專利名稱：多介質電火花線切割的工作介質供給裝置的制作方法
技術領域：
多介質電火花線切割的工作介質供給裝置技術領域:本實用新型涉及非傳統加工工藝及裝備領域，具體涉及一種多介質電火花線切割的工作介質供給裝置。
背景技術：
:電火花線切割加工技術，由于不受被加工材料的硬度和韌性限制，以及采用數字控制后所具有的柔性加工能力，在模具制造、精密或具有復雜形狀的零件加工和新產品試制方面，應用十分廣泛。我國一般將線切割機分為兩大類:一類是往復走絲線切割機(高速走絲線切割機)，電極絲作高速往復運動，走絲速度一般低于10 12m/s，工作液為乳化液，它是我國生產和使用的主要機種，也是我國獨創的電火花線切割加工模式。目前全國僅往復走絲線切割機床的存量已達20余萬臺。另一類是單向走絲線切割機(低速走絲線切割機)，電極絲作低速單向運動，走絲速度一般低于0.25 m/s，工作液為去離子水。電火花線切割的加工質量分為表面質量和加工精度兩方面，表面質量一般包含表面粗糙度和表面變質層(表面應力、形貌、成分及缺陷等)兩項工藝指標。加工精度通常包括尺寸精度、形狀精度和位置精度。為了適應高質量的加工要求，目前電火花線切割加工一般采用多次切割工藝，它可分為初次切割、過渡切割和最終切割三個加工階段。初次切割是指第I次切割，任務主要是高速穩定切割，其特點是加工時選用較大的電規準，以獲得較高的切割速度。過渡切割包括由第2次切割開始的若干次切割，其目的是在保證適當的切割速度的同時，逐步減少加工量，不斷提高加工精度和表面質量。最終切割通常是指最后的1、2次切割，根據最終的表面粗糙度要求選取 較小的電規準，其主要任務是保證加工表面質量，而加工量甚微。線切割加工中目前廣泛采用水基介質(乳化液或去離子水)，由于加工時存在電解效應，在工件表面上可產生微孔洞，而且表面層的顯微硬度一般比基體低。為了保證工件的使用效果和壽命，常通過優化切割工藝參數，減少表面層厚度，或增加后續的表面機械拋光加工,去除線切割加工表面層。此外，當采用液體介質加工條件下放電時，由于靜電力和爆炸力的雙重作用下，增強了電極絲的振動，使加工表面產生較大的直線度誤差。為了提聞線切割的加工質量，一方面應提聞機床本身的品質，而改進加工工藝則是提高加工質量更積極手段。長期以來，電加工領域對脈沖電源、電極絲等改進研究較多，而對加工工藝的研究相對欠缺，對傳統液體介質以外介質的研究得更少。為便于實施采用多介質改善電火花線切割的工藝方法，有必要開發能提供水基工作液和水霧/壓縮空氣的工作介質供給裝置。考慮到線切割加工機床在制造業應用廣泛，所以開發的采用多介質電火花線切割工作介質供給裝置，具有重要的現實意義和良好的應用前景。發明內容:本實用新型的目的是提供一種多介質電火花線切割的工作介質供給裝置，以實施多介質的電火花線切割加工工藝，從而改善線切割加工質量。[0013]本實用新型的目的是這樣實現的:多介質電火花線切割的工作介質供給裝置，其組成包括:水基工作液系統和水霧/壓縮空氣供給系統，其特征是:所述的用于往復走絲線切割加工的水基工作液系統包括供液泵、控制閥、工作液箱、過濾器、管道、開關元件，所述的管道連接往復走絲線切割機床的上下噴嘴。所述的多介質電火花線切割的工作介質供給裝置，所述的用于單向走絲線切割的水基工作液系統，還包括可自動調節去離子水水質的純水器和純水電阻率測量的傳感器，所述的管道連接單向走絲線切割機床的上下噴嘴。