[发明专利]基于纵扭复合模态的超声电火花复合加工振子

说明书

技术领域

本发明涉及超声电火花复合加工技术领域，特别是涉及一种基于纵扭复合模态的超声电火花复合加工振子。

背景技术

在电火花微细孔加工中，由于微细孔尺寸细微以及端面放电间隙狭小，电蚀产物易聚积在孔的底部，排屑困难，很快便会充满整个间隙，稳定的放电间隙范围小且容易受其它工艺参数的影响，易造成频繁的短路和非正常的放电；为达到微米级的加工尺寸精度和表面精度，必须减少每个脉冲的放电能量，其加工的蚀除量很小，影响了加工速度；电火花微细孔加工由于无法对加工区进行冲液加速工作液循环， 从而影响加工放电蚀除物的排放，随着加工深度的增加这种情况越来越严重，导致电火花加工微细孔时脉冲利用率很低，能加工的深径比小。

为改善电火花加工性能，在微细孔加工中采用超声电火花复合加工是非常有效的手段。在电机或工件上附加超声振动，就可以使电极端面频繁进入合适的放电间隙，提高电火花击穿的概率；同时由于超声的空化作用和泵吸作用，可以增大被加工材料的去除率。加速工作循环，改善间隙放电条件，从而提高被加工孔的深径比、加工稳定性、生产率、电源脉冲的利用率和加工精度。

超声电火花复合加工的常用方法是在工具电极附加一定频率的超声振动，利用工具电极的抽吸作用改善电火花加工条件，但由于电极很微细时其刚性较小，作上下超声振动时也会横向振动，难以保证微细孔的径向加工精度。另外，在工具电极上附加产生超声振动的换能器时，需要对电极结构及其控制系统进行较大的改变，从而使结构变得更加复杂。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种基于纵扭复合模态的超声电火花复合加工振子，能够提高加工效率；同时电极高速旋转的自定心功能，可以提高孔的尺寸精度。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种基于纵扭复合模态的超声电火花复合加工振子，该基于纵扭复合模态的超声电火花复合加工振子包括安装于机床的外罩连接于超声换能器的连接盘；所述超声换能器包括配重块A、扭转陶瓷片、配重块B、纵振陶瓷片、连接盘和锥形配重块，所述配重块A、扭转陶瓷片、配重块B、纵振陶瓷片、连接盘和锥形配重块依次叠加通过螺栓连接在一起，所述锥形配重块的前端连接工件。

本发明的有益效果是：本发明一种基于纵扭复合模态的超声电火花复合加工振子，能够在电火花加工中工具电极旋转可以破坏介质的吸附层，增加工作液的流动性，能够加速加工时的蚀除产物的排出和加工区的散热，同时可以减少间隙中短路、拉弧和二次放电的产生，确保极间较好的火花状态，提高加工效率；同时电极高速旋转的自定心功能，可以提高孔的尺寸精度。

附图说明

图1是本发明基于纵扭复合模态的超声电火花复合加工振子的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明较佳实施例进行详细阐述，以使发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种基于纵扭复合模态的超声电火花复合加工振子，该基于纵扭复合模态的超声电火花复合加工振子包括安装于机床的外罩2连接于超声换能器1的连接盘15；所述超声换能器包括配重块A11、扭转陶瓷片12、配重块B13、纵振陶瓷片14、连接盘15和锥形配重块16，所述配重块A11、扭转陶瓷片12、配重块B13、纵振陶瓷片14、连接盘15和锥形配重块16依次叠加通过螺栓17连接在一起，所述锥形配重块16的前端连接工件3。

基于纵扭复合模态的超声电火花复合加工振子的工作原理为：主要利用压电陶瓷的                                               和效应分别激发出定子的纵振和扭转振动模态，要求纵振和扭转振动模态的频率一致，同时尽可能使两组陶瓷片安置在各自所激发出的振型的节平面处；超声换能器在高频电压激励下产生纵振和扭转振动。超声换能器上的连接盘位于纵振节平面处，与外罩刚性连接在一起，外罩安装在机床工作台上。工件与超声换能器刚性连接在一起，工件表面具有和超声换能器同样的机械振动特性，在高频电压激励下, 工件产生激振。

本发明基于纵扭复合模态的超声电火花复合加工振子，能够在电火花加工中工具电极旋转可以破坏介质的吸附层，增加工作液的流动性，能够加速加工时的蚀除产物的排出和加工区的散热，同时可以减少间隙中短路、拉弧和二次放电的产生，确保极间较好的火花状态，提高加工效率；同时电极高速旋转的自定心功能，可以提高孔的尺寸精度。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。