一種電火花輔助銑削加工裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電火花加工設備，尤其是涉及一種電火花輔助銑削加工裝置。
【背景技術】
[0002]隨著現代工業技術的迅速發展，在機械制造、機電、兵器及航空等工業部門引人了很多高強度、高硬度的新材料(如高強度、超高強度鋼、不銹鋼、鈦合金、冷硬鑄鐵等)，這些材料統稱為難加工材料。由于它們的高強度、高硬度和高應變硬化率，使其切削加工性顯著惡化:加工時切削力大、溫升高，刀具磨損嚴重，加工表面質量差，金屬切除率低。對這些難加工材料的加工，人們逐漸認識到，單靠一般的改變切削用量，優選刀具幾何角度的方法已很難奏效。解決這類材料的加工性問題，目前一般有兩種方法:
[0003]1、研制性能更為優異的刀具材料，如超硬刀具材料(金剛石刀具和立方氮化硼刀具)、陶瓷刀具和涂層刀具等。
[0004]2、研宄推廣新的加工方法，如振動切削、加熱切削、激光或離子速加熱加工等方法。
[0005]電火花加工是用高溫熱蝕除金屬，不受工件材料的硬度和強度的限制，本專利的思路就是將特種加工技術中的電火花加工工藝與傳統的銑削加工相結合，既有機械銑削作用，又有電火花的熱蝕除作用，通過電火花熱蝕除作用來減輕銑刀的切削負擔，提高加工效率。
[0006]目前，電火花銑工藝開展很多，它是用電火花電極代替銑刀，利用銑床或銑加工中心的數控走刀系統，刀具(電極)與工件之間保持一定間隙，間隙間通以工作液，完全是電火花熱蝕除加工機理，沒有機械銑削作用。
[0007]李立青等(李立青，趙萬生，狄士春，遲關心，氣體介質中電火花銑削加工工藝實驗研宄[J]，南京理工大學學報，2006 (3):12-16)研宄了氣體介質中電火花銑工藝特點，分析了電極損耗、三維結構的氣中電火花銑削加工情況，以電火花電極代替銑刀，完全是電火花熱蝕除加工機理，沒有機械銑削作用。
[0008]蘇樹朋等(蘇樹朋，張勤河，張建華等，超聲輔助多介質電火花銑削加工機床的研宄，中國機械工程第，2008 (19):90-94)研宄在液體、氣體和氣液混合介質中電火花銑削工藝，并加入超聲振動，改善電火花排肩等問題，也是以電火花電極代替銑刀。
[0009]顧琳等(顧琳，趙萬生，張志華，等.噴霧電火花銑削加工及其機理的分析[J].電加工與模具，2006(2): 1-4)研宄了在噴霧介質作用下，電火花銑削加工機理及特點，同樣是以電火花電極代替銑刀。
【發明內容】
[0010]本實用新型的目的在于提供一種電火花輔助銑削加工裝置。
[0011]本實用新型設有電源、銑刀頭、銑刀、夾具、振動器、電火花陽極、電火花陰極、銑床工作臺、電阻；銑刀安裝在銑刀頭的底部，夾具和工件設在銑床工作臺上表面，所述電火花陽極和電火花陰極分別接電源的正極和負極，電火花陽極和電火花陰極均保持與工件接觸，振動器捆綁在電火花陽極或電火花陰極上，振動器的振動帶動與之捆綁的電火花陽極或電火花陰極一起振動，造成電火花陽極或電火花陰極與工件之間的頻繁接觸和斷開，使整個電路頻繁通斷，電路的通斷產生電火花作用；電阻串接在電火花陽極和電火花陰極之間的回路中。
[0012]所述電源可采用電壓可調連續交流電源。
[0013]所述電火花陰極和電火花陽極可采用石墨材料。
[0014]所述電阻可為5Ω。
[0015]與現有的電火花輔助銑削加工裝置相比，本實用新型具有以下突出優點:
[0016]1、本實用新型雖要引入較大的電壓、電流，卻不需要做額外的絕緣保護，工件與銑床之間以及刀具等都不需要絕緣，試驗證明，是安全的。
[0017]2、加工范圍廣、加工效率高。
[0018]3、由于電蝕作用和工程材料的機械性能關系不大，因此，只要選擇合適的脈沖電源，控制蝕點深度和蝕點數量就可以用來加工任何高硬度、高韌性的金屬材料。
[0019]4、工件的加工精度和表面質量高，由于電火花去除部分材料，實際銑削時切削用量降低，切削力和切削熱很小，導致熱變形和力變形都很小，內應力不大，因而能提高加工表面質量和加工精度。