所述的多介質電火花線切割的工作介質供給裝置，所述的水霧/壓縮空氣供給系統的水霧發生器包括氣液混合腔、電磁閥和貯水器，所述的電磁閥連接氣液混合腔和貯水器，在貯水器上附有輸水量的調節元件，所述的壓縮空氣源連接水霧發生器的氣液混合腔，所述的壓縮空氣源由過濾器、減壓閥和節流閥所組成，所述的壓縮空氣源連接外部的壓縮空氣儲氣罐，所述的氣液混合腔連接開關元件，所述的開關元件連接噴嘴。有益效果:1.本實用新型用于實施多介質的電火花線切割加工工藝，可提高電火花線切割加工質量，最終獲得的加工表面的粗糙度、直線度及表面層狀況都優于完全采用水基介質的多次切割結果。所謂氣體介質中的電火花線切割加工，是指在加工中采用大氣或壓縮空氣作為工作介質的一種加工方法。由于氣中加工時的靜電力值僅約為水基介質中的1/20，另外氣中的放電爆炸力也較小，因此氣中加工較液中加工時電極絲的振幅較小。這是氣中加工時可以獲得更高的直線度精度的主要原因之一。另外，對液體和氣體介質中的單次脈沖放電的實驗表明，氣體介質中電蝕坑具有大而淺的特點，這也是氣體介質中線切割較液中加工工件表面粗糙度要好的原因。
實驗結果表明，水流量較少的水霧介質基本保持了氣體介質精加工的特點，并適當加強其排屑和散熱 能力，適用于單向走絲線切割和往復走絲線切割的精加工。根據液體介質和氣體介質的各自特點，本實用新型提出了采用多介質改善電火花線切割加工質量的加工工藝方法，即在初次切割階段及過渡切割階段的前幾次切割中使用水基介質，而在過渡切割階段的最后I到2次切割和最終切割階段使用氣體介質或水霧介質。根據往復走絲線切割加工和單向走絲線切割加工的實驗結果都表明，采用上述多介質的多次切割工藝，可逐步提高加工質量；最終獲得的加工表面的粗糙度、直線度及表面層狀況都優于完全采用水基介質的多次切割結果。本實用新型根據加工工藝要求，加工介質變換方便。水霧介質和壓縮空氣介質成本低廉、對周圍環境和采用的水基工作液都不存在污染。本實用新型開發的采用多介質電火花線切割工作介質供給裝置，具有重要的現實意義和良好的應用前景。本實用新型水基工作液系統和水霧/壓縮空氣供給系統的前端，都設有可獨自接通/斷開的元件，以滿足粗、精加工時所需不同加工介質的自動換接要求。.本實用新型為進一步改善目前電火花線切割的加工質量，采用了多介質電火花線切割加工工藝，即在初次切割階段及過渡切割階段的前幾次切割中使用水基工作液，而在過渡切割階段的最后I到2次切割和最終切割階段使用氣體介質或水霧介質。本實用新型在初次切割階段及過渡切割階段的前幾次切割時，通過水基工作液系統向線切割加工區供液，具體步驟為:加工前調節控制閥以設定工作液的壓力和流量，然后接通該系統，通過線切割機床的上下噴嘴供液，在過渡切割階段的最后I到2次切割和最終切割階段，通過水霧/壓縮空氣供給系統的噴嘴向工件7的加工區供水霧或壓縮空氣；如需要生成水霧介質時，則開啟電磁閥，接通貯水器；而當需要生成壓縮空氣時，則關閉電磁閥，斷開貯水器，然后接通該系統，當用于往復走絲線切割加工時，在貯水器中加入水；當用于單向走絲線切割加工時，加入去離子水，加工前，通過調節貯水器上附有輸水量的調節元件，可設定水霧中的水流量；通過調節壓縮空氣儲氣罐出口之后連接的節流閥，可設定水霧/壓縮空氣的壓力，如需要采用大氣介質時，只需同時關閉水基工作液系統和水霧/壓縮空氣供給系統的開關元件即可。哈爾濱理工大學的相關課題組的大量實驗研究表明:與傳統的水基介質中電火花線切割加工相比，由于氣體介質中加工具有加工表面粗糙度好、直線度精度高、放電間隙窄、加工表面無電解腐蝕、加工過程清潔環保等特點。它更適用于加工量較小的電火花線切割精加工，同時具有較強的生產實用性，因此有良好的應用前景。
