[发明专利]一种适用于曲面绝缘陶瓷电火花加工的辅助电极

说明书

技术领域

本发明属于电火花成形加工技术领域，具体涉及一种适用于曲面绝缘陶瓷工件电火花成形加工的辅助电极。

背景技术

随着航空发动机推重比的提高，航空发动机燃烧室的温度逐渐升高，四代战机航空发动机燃烧室的温度已达1700℃以上，由于绝缘陶瓷具有耐磨性、耐腐蚀性、耐高温等优良的综合性能，在航空领域获得越来越广泛的应用，出现了大量需要在曲面绝缘陶瓷工件上进行成形加工的零件，如航空发动机涡轮叶片气膜冷却孔等。

由于绝缘陶瓷不具有导电性，因此对绝缘陶瓷进行电火花加工需要采用辅助电极。通过将辅助电极固定或粘结在绝缘陶瓷工件表面，电火花加工至辅助电极和工件交界面时，火花放电裂解煤油产生的碳与绝缘陶瓷工件发生化学反应，在绝缘陶瓷表面生成导电膜。加工过程中导电膜持续生成以维持绝缘陶瓷的加工。目前电火花加工绝缘陶瓷所采用的辅助电极制备方法主要有：采用物理气象沉积等方式在绝缘陶瓷表面沉积导电材料、采用烘烤方式将水溶性胶体石墨溶液涂覆在绝缘陶瓷表面、在绝缘陶瓷表面压制金属材料等。针对曲面绝缘陶瓷的成形工，沉积和烘烤等方式成本高、工序复杂且生成的辅助电极在电火花加工结束后难以去除，压制金属方式只适用于表面为平面的工件，如果工件表面为曲面，则无法保证所有加工区域都能良好接触。因此需要研制一种新的辅助电极制备方法。

发明内容

为了解决目前的辅助电极无法实现曲面绝缘陶瓷的电火花成形加工或辅助电极制作、去除复杂的问题，本发明研制了一种制作方便、能和曲面工件贴合可靠、无需去除工艺的适用于曲面绝缘陶瓷电火花加工的辅助电极。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种具有一定柔性、不与工件粘结并且能够贴合可靠的绝缘陶瓷电火花成形加工的多层辅助电极，该辅助电极由厚双面导电铜箔胶带层、导电粉末层和薄双面导电铜箔胶带层组成，导电粉末层均匀粘结在厚双面导电铜箔胶带层的粘性表面上，导电粉末层的表面与薄双面导电铜箔胶带层的粘性表面相粘结，其制备方法如下：将导电粉末涂覆在具有粘性的厚双面导电铜箔胶带表面，并去除未被粘结的导电粉末，形成导电粉末层，最后将薄双面导电铜箔胶带粘结在厚双面导电铜箔表面的导电粉末上。该辅助电极由铜箔胶带和导电粉末组成，因此整个辅助电极具有导电性。

辅助电极在电火花加工之前制作完成，采用夹具将辅助电极压紧在工件上。该辅助电极制作方式相对于喷涂、烘烤等辅助电极制作方式，无需去除工艺且装夹方便。压紧力作用在厚双面导电铜箔胶带层上，厚双面导电铜箔胶带层相对于薄双面导电铜箔胶带层较厚，可以承受一定的压紧力而不产生变形。由于导电粉末层使辅助电极在厚度方向具有一定的弹性，且薄双面导电铜箔胶带具有较大的柔性，因此给辅助电极提供压紧力后，辅助电极可以与工件加工部位紧密的贴合。加工时少量粉末进入辅助电极与工件之间，使绝缘陶瓷表面导电膜生成的成功率增加。

本发明中，所述的厚双面导电铜箔胶带整体具有导电性，电流可从上表面流到下表面，与夹具接触的一面不具有粘性，厚度为0.1mm-0.25mm之间，铜箔宽度由所需加工部位的尺寸而定，铜箔长度与工件加工量有关，可以自行设定。厚双面导电铜箔胶带层在相对于工件表面的最上层，具有一定的刚度，使辅助电极能够承受较大的压紧力而不会产生变形。

本发明中，所述的导电粉末为铁粉、石墨粉等具有导电性的粉末，导电粉末层位于厚双面导电铜箔胶带层和薄双面导电铜箔胶带层之间。涂覆时将导电粉末往从厚双面导电铜箔胶带的一侧向另一侧推送，使导电粉末完全覆盖厚双面导电铜箔胶带层，最后去除未被粘结的导电粉末。

本发明中，所述的薄双面导电铜箔胶带也整体具有导电性，与工件接触的表面不具有粘性。厚度为0.05mm，宽度和长度与厚双面导电铜箔胶带一致。薄双面导电铜箔胶带具有单一粘结面，将粘结面与导电粉末层相粘结。无粘结面与工件表面相接触。

本发明中，所述的辅助电极具有一定的柔性，与工件接触的薄双面导电胶带层和导电粉末层的柔性大于上表面的厚双面导电铜箔胶带层，夹具压紧到厚双面导电铜箔胶带层上，将该辅助电极的使用部分与工件加工部分紧密贴合，该辅助电极的其他部分不与工件接触。电火花加工时，工具电极先加工厚双面导电铜箔胶带层，再依次进行导电粉末层和薄双面导电胶带层的加工。

附图说明

图1为辅助电极的俯视图；

图2为图1的A-A向剖视图；

图3为曲面绝缘陶瓷辅助电极法电火花加工示意图；