[实用新型]一种电化学机械复合电极钻

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种用于钻削超硬金属材料及金属基复合材料的新型电化学机械复合电极钻，属于电化学机械复合电极钻的创新技术。

背景技术：

目前，能在超硬金属材料及金属基复合材料上打孔的方法主要有：激光加工、超声加工、电火花加工、电解加工、磨料射流加工、机械加工，其中机械加工的方法加工超硬的材料，必须采用比工件材料更硬的刀具，这无疑大大提高了加工的成本，且加工过程中刀具的磨损非常严重，特别是在加工金属基复合材料上，就算采用金刚石膜刀具，也无法防止刀具的快速磨损，并且加工后的工件表面存在各种缺陷，难以获得高质量的加工表面，实践证明，机械加工的方法很难满足超硬金属材料及金属基复合材料加工的要求。超声加工及激光加工虽然不存在刀具磨损的问题，且对材料的硬度和成分并不敏感，但是，其加工过程中的热损伤极大；电火花加工虽然热损伤比激光加工小，但是其加工的效率极低，且加工金属基复合材料时，由于其存在不导电的非金属颗粒，又使得电火花加工本来就不高的加工效率大打折扣，并且造成了排屑的困难。电解加工的效率虽然比电火花高5-10倍，但是很少见到电解加工在金属基复合材料加工中的应用，原因是在加工金属基复合材料时会存在导电性不好和较严重的排屑不畅等问题，且其加工的精度难以满足实际的需要。磨料射流加工由于其加工质量的不稳定而大大限制了其的应用。

由上可见，伴随着科学技术和社会的不断发展，现有的加工超硬金属材料及金属基复合材料的手段和加工技术已不能满足工业化的需求。迫切需要发展更为先进的加工技术。特别是现代航空工业，汽车工业，模具制造业中都迫切需要发展一种能在超硬金属材料及金属基复合材料上钻高质量的孔的技术。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种可以实现在超硬金属材料及金属基复合材料上高效率、低成本钻高质量的孔的电化学机械复合电极钻。

本实用新型电化学机械复合电极钻的技术方案是：包括有柄部及刃部，其中刃部包括有突出柄部的若干电极片和磨料片，若干电极片和磨料片彼此相间装设在柄部上。

上述相邻电极片与磨料片之间留有以便电解液的流动以及切屑排出的间隙。

上述柄部的中部做出为以便向加工区域供给电解液的空心结构。

上述电极片的高度做出比磨料片的高度低，其厚度也比磨料片的厚度薄。

上述磨料片与柄部可为绝缘拼接式，磨料片单独做出，再固定在柄部上，且磨料片与柄部的结合处进行绝缘处理，柄部上的工作电流不能流经磨料片。

上述磨料片与柄部也可为非绝缘拼接式，磨料片单独做出，再固定在柄部上，磨料片与柄部的结合处不绝缘，磨料片上做出有突出的与工件绝缘的绝缘磨料。

上述磨料片与柄部还可为整体式，磨料片上做出有突出的与工件绝缘的绝缘磨料。

上述磨料片为单层或多层，并通过负脉冲反电解的方式去除粘附在磨料片上的金属屑。

本实用新型复合电极钻的刃部由于采用包括有突出柄部的若干电极片和磨料片的结构，在加工时，电能通过复合电极钻的电极片对工件进行电加工，同时，复合电极钻的磨料片对工件进行磨削加工，其中电加工的形式主要表现为电解作用，电解作用具有加工效率高、工具基本无损耗等优点，在本实用新型的加工装置中作为去除材料的主要手段之一，但是，在电解加工过程中产生的电解产物或者在一些情况下产生的钝化膜会堆积在工件的表面，严重阻碍电解加工的继续进行，大大降低了加工效率，特别是加工金属基复合材料的时候，非金属颗粒很难通过电加工的方式去除或者会不断堆积，以致加工难以进行，另外，纯电解加工由于存在较大的加工间隙且难以控制而导致加工精度不高，本实用新型复合电极钻磨料片外围的绝缘磨粒正是为解决这一问题而设计的，磨粒在对工件进行磨削的过程中，不仅有效刮除了电解产物和钝化膜，更重要的是采用了有效的运动形式和供液方式，让其及时排出，这无疑会大大提高加工系统的除效率。而且通过设计和控制复合电极钻磨料片磨粒层的厚度可以获得合适且均匀的电加工间隙，有效避免了短路，配合磨料层和工件接触式的加工方式，大大提高了加工精度，且降低了控制系统的成本。能实现超硬金属材料和金属基复合材料的高效，高精度，低成本加工。本实用新型是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的电化学机械复合电极钻。

附图说明：

图1为本实用新型中复合电极钻的整体立体图；

图2为本实用新型实施例1中复合电极钻与工件之间的安装示意图；

图3为本实用新型实施例2中复合电极钻与工件之间的安装示意图；

图4为本实用新型实施例2中复合电极钻的仰视图；