[發(fā)明專利]基于低溫環(huán)境的冰凍輔助微小孔加工方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510212740.6
• 申請(qǐng)日: 2015-04-30
• 公開（公告）號(hào): CN104801801B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱荻;張彥;徐正揚(yáng);邢俊;丁飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B23H9/14
• 分類號(hào): B23H9/14;B23H11/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所32237
• 代理人: 賀翔

1.?一種基于低溫環(huán)境的冰凍輔助微小孔加工方法，其特征在于包括以下過程：

步驟1、將待加工工件固定在夾具上并置于容器中，將制冰溶液加入容器或注入空心零件中，至少保證待加工工件的制孔出口面被溶液淹沒；

步驟2、采用低溫實(shí)施措施，對(duì)加工區(qū)域進(jìn)行降溫處理，為整個(gè)加工營(yíng)造低溫環(huán)境；

步驟3、在低溫環(huán)境下，至少使得待加工工件的制孔出口面所處部位的溶液被凍結(jié)，形成冰層，并和待加工工件自然地凍結(jié)在一起且具有連接強(qiáng)度，形成冰凍輔助結(jié)構(gòu)；

步驟4、工作液采用管電極內(nèi)沖液，即工作液從中空管電極內(nèi)流入，從管電極和孔側(cè)壁的間隙流出；隨后進(jìn)行電火花、電解、電火花電解復(fù)合、電液束微小孔加工；?

對(duì)于電火花微小孔加工，在孔剛穿通的瞬間電火花放電產(chǎn)生的熱量使冰層局部融解，保證孔出口處充足的工作液供應(yīng)，使加工順利進(jìn)行，從而改善孔出口質(zhì)量；

對(duì)于電解微小孔加工，在孔剛穿通的瞬間從管電極中沖出的溶液的熱量使冰層局部融解，保證出口處充足的工作液供應(yīng)，使加工順利進(jìn)行，從而改善孔出口質(zhì)量；

對(duì)于電液束微小孔加工，在孔剛穿通的瞬間從管電極中沖出的溶液的熱量使冰層局部融解，從而保證出口處充足的工作液供應(yīng)，使加工順利進(jìn)行，從而改善孔出口質(zhì)量；

對(duì)于電火花電解復(fù)合加工，在孔剛穿通的瞬間電火花放電產(chǎn)生的熱量使冰層局部融解，加工中同步實(shí)現(xiàn)電火花高速穿孔，以及電解加工；通過冰凍作用減小電火花熱影響層和電解非加工面雜散腐蝕層，同時(shí)通過冰層保證穿透瞬間的電解液流場(chǎng)穩(wěn)定，從而提高加工穩(wěn)定性和加工質(zhì)量；

步驟5、加工結(jié)束后，提高加工環(huán)境溫度，待冰凍結(jié)構(gòu)融化取出被加工工件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種基于低溫環(huán)境的冰凍輔助微小孔加工方法，其特征在于：上述工作液的溫度可調(diào)以通過工作液溫度控制制孔出口面所處部位冰層融化范圍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低溫環(huán)境的冰凍輔助微小孔加工方法，其特征在于：上述制冰溶液與制孔工作液成分相同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低溫環(huán)境的冰凍輔助微小孔加工方法，其特征在于：所述的低溫溫度范圍為-50～0℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低溫環(huán)境的冰凍輔助微小孔加工方法，其特征在于：所述的冰層厚度從0.1～100mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低溫環(huán)境的冰凍輔助微小孔加工方法，其特征在于：所述的低溫實(shí)施措施包括液氮制冷、半導(dǎo)體制冷、空氣壓縮制冷。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于低溫環(huán)境的冰凍輔助微小孔加工方法，其特征在于：該方法可用于加工平面結(jié)構(gòu)、復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)、中空零件、實(shí)心零件。

8.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述的基于低溫環(huán)境的冰凍輔助微小孔加工方法的裝置，其特征在于：該裝置包括制冰系統(tǒng)；該制冷系統(tǒng)包括容器（10）、工件夾具，該工件夾具將工件（11）安裝于容器（10）內(nèi)，且使工件底部與容器底部預(yù)留制冰空間的夾具；該制冷系統(tǒng)還包括用于使制冰溶液凍結(jié)成冰的制冰部件。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制冰裝置，其特征在于：該裝置還包括工作液溫度控制系統(tǒng)。