[发明专利]通孔内表面磁控电火花加工装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及微细加工技术领域，具体涉及微细孔电火花加工技术领域，尤其涉及待加工工件固定不动、同时利用磁场来使电极丝在非旋转的相对静止状态下实现管状零件内表面精加工的装置及方法。

背景技术

电火花加工是微细加工中发展较为成熟的方法，它非常适合微米级结构尺寸的精细加工，电火花加工微细孔具有加工直径小、精度高和可放在热处理后加工、易于实现自动化等优点，电火花加工技术在微细加工领域应用广泛。由于电火花微细孔加工的基本机理是利用工件和工具电极之间的脉冲性火花放电，产生瞬间高温使工件材料表面有选择地局部熔化和汽化蚀除，从而获得一定形状尺寸和表面粗糙度要求的零部件，因此，在电火花加工微细孔时，需要使电极丝相对于工件匀速旋转以使电弧带电粒子形成匀速圆周运动，或者使工件相对于电极丝旋转，由此完成微细孔的加工，如中国专利CN1266764A公开的“精密微细孔电火花加工装置”，其通过具有旋转套筒、常开式夹丝机构、常闭式夹丝机构等复杂结构的微细电极的旋转进丝复合机构控制旋转中的电极丝的进给，其微细孔的加工完全基于电极丝旋转运动使电弧带电粒子作圆周运动的机理，这种电极丝旋转运动进行微细孔加工的方法存在如下缺陷：第一，电极丝旋转运动存在误差，影响微细孔加工精度和加工的稳定性，并且需要设置复杂的使电极丝旋转的机构；第二，电极丝高速旋转运动过程中，电极丝会出现“拧断”等破坏性失效情况，影响微细孔加工的稳定性。另外，现有技术中无论是电极丝旋转还是工件旋转的电火花加工，均没有公开直接针对带有通孔的零件的通孔内表面精加工的电火花加工。

发明内容

本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种通孔内表面磁控电火花加工装置及方法，其能够在电极不旋转、工件固定不动的情况下，完成具有通孔零件的通孔内表面的电火花加工，确保加工精度和加工稳定性。

本发明的技术方案如下：

本发明所述通孔内表面磁控电火花加工装置，包括电极，电极两端连接有导线，工件固定在工作平台上，电极与工件的待加工通孔内表面之间留有间隙，工件的外周设有磁场产生机构，所述磁场产生机构包括外壳、套接在工件外周的磁芯体及磁芯体上绕制的线圈，外壳覆盖在绕制有线圈的磁芯体外周，外壳由导磁材料制成，所述磁场产生机构固定在移动板上，移动板由动力机构带动沿待加工通孔的轴向移动，外部绕丝机构牵引电极沿待加工通孔的轴向移动，通电时，电极与工件产生的电弧位于所述磁场产生机构产生的磁场内。

其进一步技术方案为：

所述外壳上设有冷却水入口及冷却水出口，用于使冷却水进出磁芯体与外壳内壁之间的空间。

所述动力机构采用丝杆副，所述丝杆副中的丝母与移动板固接。

所述工件的待加工通孔内通入有惰性气体。

本发明所述通孔内表面磁控电火花加工方法，包含以下步骤：

第一步，将工件固定在加工平台上，通过外部绕丝机构牵引电极移动至工件的待加工通孔的底端；

第二步，在工件的待加工通孔和电极之间连接电弧电源，放电形成电弧，同时，磁芯体和线圈通过连接励磁电源形成外加磁场，在磁场的作用下，电火花中的带电粒子产生旋转运动，由此驱动电弧旋转，电弧开始对待加工通孔的内表面加工；

第三步，由动力机构驱动移动板沿待加工通孔的轴向移动，同时通过外部绕丝机构牵引电极沿待加工通孔的轴向移动，二者的移动满足电极产生的电弧位于所述磁场产生机构产生的磁场内，直至完成对待加工通孔的内表面加工。

其进一步技术方案为：

所述第一步骤之后、第二步之前，将冷却水通过外壳上的冷却水入口通入磁芯体与外壳内壁之间的空间，并且开启冷却水出口，使冷却水循环进出磁芯体与外壳内壁之间的空间。

所述第二步及第三步的电火花加工过程中，在所述工件的待加工通孔内通入有惰性气体。

本发明的技术效果：