[发明专利]复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床

说明书

技术领域

本发明涉及一种复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床，属于特种加工设备领域。

背景技术

在航空航天、电器电子、仪器仪表、轻工纺织等工业领域中，出现越来越多微小单/群孔结构的零部件，且零件中孔的数量越来越大、直径越来越小，精度和表面质量要求越来越高，然而工业零部件的材料种类繁多，结构复杂、加工难度大。尤其是在航空航天和军工领域，由于设备工作的特殊环境条件，往往要求其材料具有较高的硬度和强度，具有良好的耐热性和抗腐蚀性，故其零部件通常采用高温合金、钛合金等难加工材料，因此针对微小孔加工工艺提出了更高的要求，传统的机械加工工艺方法已无法满足需求。近年来，微小孔特种加工工艺得到了广泛的应用，如电火花加工、激光加工、超声加工、电子束加工、电解加工等，且均取得了较快的发展，成为难加工材料微小孔加工的主要手段。

电火花和电解加工过程中均没有直接接触、不会产生宏观作用力、可用普通的工具电极加工难加工材料。电火花-电解复合加工工艺是将电火花和电解加工有针对性的结合在一起，有效的利用了两者的优点，使其共同作用在同一工件表面，从而高效的获得加工精度高、表面质量好的加工工件。单/群孔电火花-电解复合加工主要应用于难加工材料上的孔的加工，如空心冷却涡轮叶片和导向器叶片上的大量微小孔结构，加工后微孔结构不会产生残余应力，孔壁表无再铸层和微裂纹，可以满足航空零部件的高性能要求。

2003年12月24日，中国实用新型专利CN2593944Y公开了一种带反向冲液装置的高速电火花小孔加工机床，该机床在原有高速电火花小孔加工机上设一反向冲液装置，消除因漏液所带来的不良效果，提高了孔出口的加工质量和加工效率，但该机床只能进行高速电火花小孔加工，不能用于电火花-电解复合加工，更不能用于群孔加工。

2007年8月15日，申请号为200710064289.3的中国专利申请公开了一种弯曲孔的电火花/电解加工方法及其装置，该装置针对现有弯曲孔加工方法加工精度差、加工三维空间弯曲孔困难的问题，采用工件和工作台转动而电极的指向不变的方案，使弯曲孔加工中电极方向的控制得到简化，能够容易地实现三维弯曲孔加工，扩大孔加工的范围和提高弯曲孔加工的精度，但该装置对于微小孔单/群孔加工效果不明显，加工效率较低，加工工艺复杂、成本高。

2011年2月16日，申请号为201010289524.9的中国专利申请公开了一种电解电火花切削复合微细加工装置及其加工方法，该装置利用加工电极和非导电待加工工件可物理接触的特点，引入切削加工，使其成为一种新的电解电火花切削复合微细加工装置，弥补了原有电解电火花加工机床在加工效率、加工精度等方面的缺点，使其具有材料去除率高、加工精度高、表面质量好、成本低等优点，但该装置主要针对非金属材料加工，且加工过程有直接接触，存在宏观作用力，不适宜于高温合金等难加工金属材料的微小孔加工。

2013年5月1日，申请号为201210596365.6的中国专利公开了一种螺母滚道电加工工艺和机床，该机床采用电解、电火花或复合电加工等特种加工工艺，主要针对螺母，尤其是大导程螺母内滚道进行加工，该机床结构简单实用、运动平稳、成本低，但该机床的应用具有一定局限性，主要针对螺母滚道进行加工，不易扩展到微小单/群孔的加工。

发明内容

本发明在于提供一种复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床，以解决现有技术中的电火花-电解加工机床无法对难加工金属材料进行微小单/群孔无再铸层加工的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供的复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床，包括机床本体、阴极系统、工作液循环系统、电源系统和控制系统，其特征在于：所述电源系统包括控制电路和输出电路，所述控制电路根据不同加工需求控制不同波形电源的切换，电源信号经所述输出电路施加到工具电极和工件；所述电源系统采用单回路或多回路供电方式，对工具电极进行独立供电。

本发明的有益效果在于：（1）本发明机床电源系统中的控制电路，可根据不同加工方式，进行不同电源波形的任意切换，满足了各类工序的供电需求；（2）本发明机床采用多回路供电的方式，对群孔加工时多根电极进行分回路单独控制，对具有大量孔结构工件进行加工时能极大的提高加工效率，同时避免了因放电集中而产生的单孔加工过大、加工不均匀现象，有效的保证加工的稳定性，提高群孔加工精度和表面质量；（3）本发明机床实现单/群孔的高速、高效数控加工，且机构简单、制造成本低、应用范围广泛。