工難度大。尤其是在航空航天和軍工領域，由于設備工作的特殊環境條件，往往要求其材料具有較高的硬度和強度，具有良好的耐熱性和抗腐蝕性，故其零部件通常采用高溫合金、鈦合金等難加工材料，因此針對微小孔加工工藝提出了更高的要求，傳統的機械加工工藝方法已無法滿足需求。近年來，微小孔特種加工工藝得到了廣泛的應用，如電火花加工、激光加工、超聲加工、電子束加工、電解加工等，且均取得了較快的發展，成為難加工材料微小孔加工的主要手段。

電火花和電解加工過程中均沒有直接接觸、不會產生宏觀作用力、可用普通的工具電極加工難加工材料。電火花-電解復合加工工藝是將電火花和電解加工有針對性的結合在一起，有效的利用了兩者的優點，使其共同作用在同一工件表面，從而高效的獲得加工精度高、表面質量好的加工工件。單/群孔電火花-電解復合加工主要應用于難加工材料上的孔的加工，如空心冷卻渦輪葉片和導向器葉片上的大量微小孔結構，加工后微孔結構不會產生殘余應力，孔壁表無再鑄層和微裂紋，可以滿足航空零部件的高性能要求。

2003年12月24日，中國實用新型專利CN2593944Y公開了一種帶反向沖液裝置的高速電火花小孔加工機床，該機床在原有高速電火花小孔加工機上設一反向沖液裝置，消除因漏液所帶來的不良效果，提高了孔出口的加工質量和加工效率，但該機床只能進行高速電火花小孔加工，不能用于電火花-電解復合加工，更不能用于群孔加工。

2007年8月15日，申請號為200710064289.3的中國專利申請公開了一種彎曲孔的電火花/電解加工方法及其裝置，該裝置針對現有彎曲孔加工方法加工精度差、加工三維空間彎曲孔困難的問題，采用工件和工作臺轉動而電極的指向不變的方案，使彎曲孔加工中電極方向的控制得到簡化，能夠容易地實現三維彎曲孔加工，擴大孔加工的范圍和提高彎曲孔加工的精度，但該裝置對于微小孔單/群孔加工效果不明顯，加工效率較低，加工工藝復雜、成本高。

2011年2月16日，申請號為201010289524.9的中國專利申請公開了一種電解電火花切削復合微細加工裝置及其加工方法，該裝置利用加工電極和非導電待加工工件可物理接觸的特點，引入切削加工，使其成為一種新的電解電火花切削復合微細加工裝置，彌補了原有電解電火花加工機床在加工效率、加工精度等方面的缺點，使其具有材料去除率高、加工精度高、表面質量好、成本低等優點，但該裝置主要針對非金屬材料加工，且加工過程有直接接觸，存在宏觀作用力，不適宜于高溫合金等難加工金屬材料的微小孔加工。

2013年5月1日，申請號為201210596365.6的中國專利公開了一種螺母滾道電加工工藝和機床，該機床采用電解、電火花或復合電加工等特種加工工藝，主要針對螺母，尤其是大導程螺母內滾道進行加工，該機床結構簡單實用、運動平穩、成本低，但該機床的應用具有一定局限性，主要針對螺母滾道進行加工，不易擴展到微小單/群孔的加工。

發明內容

本發明在于提供一種復雜曲面無再鑄層單/群孔多工位電火花-電解加工機床，以解決現有技術中的電火花-電解加工機床無法對難加工金屬材料進行微小單/群孔無再鑄層加工的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供的復雜曲面無再鑄層單/群孔多工位電火花-電解加工機床，包括機床本體、陰極系統、工作液循環系統、電源系統和控制系統，其特征在于：所述電源系統包括控制電路和輸出電路，所述控制電路根據不同加工需求控制不同波形電源的切換，電源信號經所述輸出電路施加到工具電極和工件；所述電源系統采用單回路或多回路供電方式，對工具電極進行獨立供電。

本發明的有益效果在于：（1）本發明機床電源系統中的控制電路，可根據不同加工方式，進行不同電源波形的任意切換，滿足了各類工序的供電需求；（2）本發明機床采用多回路供電的方式，對群孔加工時多根電極進行分回路單獨控制，對具有大量孔結構工件進行加工時能極大的提高加工效率，同時避免了因放電集中而產生的單孔加工過大、加工不均勻現象，有效的保證加工的穩定性，提高群孔加工精度和表面質量；（3）本發明機床實現單/群孔的高速、高效數控加工，且機構簡單、制造成本低、應用范圍廣泛。