[發明專利]一種電場控形的液相金屬電極電火花加工系統與方法

有效

• 申請號: 201810857732.0
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN108907375B
• 公開（公告）日: 2020-03-20
• 發明（設計）人: 黃瑞寧;黃文冠;朱二磊
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（深圳）
• 主分類號: B23H1/00
• 分類號: B23H1/00
• 代理公司: 深圳市添源知識產權代理事務所(普通合伙) 44451
• 代理人: 羅志偉

本發明提供了一種電場控形的液相金屬電極電火花加工系統，包括液相金屬電極和工件，所述液相金屬電極電火花加工系統還包括平面電極板，所述平面電極板上設有絕緣隔離層，所述工件設置在所述絕緣隔離層上，所述液相金屬電極、平面電極板之間連接有高壓電源，所述高壓電源在所述液相金屬電極、平面電極板之間形成強電場，所述工件位于所述強電場之內。本發明還提供一種電場控形的液相金屬電極電火花加工方法。本發明的有益效果是：相比于不加電場的加工方式，外加強電場的方式可以顯著提升液相金屬電極的加工精度。

技術領域

本發明涉及電火花加工，尤其涉及一種電場控形的液相金屬電極電火花加工系統與方法。

背景技術

電火花加工技術原理就是使加工工具與被加工工件之間保持一定的距離，在工具電極和工件之間加上脈沖電源，讓工具電極和工件之間產生連續的電火花放電，利用電火花蝕除現象來蝕除工件材料，從而實現對工件加工的目的。由于電火花加工是非接觸加工，加工時無切削力，不存在機械應變等缺陷，因此電火花加工廣泛應用于加工微細零件，微細孔，微細結構，精密元器件方面各種硬、脆材料，如硬質合金和淬火鋼等。傳統的電火花加工一般采用導電性較好的銅作為工具電極，然而在電火花放電瞬間，銅電極也會出現少量的損耗。隨著加工的微細化，需要的銅電極也越來越細，越細的銅電極則意味著相對電極損耗比越大，這會嚴重影響電火花加工的精度。為了解決電火花加工這方面的缺陷，國內外學者做了大量研究與嘗試。趙萬生等人提出用CCD攝像機實時檢測電極形狀，根據對圖像處理的結果獲得電極損耗量并進行電極補償的方法；裴景玉、鄧容建立了應用于單層單通道的電極損耗預測模型，提出定長補償法。哈爾濱工業大學的白基成、鄭春花等人提出利用徑向基函數（RBF）網絡構建了電極損耗的數學模型預測電極損耗量進行補償的方法。但是這些方法都側重于對電極損耗進行檢測并補償，不能從根本上解決問題。

哈爾濱工業大學深圳研究生院的黃瑞寧提出一種用液相金屬電極替代傳統固態電極進行微細電火花加工的方法，如圖1所示，包括液相金屬電極1和工件2，該方法利用液相金屬的流動性來進行電極損耗補償，為解決電極損耗的難題提供了一種新的思路。但是這種方法在放電時由于液相金屬的流動性導致末端電極形狀不穩定，導致加工精度不高。

因此，如何解決液相金屬電極末端形狀不穩定是本領域技術人員所亟待解決的技術問題。

發明內容

為了解決現有技術中的問題，本發明提供了一種電場控形的液相金屬電極電火花加工系統與方法。

本發明提供了一種電場控形的液相金屬電極電火花加工系統，包括液相金屬電極和工件，所述液相金屬電極電火花加工系統還包括平面電極板，所述平面電極板上設有絕緣隔離層，所述工件設置在所述絕緣隔離層上，所述液相金屬電極、平面電極板之間連接有高壓電源，所述高壓電源在所述液相金屬電極、平面電極板之間形成強電場，所述工件位于所述強電場之內。

作為本發明的進一步改進，所述液相金屬電極電火花加工系統還包括脈沖電源，所述脈沖電源的正極與所述液相金屬電極連接，所述脈沖電源的負極與所述工件連接。

作為本發明的進一步改進，所述液相金屬電極電火花加工系統還包括高壓二極管，所述高壓電源為直流高壓電源，所述直流高壓電源的正極與所述高壓二極管的陽極連接，所述高壓二極管的陰極與所述液相金屬電極連接，所述直流高壓電源的地與所述平面電極板連接；所述直流高壓電源的正極與所述高壓二極管的陽極之間串聯有保護電阻。

作為本發明的進一步改進，所述液相金屬電極電火花加工系統還包括反向高壓硅堆，所述脈沖電源的正極與所述反向高壓硅堆的陽極連接，所述反向高壓硅堆的陰極與所述液相金屬電極連接。

作為本發明的進一步改進，所述脈沖電源為晶體管可控脈沖電源或電阻電容脈沖電源，開路電壓為低壓電，電壓范圍：60-150V；所述直流高壓電源輸出直流電壓范圍為：200-50KV，輸出電流范圍為：0-1mA。