:附圖1是多介質往復走絲電火花線切割的工作介質供給裝置示意圖。附圖2是多介質單向走絲電火花線切割的工作介質供給裝置示意圖。
具體實施方式
:實施例1:一種多介質電火花線切割的工作介質供給裝置，其組成包括:水基工作液系統和水霧/壓縮空氣供給系統，所述的用于往復走絲線切割加工的水基工作液系統包括供液泵
1、控制閥、工作液箱、過濾器、管道、開關元件，所述的管道連接往復走絲線切割機床的上下噴嘴。實施例2:實施例1所述的多介質電火花線切割的工作介質供給裝置，所述的用于單向走絲線切割的水基工作液系統，除了包括供液泵、控制閥、工作液箱、過濾器、管道、開關元件部分外，還包括可自動調節去離子水水質的純水器和純水電阻率測量的傳感器，所述的管道連接單向走絲線切割機床的上下噴嘴，所述的水基工作液壓力最高可達1.8 MPa，液體流量為0 20 1/min。實施例3實施例1或2所述的多介質電火花線切割的工作介質供給裝置，所述的水霧/壓縮空氣供給系統的水霧發生器包括氣液混合腔、電磁閥5和貯水器6，所述的電磁閥連接氣液混合腔和貯水器，在貯水器上附有輸水量的調節元件，所述的壓縮空氣源3連接水霧發生器的氣液混合腔4，所述的壓縮空氣源由過濾器、減壓閥和節流閥所組成，所述的壓縮空氣源連接外部的壓縮空氣儲氣罐，所述的氣液混合腔連接開關元件，所述的開關元件連接噴嘴，所述的水霧/壓縮空氣供給系統的水霧/壓縮空氣的最高氣壓為0.5MPa，水霧中水流量為 O 70ml/min。
權利要求1.一種多介質電火花線切割的工作介質供給裝置，其組成包括:水基工作液系統和水霧/壓縮空氣供給系統，其特征是:所述的用于往復走絲線切割加工的水基工作液系統包括供液泵、控制閥、工作液箱、過濾器、管道、開關元件，所述的管道連接往復走絲線切割機床的上下噴嘴。
2.根據權利要求1所述的多介質電火花線切割的工作介質供給裝置，其特征是:所述的用于單向走絲線切割的水基工作液系統還包括可自動調節去離子水水質的純水器和純水電阻率測量的傳感器，所述的管道連接單向走絲線切割機床的上下噴嘴。
3.根據權利要求1或2所述的多介質電火花線切割的工作介質供給裝置，其特征是:所述的水霧/壓縮空氣供給系統的水霧發生器包括氣液混合腔、電磁閥和貯水器，所述的電磁閥連接氣液混合腔和貯水器，在貯水器上附有輸水量的調節元件，所述的壓縮空氣源連接水霧發生器的氣液混合腔，所述的壓縮空氣源由過濾器、減壓閥和節流閥所組成，所述的壓縮空氣源連接外部的壓縮空氣儲氣罐，所述的氣液混合腔連接開關元件，所述的開關元件連接噴嘴。 ·
專利摘要本實用新型涉及多介質電火花線切割的工作介質供給裝置。電火花線切割加工通常使用水基工作液，對傳統液體介質以外的介質研究得很少。一種多介質電火花線切割的工作介質供給裝置，其組成包括:水基工作液系統和水霧/壓縮空氣供給系統，其特征是:所述的用于往復走絲線切割加工的水基工作液系統包括供液泵、控制閥、工作液箱、過濾器、管道、開關元件，所述的管道連接往復走絲線切割機床的上下噴嘴。本實用新型用于非傳統加工工藝及裝備領域，目的是提供一種多介質電火花線切割的工作介質供給裝置，以實施多介質的電火花線切割加工工藝，從而改善線切割加工質量。
文檔編號B23H1/10GK203109390SQ20132007048
公開日2013年8月7日 申請日期2013年2月7日 優先權日2013年2月7日
發明者王彤, 邱峰, 許小村, 蘆玉梅 申請人:哈爾濱理工大學