[發明專利]通孔內表面磁控電火花加工裝置及方法

有效

• 申請號: 201310682477.8
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103706904A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 柴永生;李寶泉;范文龍;劉光;于志強;錢東楷
• 申請（專利權）人: 無錫微研有限公司;無錫微研精微機械技術有限公司
• 主分類號: B23H9/14
• 分類號: B23H9/14;B23H1/00
• 代理公司: 無錫華源專利事務所(普通合伙) 32228
• 代理人: 馮智文

技術領域

本發明涉及微細加工技術領域，具體涉及微細孔電火花加工技術領域，尤其涉及待加工工件固定不動、同時利用磁場來使電極絲在非旋轉的相對靜止狀態下實現管狀零件內表面精加工的裝置及方法。

背景技術

電火花加工是微細加工中發展較為成熟的方法，它非常適合微米級結構尺寸的精細加工，電火花加工微細孔具有加工直徑小、精度高和可放在熱處理后加工、易于實現自動化等優點，電火花加工技術在微細加工領域應用廣泛。由于電火花微細孔加工的基本機理是利用工件和工具電極之間的脈沖性火花放電，產生瞬間高溫使工件材料表面有選擇地局部熔化和汽化蝕除，從而獲得一定形狀尺寸和表面粗糙度要求的零部件，因此，在電火花加工微細孔時，需要使電極絲相對于工件勻速旋轉以使電弧帶電粒子形成勻速圓周運動，或者使工件相對于電極絲旋轉，由此完成微細孔的加工，如中國專利CN1266764A公開的“精密微細孔電火花加工裝置”，其通過具有旋轉套筒、常開式夾絲機構、常閉式夾絲機構等復雜結構的微細電極的旋轉進絲復合機構控制旋轉中的電極絲的進給，其微細孔的加工完全基于電極絲旋轉運動使電弧帶電粒子作圓周運動的機理，這種電極絲旋轉運動進行微細孔加工的方法存在如下缺陷：第一，電極絲旋轉運動存在誤差，影響微細孔加工精度和加工的穩定性，并且需要設置復雜的使電極絲旋轉的機構；第二，電極絲高速旋轉運動過程中，電極絲會出現“擰斷”等破壞性失效情況，影響微細孔加工的穩定性。另外，現有技術中無論是電極絲旋轉還是工件旋轉的電火花加工，均沒有公開直接針對帶有通孔的零件的通孔內表面精加工的電火花加工。

發明內容

本申請人針對現有技術中的上述缺點進行改進，提供一種通孔內表面磁控電火花加工裝置及方法，其能夠在電極不旋轉、工件固定不動的情況下，完成具有通孔零件的通孔內表面的電火花加工，確保加工精度和加工穩定性。

本發明的技術方案如下：

本發明所述通孔內表面磁控電火花加工裝置，包括電極，電極兩端連接有導線，工件固定在工作平臺上，電極與工件的待加工通孔內表面之間留有間隙，工件的外周設有磁場產生機構，所述磁場產生機構包括外殼、套接在工件外周的磁芯體及磁芯體上繞制的線圈，外殼覆蓋在繞制有線圈的磁芯體外周，外殼由導磁材料制成，所述磁場產生機構固定在移動板上，移動板由動力機構帶動沿待加工通孔的軸向移動，外部繞絲機構牽引電極沿待加工通孔的軸向移動，通電時，電極與工件產生的電弧位于所述磁場產生機構產生的磁場內。

其進一步技術方案為：

所述外殼上設有冷卻水入口及冷卻水出口，用于使冷卻水進出磁芯體與外殼內壁之間的空間。

所述動力機構采用絲桿副，所述絲桿副中的絲母與移動板固接。

所述工件的待加工通孔內通入有惰性氣體。

本發明所述通孔內表面磁控電火花加工方法，包含以下步驟：

第一步，將工件固定在加工平臺上，通過外部繞絲機構牽引電極移動至工件的待加工通孔的底端；

第二步，在工件的待加工通孔和電極之間連接電弧電源，放電形成電弧，同時，磁芯體和線圈通過連接勵磁電源形成外加磁場，在磁場的作用下，電火花中的帶電粒子產生旋轉運動，由此驅動電弧旋轉，電弧開始對待加工通孔的內表面加工；

第三步，由動力機構驅動移動板沿待加工通孔的軸向移動，同時通過外部繞絲機構牽引電極沿待加工通孔的軸向移動，二者的移動滿足電極產生的電弧位于所述磁場產生機構產生的磁場內，直至完成對待加工通孔的內表面加工。

其進一步技術方案為：

所述第一步驟之后、第二步之前，將冷卻水通過外殼上的冷卻水入口通入磁芯體與外殼內壁之間的空間，并且開啟冷卻水出口，使冷卻水循環進出磁芯體與外殼內壁之間的空間。

所述第二步及第三步的電火花加工過程中，在所述工件的待加工通孔內通入有惰性氣體。

本發明的技術效果：