[實用新型]一種提高大氣壓冷等離子體射流中電火花加工效率的裝置

有效

• 申請號: 201720026465.3
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN206445323U
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 鄒日貌;余祖元;晏成洋;李劍中;劉新;徐文驥
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23H1/00
• 分類號: B23H1/00;B23H1/08;B23H1/10
• 代理公司: 大連理工大學專利中心21200
• 代理人: 溫福雪,侯明遠

技術領域

本實用新型涉及一種提高大氣壓冷等離子體射流中電火花加工效率的裝置，屬于機械加工及工具領域。

背景技術

加工介質對電火花加工的效率、質量、成本以及環境等方面具有重要的影響。電火花加工油和去離子自水等液體介質是目前電火花常用的加工介質，液中電火花加工的通病是電極損耗較大。此外，用電火花加工油作為工作液，存在著火災隱患，加工中分解的氣體對環境有污染，加工完成之后，還需使用丙酮等有機溶劑對工件進行清洗。若以去離子水作為工作液，可以獲得較大的放電間隙和較高的加工速度，但水作為工作液時加工中雜散腐蝕嚴重，會直接影響到加工精度。1997年，有學者提出了氣中電火花加工，即以壓縮氣體作為加工介質，其優點在于電極損耗率低。但加工中短路率非常高(KUNIEDA M,YOSHIDA M,TANIGUCHI N 1997.Electrical Discharge Machining in Gas.CIRP Annals-Manufacturing Technology[J],46:143-146.)。并且，該介質中電火花加工的所用工具電極多為管狀電極。但在加工微細結構或特征時，工具電極的直徑通常在100μm以下，一般需要在線制作，在線制造出外徑低于100μm的管狀電極非常困難，即使可以在線制備，由于微小孔的節流效應，也難以通過直徑低于100μm的微孔向加工間隙中通入足夠加工所用的氣流，這使得利用內噴氣的方式進行氣中電火花微細結構加工較難實現。其后，雖有學者采用外部通氣的方式，進行氣中電火花微孔加工研究，但效果欠佳，加工中短路率高，電極損耗嚴重(超過30％)(LI L Q,ZHU G Z 2011.Investigate on Micro-EDM in Air(dry MEDM)by External Blowing Mode Based on RC Pulse Generator[J]Advanced Materials Research 317-319:334-340.)。將大氣壓下冷等離子體射流噴至電極與工件之間作為加工介質，可以獲得與液中、氣中電火花加工均不同的加工效果。申請號為201610874299.2的實用新型專利介紹了一種基于冷等離子體射流的電火花加工方法。使用該方法加工時，極間狀態、加工效率與工作氣體流量息息相關，要獲得較好的極間狀態和較高的加工效率需要使用較大流量的高純氣體以去除加工中產生的電蝕產物，但若僅僅依靠用以產生冷等離子體射流的高純氣體，則成本甚高。因此可以采用其他輔助措施幫助去除電蝕產物，而關于這方面的相關研究，至今未見報道。

實用新型內容

本實用新型旨在提出一種提高大氣壓冷等離子體射流中電火花加工效率的裝置，該設備簡單、成本低廉、對環境沒損害，是一種可持續制造方法。一種提高大氣壓冷等離子體射流中電火花加工效率的方法利用同軸高速射流與冷等離子體射流組成的混合介質作為電火花加工介質，同軸高速射流的引入可以增大介質流量，加速電蝕產物的排出，從而改善極間狀態，提高其加工效率。

本實用新型還提供了一種用于產生所述混合介質的裝置，該裝置結構簡單、成本低廉、操作方便，使用安全可靠。

本實用新型的技術方案：

一種提高大氣壓冷等離子體射流中電火花加工效率的裝置，在電火花加工機床基礎上，增設冷等離子體射流與同軸高速射流復合發生裝置；

所述的冷等離子體射流與同軸高速射流復合發生裝置包括冷等離子體射流與同軸高速射流復合發生組件9、第一號氣體質量流量控制器14、第一號減壓閥15、高純工作氣源16、第二號氣體質量流量控制器17、第二號減壓閥18、高壓氣源19、高壓電源20和萬向固定支架21；

高純工作氣源16依次經第一號減壓閥15和第一號氣體質量流量控制器14進入冷等離子體射流與同軸高速射流復合發生組件9，再利用高壓電源20對冷等離子體射流與同軸高速射流復發生組件9輸入電壓即生成冷等離子體射流10；高壓氣源19則依次經第二號減壓閥18和第二號氣體質量流量控制器17進入冷等離子體射流與同軸高速射流復合發生組件9生成同軸高速射流；冷等離子體射流10與同軸高速射流的混合即為混合介質11；通過萬向固定支架21將冷等離子體射流與同軸高速射流復合發生組件9固定到電火花加工機床上，并利用其調節位置；