[發(fā)明專利]高速電弧放電磨削復(fù)合加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711060060.2
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107649755B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧琳;朱穎謀;陳吉朋;趙萬生
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: B23H5/04
• 分類號: B23H5/04
• 代理公司: 上海恒慧知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種高速電弧放電磨削復(fù)合加工方法，采用電極側(cè)面能形成電弧放電，且電極底部有磨削層的工具電極，將高速電弧放電加工和磨削加工進(jìn)行復(fù)合，本發(fā)明借助多種能場在一道工藝中實(shí)現(xiàn)材料的去除和光整的復(fù)合加工，既能實(shí)現(xiàn)難切削材料的高效、低成本加工，又能有效解決電弧放電加工中加工后表面質(zhì)量差的問題。本發(fā)明在一臺設(shè)備實(shí)現(xiàn)各種導(dǎo)電材料的高效、低成本、高精度加工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)電材料，特別是一種導(dǎo)電材料的高速電弧放電磨削復(fù)合加工方法。

背景技術(shù)

高速電弧放電加工是專門針對難切削材料的高效、低成本加工的迫切需求而提出的新加工方法。其原理是利用放電產(chǎn)生的電弧等離子體的高溫將工件材料快速熔化甚至氣化，并且配合工具電極和工件之間的高速流場將蝕除的材料快速?zèng)_出間隙，該種方法特別適用于具有一定導(dǎo)電性的難切削材料的加工。但是，由于電弧具有極高的能量密度，為了達(dá)到高效的目的，每個(gè)放電脈沖的能量也很大，這就造成了電弧放電加工后的工件表面蝕坑較大，形成粗糙的表面。而放電加工后的表面，經(jīng)工作液冷卻后，容易在表面形成重鑄層使硬度上升，加上表面較為粗糙，可能會對后續(xù)的精加工帶來負(fù)面影響，縮短刀具的使用壽命。而如果在加工過程中能同時(shí)采用電弧放電加工和磨削加工組合的加工方法，則不僅可以實(shí)現(xiàn)高效低成本的加工，同時(shí)也可以有效的解決電弧放電加工后表面粗糙等問題。具體來說，就是采用特殊設(shè)計(jì)的工具電極(側(cè)面能形成放電，且底部有磨削層)，實(shí)現(xiàn)電弧放電加工和磨削加工同步進(jìn)行；電極側(cè)面與工件形成大能量的電弧放電熱蝕除工件材料，去除絕大部分材料并形成較為粗糙的加工表面，以此同時(shí)通過應(yīng)用電極底部的磨削層對電弧加工后的工件表面進(jìn)行磨削加工，最終獲得高質(zhì)量表面。因此，通過高速電弧放電磨削復(fù)合加工方法，可以實(shí)現(xiàn)高速電弧放電磨削復(fù)合加工，實(shí)現(xiàn)在一臺電弧放電加工機(jī)床上實(shí)現(xiàn)高效、低成本、精密加工的功能。

近年來，得益于電弧放電加工得到了快速發(fā)展，許多學(xué)者提出了各種基于電弧放電蝕除工件材料的新方法，并且這些方法都能有效的解決加工中面臨的某些問題，但是同樣這些方法也存在一些不足。上世紀(jì)，濰坊市坊子木工機(jī)械廠在專利CN87212711，蘇州電加工機(jī)床研究所有限公司在專利CN201644967中分別公開了各自的陽極機(jī)械切割裝置及部分結(jié)構(gòu)。陽極機(jī)械切割機(jī)床一般有盤式和帶式兩種。將工件接直流電源的陽極，將切割電極接電源的負(fù)極，并在切割口處加噴導(dǎo)電電解液。在切割過程中，當(dāng)工具與工件正面接觸時(shí)，高速直接運(yùn)動(dòng)的工具(鐵皮帶)將工件上的陽極純化膜劃破剔除，形成回路，產(chǎn)生電火花和短電孤放電，瞬時(shí)局部高溫達(dá)5000℃以上。但是，陽極機(jī)械切割技術(shù)的加工精度和表面粗糙度較差，工具電極易損耗，通常僅用于切割毛坯或下料。

葉良才在專利CN87106421A中公開了一種放電機(jī)械磨削聯(lián)合加工方法及設(shè)備的新技術(shù)。該技術(shù)是被命名為電熔爆加工，是一種利用低電壓、大電流實(shí)現(xiàn)電弧放電加工的方法。工作時(shí)，刀盤工具接電源負(fù)極，工件接電源正極，在極間會產(chǎn)生具有高能量密度的放電電弧，使加工件表面局部迅速熔化和氣化并迅速爆炸拋離。同時(shí)工具和工件做相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)對放電電弧的強(qiáng)迫機(jī)械運(yùn)動(dòng)斷弧，以達(dá)到高效、穩(wěn)定的電弧放電加工。以此同時(shí)，經(jīng)過對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，專利CN 1061175A中公開了一種與電熔爆類似的非接觸強(qiáng)電加工技術(shù)，稱為短電弧加工。

但是，由于電熔爆和短電弧在加工中應(yīng)用數(shù)千安培的放電電流所產(chǎn)生的大量熱量難以及時(shí)排出，容易造成電極、工件表面及機(jī)床部件溫升過高，從而導(dǎo)致加工工件表面組織被損害。因此，該技術(shù)的加工工件表面質(zhì)量低，不適宜于對工件表面要求高的場合。同時(shí)所采用的圓盤工具電極及其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使得該方法主要適用于軋輥、磨輥等外圓類零件的加工及簡單的開槽加工等。