[發明專利]一種超聲振動旋轉磁場輔助微細電火花加工裝置及方法

有效

• 申請號: 202010094814.1
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111230236B
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 許金凱;于朋;于化東;于占江;廉中旭;任萬飛;陳廣俊;侯永剛
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: B23H1/00
• 分類號: B23H1/00;B23H9/14;B23H7/38
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所(普通合伙) 22206
• 代理人: 李曉莉

本發明公開了一種超聲振動旋轉磁場輔助微細電火花加工裝置及方法，屬于特種加工技術領域，裝置包括火花放電單元、Z向移動平臺、超聲振動裝置、旋轉磁場裝置、X/Y向移動平臺、集成控制單元、火花油循環裝置及隔振平臺，本發明采用超聲振動輔助微細電火花加工深微孔，利用超聲的空化泵吸作用，加速放電通道的形成，提升材料去除率，提高了加工效率，促進工作液的循環，使電蝕碎屑高效排出而減少拉弧放電的產生，提高加工精度及質量；采用旋轉磁場輔助微細電火花加工深微孔，利用磁場產生的磁化力作用，促進電蝕碎屑排出，減小二次放電幾率，提高深微孔孔壁質量。

技術領域

本發明屬于特種加工技術領域，具體涉及到一種超聲振動旋轉磁場輔助微細電火花加工裝置及方法。

背景技術

孔加工是機械加工中所占比例比較大的一種加工工藝，約占機械加工總量的三分之一。在孔加工中尤其以小孔、深孔加工最為困難，特別是近年來材料向高強度、高硬度的方向發展，經常需要在一些難加工材料上加工小孔、深孔，如軍用高能炸藥黑索金的逐級導爆孔、高壓共軌柴油機噴油嘴、衛星軸對稱發動機噴孔、空間飛行器導流散熱孔及嵌入式頭錐微流孔等。

利用傳統的機械加工方法效率比較低，而且由于刀具的磨損極大降低了孔的加工精度，有時甚至很難實現加工。電火花加工是利用極間脈沖放電產生的瞬時高溫熔化、汽化材料，達到加工的目的。電火花加工不受材料硬度與強度限制，只與材料的導電與熱學性能有關，能加工一切導電材料。利用電火花加工優勢可以對小孔進行加工，但是電火花加工過程中因電蝕產物排除不良造成的拉弧、短路等不正常放電現象，使加工變得不穩定，嚴重影響加工效率及表面粗糙度。在滿足電加工機床本身的加工能力下，考慮通過采用其他輔助方式來進一步提高加工性能。

超聲與磁場均可以改善電火花加工過程極間放電狀態，提高材料去除率，降低電極損耗，提高加工精度，有許多學者對超聲與磁場輔助電火花深微孔加工進行研究，但迄今為止，超聲與磁場同時作用對電火花加工產生的影響并未進行研究，未形成比較完善的超聲與磁場輔助電火花深微孔加工的理論體系與方法。

因此，通過搭建超聲與磁場輔助微細電火花加工裝置，利用工件超聲振動與旋轉變磁場對電火花深微孔加工的促進作用，提升電火花深微孔加工效率及精度，對拓寬高強、高硬材料深微孔的應用至關重要。

發明內容

本發明的目的是提出了一種超聲振動旋轉磁場輔助微細電火花加工裝置及方法，通過超聲振動系統、旋轉磁場系統的搭建，實現超聲或磁場單一輔助微細電火花加工，或超聲和磁場復合輔助微細電火花加工。該裝置還能夠實現旋轉磁場輔助加工，變磁場輔助加工。通過裝置提供的超聲和磁場，充分發揮超聲、磁場的加工優勢，利用超聲的空化、泵吸作用及磁場的磁化力和洛侖茲力的作用，改善間隙放電狀態，增加放電通道半徑，促進電蝕碎屑高效排出加工區域，提升電火花加工穩定性，解決深微孔電火花加工效率低、精度差難題，實現深微孔高效精密加工。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：