[發明專利]一種自修復工具電極磨削式放電加工裝置及方法

在審

• 申請號: 201710161709.3
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106825794A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 劉江文;楊逍瀟;郭鐘寧;程杰
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B23H1/00
• 分類號: B23H1/00;B23H1/04
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 李海建

技術領域

本發明涉及機械加工設備技術領域，特別涉及一種自修復工具電極磨削式放電加工裝置及方法。

背景技術

磨削加工在機械加工中隸屬于精加工，其具有切削量少、加工精度高等特點。磨削加工后的表面往往是機械零件中的重要表面。這些表面對加工精度和加工質量往往有著嚴格的要求。

傳統的磨削加工是使用硬度較高的物體作為刀具去切削較軟的物體，通過擠壓的方法將待加工工件表面上的多余的材料去除，從而使工件達到規定的幾何形狀、尺寸精度和表面質量的加工方法。隨著科技的發展，具有優良性能的材料被應用于眾多先進裝備中，如高溫合金、不銹鋼、鈦合金、超高強度鋼等，這類材料的切削加工性較差，難以采用傳統的方法進行零件的磨削加工，由此誕生了非傳統的磨削方法。

非傳統的磨削方法主要有電化學磨削和電火花磨削等。電化學磨削加工是通過電化學的方法將待加工區域的金屬去除，使工件達到規定的幾何形狀、尺寸精度和表面質量的加工方法。雖然其在加工過程中陰極無損耗、無宏觀切削力、適宜加工各種難切削材料零件及薄壁件、加工效率高、表面質量好等優點，但是其定域性不好控制，容易出現雜散腐蝕，不利于保證加工精度，電火花磨削加工是通過采用標準形狀的電極對工件進行火花放電加工，從而將待加工區域的金屬去除，使工件達到規定的幾何形狀、尺寸精度和表面質量的加工方法。雖然該方法可以加工任何硬度的導電材料，但由于該過程為放電加工，電極在加工工件的同時自身也會受到損傷，這無疑將極大地影響加工精度和加工質量，因此，如何提供一種對于超硬材料的加工具有：加工精度高、使用壽命長、加工成本低的磨削加工方法成為本領域技術人員亟待解決的重要技術問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種自修復工具電極磨削式放電加工裝置及方法，以達到在加工過程中使工具電極的幾何形狀能得以及時恢復，提高加工精度和加工質量，延長工具電極的使用壽命長，降低加工成本的目的。

為實現上述目的,本發明提供如下技術方案：

一種自修復工具電極磨削式放電加工裝置，主要包括：

工具電極，包括金屬基體以及固結在所述金屬基體表面的磨粒層，所述磨粒層包括磨粒，所述磨粒通過磨粒結合劑固結于所述工具基體上，所述磨粒結合劑為導電材料；

金屬塊，壓緊在所述磨粒層上；

所述工具電極可在其軸線上旋轉，且可沿著工件(3)表面運動。

優選地，所述金屬塊為鋁塊或銅塊。

優選地，所述磨粒密布在所述磨粒層的內部及表面。

優選地，所述磨粒可由金剛石、碳化硅、氧化鋁或者立方氮化硼制成。

優選地，所述磨粒可為菱形、三角形或者不規則多邊形結構。

優選地，所述工具電極在第一驅動裝置驅動下旋轉，所述第一驅動裝置的輸出端通過旋轉軸與所述工具電極相連接。

優選地，還包括承載機構，所述承載機構包括工作臺以及設置于所述工作臺上可橫向及縱向移動的運動平臺及其控制系統。

優選地，還包括用于盛放工作液的容槽，其內部設置有用于夾持所述待加工工件的夾具，所述容槽設置于所述運動平臺上，且所述容槽的頂部開口高于所述待加工工件的頂部。

一種自修復工具電極磨削式放電加工方法，包括步驟：

當工具電極旋轉時，其上的磨粒層磨削金屬塊，由此產生的金屬碎屑將粘附到磨粒層表面磨粒的間隙中形成金屬粘附層；

接通電源，將電源的兩極分別連接于工具電極及固定有待加工工件的夾具，所述夾具能夠相對于所述工具電極沿工作臺所在平面移動，使所述工具電極接近所述待加工工件的表面，在此過程中金屬粘附層對待加工工件表面進行磨削放電加工；

當所述金屬粘附層放電損耗掉以后，暴露出來的磨粒將重新磨削金屬塊，磨削產生的金屬碎屑將粘附到磨粒的間隙中，從而實現金屬粘附層的補償重建。

從上述技術方案可以看出，本發明提供的一種自修復工具電極磨削式放電加工裝置，主要包括工具電極1以及金屬塊2；其中，工具電極1包括金屬基體11以及通過導電磨粒結合劑固結于金屬基體11表面的磨粒層12，工具電極1可繞自身軸線旋轉，且可沿著工件3表面運動；金屬塊2壓緊在工具電極1的磨粒層12上；