[發(fā)明專利]多材質(zhì)電火花加工電極及其加工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610839663.1
• 申請(qǐng)日: 2016-09-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106270839B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張生芳;劉宇;張文超;王普永;馬付建;宿崇;閻長(zhǎng)罡;黃文麗;沙智華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B23H1/06
• 分類號(hào): B23H1/06;B23H1/04
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 孟兆華;李洪福

本發(fā)明公開(kāi)了一種多材質(zhì)電火花加工電極及其加工方法，包括電極基體和設(shè)置于電極基體底部的組分電蝕材料；組成組分電蝕材料的電蝕材料具有一種以上，并且多種電蝕材料之間的耐電蝕程度不同，電蝕材料同電極基體之間的耐電蝕程度不同；當(dāng)電極基體和工件分別接脈沖電源的正極、負(fù)極，組分電蝕材料底部表面形成微細(xì)復(fù)雜曲面。本發(fā)明所述的多材質(zhì)電火花加工電極及其加工方法，利用電火花成形方法加工微細(xì)復(fù)雜曲面，避免了傳統(tǒng)分層銑削加工方法加工效率低下，頻繁更換電極及需采用繁瑣的刀具軌跡規(guī)劃策略等問(wèn)題；能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)的一次成形，避免了更換電極所造成的二次裝夾誤差，更精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)微細(xì)復(fù)雜曲面的高效成形加工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微細(xì)、特種加工技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于微細(xì)復(fù)雜曲面電火花加工行業(yè)的一種多材質(zhì)電火花加工電極及其加工方法。

背景技術(shù)

微型化、精密化、復(fù)雜化是當(dāng)今機(jī)電產(chǎn)品的重要發(fā)展方向。在航空航天、光電通訊、生物醫(yī)療、模具制造等諸多技術(shù)領(lǐng)域中，許多關(guān)鍵零件常具有微細(xì)復(fù)雜曲面特征，甚至涉及自由曲面(如微型飛行器的復(fù)雜殼體、微型精密光學(xué)器件、微型傳感器的復(fù)雜敏感元件、微小仿生機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)高副等)，這些關(guān)鍵零件因應(yīng)用條件與工作環(huán)境的特殊要求常采用高性能金屬合金及功能材料等難加工材料。

目前微細(xì)復(fù)雜曲面加工多采用電火花銑削加工方法，它運(yùn)用簡(jiǎn)單電極(如棒狀、空心管狀電極等)在數(shù)控系統(tǒng)的控制下按照特定軌跡做成形運(yùn)動(dòng)，通過(guò)簡(jiǎn)單電極與工件之間在不同相對(duì)位置的放電作用實(shí)現(xiàn)所需工件形狀的加工。用該方法加工微細(xì)復(fù)雜結(jié)構(gòu)時(shí)，工具電極應(yīng)制造得盡量細(xì)長(zhǎng)，以保證微小特征加工精度并抵抗嚴(yán)重的電極損耗。在通常情況下，單根電極也很難完成整個(gè)加工過(guò)程，更換電極將產(chǎn)生二次裝夾誤差，若采用在線方法重新制作電極，將降低加工效率。由于嚴(yán)重的電極損耗，加工過(guò)程中工具在長(zhǎng)度方向上快速縮短，電極形狀也發(fā)生變化，現(xiàn)有的電極損耗補(bǔ)償策略很難實(shí)時(shí)發(fā)揮效用，降低了加工精度，加之分層策略和工具軌跡規(guī)劃策略的在曲面加工效率和精度方面難以兼顧。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述提出的技術(shù)問(wèn)題，而提供一種多材質(zhì)電火花加工電極及其加工方法，用于解決現(xiàn)有的傳統(tǒng)分層銑削加工方法，具有加工效率低下，需頻繁更換電極，及需采用繁瑣的刀具軌跡規(guī)劃策略的缺點(diǎn)。本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種多材質(zhì)電火花加工電極，包括電極基體和設(shè)置于電極基體底部的組分電蝕材料；組成組分電蝕材料的電蝕材料具有一種以上，并且多種電蝕材料之間的耐電蝕程度不同，電蝕材料同電極基體之間的耐電蝕程度不同；當(dāng)電極基體和工件分別接脈沖電源的正極、負(fù)極，組分電蝕材料底部表面形成微細(xì)復(fù)雜曲面。

作為優(yōu)選當(dāng)組分電蝕材料包括第一電蝕材料Ⅰ、第一電蝕材料Ⅱ和第一電蝕材料Ⅲ，具有不同耐電蝕程度的第一電蝕材料Ⅰ、第一電蝕材料Ⅱ和第一電蝕材料Ⅲ在電極基體底部并排設(shè)置。

作為優(yōu)選當(dāng)組分電蝕材料為單獨(dú)的第二電蝕材料，電極基體和第二電蝕材料為圓柱體，第二電蝕材料頂部表面的直徑小于電極基體底部表面的直徑。

作為優(yōu)選當(dāng)組分電蝕材料包括第三電蝕材料Ⅰ和第三電蝕材料Ⅱ，第三電蝕材料Ⅰ包括六棱柱部和設(shè)置于六棱柱部一面?zhèn)缺诘拈L(zhǎng)方體部，第三電蝕材料Ⅱ?yàn)閳A柱體，設(shè)置于六棱柱部和長(zhǎng)方體部之間的側(cè)壁。

作為優(yōu)選當(dāng)組分電蝕材料包括第四電蝕材料Ⅰ、第四電蝕材料Ⅱ和第四電蝕材料Ⅲ，第四電蝕材料Ⅰ、第四電蝕材料Ⅱ和第四電蝕材料Ⅲ依次設(shè)置于電極基體底部，并且第四電蝕材料Ⅰ為長(zhǎng)方體，第四電蝕材料Ⅱ?yàn)閳A柱體，第四電蝕材料Ⅲ為六棱柱，第四電蝕材料Ⅰ、第四電蝕材料Ⅱ和第四電蝕材料Ⅲ的底部表面積依次減少。

作為優(yōu)選組成組分電蝕材料的電蝕材料之間，以及組分電蝕材料和電極基體之間，通過(guò)電化學(xué)沉積、導(dǎo)電膠粘接、外薄膜封接或金屬材料焊接方式中的一種或幾種方式連接在一起。

一種多材質(zhì)電火花加工電極的加工方法，包括以下步驟：

S1、根據(jù)所需加工的成型工件微細(xì)復(fù)雜曲面進(jìn)行分析，并反推獲得不同材質(zhì)組分的損耗體電蝕材料的加工電極；