[发明专利]基于复合断弧和高效排屑的电弧轮廓切割放电加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特种加工技术领域的放电加工方法，具体为一种基于流体动力和机械动力复合断弧和高效排屑的电弧轮廓切割放电加工方法。

背景技术

为了解决航天和军工等领域中难加工材料的大厚度工件加工中存在的各种问题，本发明提出了一种基于流体动力和机械动力复合断弧及高效排屑的电弧轮廓切割放电加工方法。

据专利检索可知，叶良才在专利CN87106421A和CN1061175A中阐述了电熔爆高效加工的加工方法，主要运用于轧辊、碾压辊等旋转体类工件的外轮廓加工和切断加工。苏州中特机电科技有限公司在专利CN1397399A及GE公司在专利CN1693024A中涉及了单管电极铣削方式的高效放电加工方法；上海交通大学在专利CN102091839A中涉及了成型电极沉入式的高效放电加工方法。上述两种方法主要用于曲面和型腔的高效加工。

这些现有加工方法虽然能实现对难加工材料的高效加工，但它们在工件的轮廓直纹面和切割切断加工过程中都是采取类似于层铣的方式将工件多余材料一层一层的去除，来获得需要的加工结构。这样造成能耗高、加工时间长且去除材料再利用困难等缺点。电弧轮廓切割放电加工方法与上述放电加工方式有着本质的不同。上述的电弧放电加工方法中，电极端面是参与放电的主要部分，而电弧轮廓切割加工中电极侧面是参与加工的主要部分。因此，对于难加工材料的窄缝、大深度切割以及轮廓切割等加工有着很大的优势。

同时据对现有专利检索发现，李磊在专利CN103801771A中也提及了高效切割放电加工方法。该专利有如下阐述：一种电弧放电加工领域的线电极高速切割放电加工方法，根据加工型面特征分析，确定多孔中空线电极几何结构以及进给路径，机床工作液供液系统通过线电极孔隙为加工间隙提供具有一定压力及流量的工作液，机床放电电源正极接工件、负极接线电极，为放电间隙提供直流货品时脉冲直流，通过击穿加工间隙中的工作液在间隙中形成短电弧放电，通过线电极在预定进给路径下运行，可以实现对目标加工型面的高速成形下料。本发明可以简化工具进给路径，利用强化高压、大流量内冲液可保证短电弧稳定放电高效加工，从而方便、经济地实现具有成型下料切割特征功能的高速电弧切割放电加工的工艺方法，该方法适合于平面、曲面及型腔的高速成形下料加工。

但本发明提出的电弧轮廓切割放电加工方法与该专利中提及的高效切割放电加工方法存在本质区别：

1.该发明没有明确阐述加工中的断弧机制和过程，而本发明提出采用流体和机械运动复合断弧方式，能有效稳定的实现加工过程中的断弧。根据在实际的电弧放电加工试验中可知，有效稳定的断弧方式将直接影响着放电加工的效果。

2.该发明没有提及放电加工中高效排屑的相关内容，发明人实际实验结果表明，高效排屑对于加工过程的稳定性非常重要。采用比对发明的方法，无法实现正常的连续加工，而本发明则强调了通过电极旋转、电极振动实现机械运动辅助高效排屑和高速冲液实现流体辅助高效排泄，从而实现了复合辅助高效排屑方式，并且实现了连续的稳定切割。根据在实际的电弧放电加工试验中可知，高效排屑将直接影响着放电加工的稳定连续进行，排屑不及时将造成加工短路。

3.本发明提出采取棒状电极旋转的切割方式，此方式不仅将实现机械运动断弧，而且可以实现电极的均匀损耗和利于排屑。

针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种基于流体动力和机械动力复合断弧及高效排屑的电弧轮廓切割放电加工方法，能很好地弥补现有高速放电加工技术的不足，进一步扩展高速放电加工技术的运用领域。

发明内容

本发明针对上述现有电弧放电加工技术中存在的不足，给出一种基于流体动力和机械动力复合断弧及高效排屑的电弧轮廓切割放电加工方法，通过利用旋转的棒状电极侧面放电，运用复合断弧机制以及冲液和振动辅助高效排屑来保证电弧放电加工，可简单、方便、经济地实现电极高速放电加工，特别是曲面、型腔加工。