[发明专利]集束成形电极型面快速制备装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种用于电火花加工技术领域的装置及方法，具体是一种集束成形电极型面快速制备装置及其制备方法。

背景技术

电火花加工是一种广泛应用于航空、航天、汽车、电子、模具、轻工等行业的特种加工技术，它是基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余金属，以达到零件预定尺寸、形状及表面质量的加工方法，具有宏观作用力小，非接触加工等特点，特别适合难加工材料及复杂形状零件的加工。其中具有复杂形状型面的零件通常采用成形电极进行加工，传统成形电极存在真诸多不足，如：1、由于电极形状复杂，且轮廓随工件的不同而变化，不利于批量加工，制作过程需要较多的工时，加工设备昂贵，对加工人员的工艺水平也有较高要求；2、电极制作过程中需要去除相当一部分材料，且电极损耗到一定程度就必须更换，重复利用率低，浪费资源和能源，不符合绿色制造的趋势；3、成型加工时需要制作多个电极用于更换，由于每个电极制作成本高，造成电极成本占整个加工费用的一半左右；4、每个成型电极每次只能有一路电源击穿放电，加上放电脉间的存在，使其单位时间内材料去除率不高；5、成型电极面积增大时，电极间的寄生电容也增大，使得每个脉冲放电能量增大，降低了加工表面的质量；6、传统电火花加工的工作液只能从电极的旁侧间隙进入加工区域，需要选用合适的加工间隙及参数甚至需要经常有抬起电极的动作以利于排屑，降低加工效率。

这些现有技术中的不足和缺陷充分表明，降低电火花成形加工电极的制作时间，降低成形电极制作成本及难度，实现成形加工电极的批量化生产，提高电极材料的利用率，提高加工效率和速度是大大提高电火花加工的市场竞争力的必要手段。

经过对现有技术的检索发现，中国专利号为ZL200510024579.6，授权公告日2007-6-13，记载了一种“可内冲液式电火花加工集束成型电极”，该专利的技术简述为：一种属于特种加工技术领域的可内冲液式电火花加工集束成型电极，本发明包括：电极单元和电极基座，电极基座的底端固定，并支撑电极单元的组合体，所述的电极单元是棒状物体，所述的电极基座包括：电极夹具接口、基座本体、夹持模块，基座本体的开口端连接夹持模块，电极夹具接口底部与基座本体为一体式或者为可拆分式，当电极夹具接口底部与基座本体为可拆分式时，电极夹具接口与基座本体的封闭端通过螺纹连接或配合连接，电极夹具接口底部插入并固定在基座本体。但是该现有技术仅概念性的介绍了集束电极的结构特征，没有给出如何实现制备具有目标复杂三维端面型面集束电极的具体方法，而这正是集束电极的实际工程应用意义所在。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种集束成形电极型面快速制备装置及其制备方法，可以方便、实用、可靠地实现制备用于加工三维型面目标产品或者三维型面目标产品加工模具的集束成形电极。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种集束成形电极型面快速制备装置，包括：紧固喉箍、电极夹套、电极单元、目标形状模具和电极夹具接口，其中：若干电极单元、电极夹套、紧固喉箍和电极夹具接口依次由内而外固定设置，目标形状模具正对电极单元。

所述的紧固喉箍为开口环形夹套结构，在紧固喉箍的开口端设有螺栓接口和对应螺栓，实现环形夹套的径向收紧。

所述的电极夹套的内侧轮廓为电极单元稳定轮廓，该电极夹套的外侧为六角形结构。

所述的电极夹套的两端沿圆周方向均匀设置收缩槽，实现与电极夹具接口的固定连接。

所述的电极单元为中空且一侧开槽的柱状结构，该电极单元的径向截面为中心对称图形或T字形、L字形或Z字形，如圆形或正多边形。

所述的目标形状模具包括：模具体和托台，其中：模具体的一侧为凸面结构或凹面结构。

所述的模具体为模具硅胶、石膏、石蜡等制成的。

所示的电极夹具接口是集束电极夹持装置与机床主轴的连接件，用于实现集束电极与机床主轴的可靠连接。

本发明涉及上述装置的集束成形电极型面快速制备方法，包括以下步骤：

第一步、根据目标产品型面投影面积选择若干电极单元填充至电极夹套中，并以紧固喉箍固定于电极夹套外部加固，实现电极单元组合体的构建。

第二步、电极单元的组合体依据凸面或凹面结构的模具体和托台构建出具有托台轴向深度以及模具体目标产品型面的电极端面；

第三步、进一步收紧紧固喉箍使得电极单元之间紧密接触不发生位移，并由此得到由电极单元组成的具有可用于加工目标产品型面的集束电极端面，实现集束成形电极型面的快速制备。