[實(shí)用新型]一種復(fù)合型超聲頻微細(xì)電加工裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201521005852.6
• 申請日: 2015-11-27
• 公開（公告）號: CN205271064U
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱永偉;楊大師;張宇;王芳;顧翔
• 申請（專利權(quán)）人: 揚(yáng)州大學(xué)
• 主分類號: B23H3/00
• 分類號: B23H3/00;B23H7/38
• 代理公司: 揚(yáng)州蘇中專利事務(wù)所(普通合伙) 32222
• 代理人: 許必元

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于復(fù)合精密、微細(xì)特種加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種復(fù)合型超聲頻微細(xì)電加工裝置。

背景技術(shù)

難加工材料（如電子陶瓷、高溫合金、硬質(zhì)合金等）、復(fù)雜異形面（如三維曲面、異型孔槽等）零部件的制造已成為現(xiàn)代制造科學(xué)的研究熱點(diǎn)，其核心問題在于如何解決精密、微細(xì)加工難題。

在微細(xì)特種加工技術(shù)領(lǐng)域，有許多加工方法，如微細(xì)電火花加工、微細(xì)電解加工、微細(xì)超聲加工、微細(xì)高能束流加工以及由兩種或者兩種以上加工方法組合而成的微細(xì)復(fù)合加工方法等。這些加工方法在零部件微精加工中發(fā)揮重要作用，解決了切削加工難以實(shí)現(xiàn)的精密、微細(xì)加工難題。但是，現(xiàn)有微細(xì)加工方法在具有優(yōu)點(diǎn)的同時，亦有其一定的局限性。

現(xiàn)有的超聲復(fù)合電加工裝置是指將超聲振動部件固定在電加工機(jī)床的主軸頭下部，將脈沖電源連接到工具電極和工件上，加工時，工件向工具電極作伺服進(jìn)給移動，由于工具電極端面作超聲振動，加工間隙很容易排屑與排氣，特別適合于小面積的微孔加工，然而此種復(fù)合加工方法不適用于深徑比大的工件，更不能用于加工復(fù)雜異形面。

超聲振動輔助技術(shù)是近些年來發(fā)展起來的一門新技術(shù)，該加工方法高效、環(huán)保。超聲振動輔助技術(shù)的原理是工具頭微細(xì)移動進(jìn)給，工件附加超聲振動，能有效提高工具加工工件的能力。這種加工方法在導(dǎo)電材料的加工上應(yīng)用廣泛，具有極其重要的理論意義和實(shí)用價值，對推動放電加工技術(shù)的進(jìn)步具有重要意義。然而，在本實(shí)用新型之前，還沒有一種能充分發(fā)揮超聲頻振動作用的復(fù)合型電加工裝置，利用超聲頻振動的工具電極去加工被輔助以超聲頻振動，可實(shí)現(xiàn)三維微細(xì)進(jìn)給的電加工工件。為了推動精密、微細(xì)特種加工技術(shù)的發(fā)展，解決制造業(yè)中存在的加工效率低下、復(fù)雜曲面難加工的問題，對復(fù)合型電加工裝置的研究設(shè)計勢在必行。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對上述超聲振動輔助技術(shù)存在的不足，提出一種復(fù)合型超聲頻微細(xì)電加工裝置，有效提高電加工的加工效率與精度，解決了超聲復(fù)合電加工在加工深徑比大的工件時效率低下，以及很難加工復(fù)雜異形面的缺陷。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種復(fù)合型超聲頻微細(xì)電加工裝置，包括機(jī)構(gòu)底座、設(shè)置在機(jī)構(gòu)底座上的支撐架以及工件；其特征在于：所述機(jī)構(gòu)底座上設(shè)有進(jìn)給機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)由軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)組成，所述軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)上固定設(shè)有超聲振動裝置，所述超聲振動裝置由振動裝置底板、支架板、超聲換能器和變幅桿構(gòu)成，所述振動裝置底板上設(shè)有工作臺，所述工件置于所述工作臺的上方，所述支撐架的上端設(shè)有壓電式超聲換能器、上變幅桿和工具電極；

所述機(jī)構(gòu)底座一側(cè)還設(shè)有電解加工裝置，所述電解加工裝置由超聲電源、信號轉(zhuǎn)發(fā)器、電解單元、超聲輔助單元和調(diào)節(jié)控制電路組成，所述調(diào)節(jié)控制電路置于所述電解單元和超聲輔助單元之間；

所述電解單元由電解電源、限流電阻、超聲斬波電路組成；

所述超聲輔助單元由超聲波發(fā)生器和功率放大電路組成；

所述功率放大電路的一端與所述超聲換能器相接，所述功率放大電路的另一端和所述超聲斬波電路合并連接在所述信號轉(zhuǎn)發(fā)器上，所述工作臺與所述超聲斬波電路作用相接，所述信號轉(zhuǎn)發(fā)器和超聲電源串聯(lián)作用在所述壓電式超聲換能器上，所述工具電極正對所述工件并進(jìn)行超聲頻機(jī)械振動。

所述進(jìn)給機(jī)構(gòu)由軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)組成，軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)置于縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)上方，縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)下方設(shè)置有橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)，橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)設(shè)在機(jī)構(gòu)底座的橫向?qū)к壣希S向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)和橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中都設(shè)有伺服電機(jī)與滾珠絲杠導(dǎo)軌，實(shí)現(xiàn)聯(lián)動微細(xì)進(jìn)給。

所述超聲振動裝置由振動裝置底板、支架板、超聲換能器和下變幅桿構(gòu)成，振動裝置底板通過螺栓固定在軸向進(jìn)給機(jī)構(gòu)上，支架板通過螺釘固定在振動裝置底板上，超聲換能器和下變幅桿均置于支架板上；支架板、超聲換能器和下變幅桿配套安裝且數(shù)量相同。

所述支架板的數(shù)量為4個。

所述振動裝置底板的中間設(shè)有擁有支撐工作臺的凸臺，凸臺對稱分布在振動裝置底板的中心，凸臺的數(shù)量為4個。

所述超聲波發(fā)生器為頻率可調(diào)式發(fā)生器。

所述電解電源選用5000HZ的高頻率脈沖電源。

所述限流電阻為可調(diào)節(jié)電阻。