[0020]5、銑刀的磨損量小，電火花銑削時，刀具磨損顯著變小，刀具壽命顯著延長，生產成本降低。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型實施例的結構組成示意圖。
【具體實施方式】
[0022]以下實施例將結合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0023]參見圖1，本實用新型實施例設有電源1、銑刀頭2、銑刀3、夾具4、振動器5、電火花陽極6、電火花陰極7、銑床工作臺9、電阻10。銑刀3安裝在銑刀頭2的底部，夾具4和工件8設在銑床工作臺9上表面，所述電火花陽極6和電火花陰極7分別接電源I的正極和負極，電火花陽極6和電火花陰極7均保持與工件8接觸，振動器5捆綁在電火花陽極6或電火花陰極7上，振動器5的振動帶動與之捆綁的電火花陽極6或電火花陰極7 —起振動，造成電火花陽極6或電火花陰極7與工件8之間的頻繁接觸和斷開，使整個電路頻繁通斷，電路的通斷產生電火花作用；電阻10串接在電火花陽極6和電火花陰極7之間的回路中。
[0024]所述電源I可采用電壓可調連續交流電源。
[0025]所述電火花陰極7和電火花陽極6可采用石墨材料。
[0026]所述電阻10可為5 Ω。
[0027]為了驗證本實用新型的可行性和有效性，按圖1連接好電路，選定不同的轉速n、進給量f和切削深度ap，用CBN可轉位立銑刀(單齒)，對Grl2淬火工具鋼(57HRC)做試驗，試驗過程中，電火花電極確實產生了明亮的電火花，隨著施加的電壓和電流的增大，電火花強度也增大，實現了電火花蝕除和機械銑削同時發生作用，這種電火花輔助作用對減小加工振動，減小切削力有好處。
[0028]本實用新型的關鍵是采用在回路上串接電阻，如不串接電阻，同樣可以產生電火花，但這種火花電壓只有1V以內，電流可以達到100?200A，因為這種情況下的電阻，只是電極與工件間的接觸電阻，很小，所以這種火花的功率很小，威力也就小，串接電阻后，例如串接一個5 Ω電阻，加150V電壓，電流30A，功率可達4500VA，火花威力大，當然，電阻也要能承受4500VA功率。在工件即將進入切削前，刀具與工件接觸的正上方裝夾通電陽極，產生電火花，利用電火花的熱蝕除原理，蝕除或者軟化金屬，然后進入銑削加工時就可以降低切削負擔，改善加工條件。
【主權項】
1.一種電火花輔助銑削加工裝置，其特征在于設有電源、銑刀頭、銑刀、夾具、振動器、電火花陽極、電火花陰極、銑床工作臺、電阻；銑刀安裝在銑刀頭的底部，夾具和工件設在銑床工作臺上表面，所述電火花陽極和電火花陰極分別接電源的正極和負極，電火花陽極和電火花陰極均保持與工件接觸，振動器捆綁在電火花陽極或電火花陰極上，振動器的振動帶動與之捆綁的電火花陽極或電火花陰極一起振動，造成電火花陽極或電火花陰極與工件之間的頻繁接觸和斷開，使整個電路頻繁通斷，電路的通斷產生電火花作用；電阻串接在電火花陽極和電火花陰極之間的回路中。
2.如權利要求1所述一種電火花輔助銑削加工裝置，其特征在于所述電阻為5Ω。
【專利摘要】一種電火花輔助銑削加工裝置，涉及電火花加工設備。設有電源、銑刀頭、銑刀、夾具、振動器、電火花陽極、電火花陰極、銑床工作臺、電阻；銑刀安裝在銑刀頭的底部，夾具和工件設在銑床工作臺上表面，電火花陽極和電火花陰極分別接電源的正極和負極，電火花陽極和電火花陰極均保持與工件接觸，振動器捆綁在電火花陽極或電火花陰極上，振動器的振動帶動與之捆綁的電火花陽極或電火花陰極一起振動，造成電火花陽極或電火花陰極與工件之間的頻繁接觸和斷開，使整個電路頻繁通斷，電路的通斷產生電火花作用；電阻串接在電火花陽極和電火花陰極之間的回路中。不需要做額外的絕緣保護、加工范圍廣、加工效率高，加工精度和表面質量高，銑刀的磨損量小。
【IPC分類】B23H5-04
【公開號】CN204524463
【申請號】CN201520250946
【發明人】王希, 姚亞飛, 沈騰輝
【申請人】廈門大學
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年4月23日