[实用新型]一种准干式高速电火花加工装置

说明书

本实用新型提供了一种准干式高速电火花加工装置，属于机械加工及工具领域。准干式高速电火花加工装置包括电火花加工机床、大气压冷等离子体射流发生装置、同轴喷雾射流发生装置和超声振动装置。加工前，将工件、工具电极与脉冲电源的对应极性相连，调整混合介质发生组件的位置，使工具电极的端部、工件的待加工区域，完全浸没在混合介质中。本实用新型提出了一种大气压冷等离子体射流中高速电火花加工方法，可在相同加工能量下，以低廉的成本获得远高于纯大气压冷等离子体射流中、大气压冷等离子体射流与同轴高速空气射流混合介质中的材料去除率。

技术领域

本实用新型涉及一种准干式高速电火花加工装置，属于机械加工及工具技术领域。

背景技术

电火花加工介质直接影响着该种加工工艺的效率、精度、表面质量以及环保等指标。工业上常用的电火花加工介质主要包括油基工作液与水基工作液。油基工作液加工精度高，但存在火灾隐患，加工过程中会释放出有害气体，加工过程中析出的碳会影响加工稳定性和效率；水基工作液不存在火灾隐患，但是加工中存在电解腐蚀，会严重影响加工精度，并且可能锈蚀机床。国枝正典等在1997年提出了气中电火花加工，即以压缩气体作为加工介质，其优点在于电极损耗率低。但加工中短路率非常高(KUNIEDA M,YOSHIDA M,TANIGUCHI N 1997.Electrical Discharge Machining in Gas.CIRP Annals-Manufacturing Technology[J],46:143-146.)。并且，气中电火花加工的所用工具电极多为管状电极。但在加工微细结构或特征时，工具电极的直径通常在100μm 以下，一般需要在线制作，在线制造出外径低于100μm的管状电极非常困难，即使可以在线制备，由于微小孔的节流效应，也难以通过直径低于100μm的微孔向加工间隙中通入足够加工所用的气流，这使得利用内喷气的方式进行气中电火花微细结构加工较难实现。其后，虽有学者采用外部通气的方式，进行气中电火花微孔加工研究，但效果欠佳，加工中短路率高，电极损耗严重(超过 30％)(LI L Q,ZHU G Z 2011.Investigate on Micro-EDM in Air(dry MEDM)byExternal Blowing Mode Based on RC Pulse Generator[J]Advanced MaterialsResearch 317-319:334-340.)。将大气压冷等离子体射流喷至电极与工件之间作为加工介质，可以获得与液中、气中电火花加工均不同的加工效果。专利号为 201610874299.2的专利介绍了一种基于冷等离子体射流的电火花加工方法，使用该方法加工时，极间状态、加工效率与工作气体流量息息相关，要获得较好的极间状态和较高的加工效率需要使用较大流量的高纯气体以去除加工中产生的电蚀产物，但若仅仅依靠用以产生冷等离子体射流的高纯气体，则成本甚高。专利201710023496.8提出了添加同轴高速空气射流的方式来提高大气压冷等离子体射流中的电火花加工效率，但是提高有限，未超过2倍。因此，必须采取其他辅助措施进一步提高大气压等离子体射流中的加工效率，而关于这方面的相关研究，至今未见报道。

实用新型内容

本实用新型旨在提出一种准干式高速电火花加工装置，该设备简单、成本低廉、对环境没损害，是一种可持续制造方法。一种准干式高速电火花加工装置在利用同轴喷雾射流与专利201610874299.2提出的大气压冷等离子体射流组成的混合介质作为电火花加工介质，并同时对工件施加超声振动。同轴喷雾射流的引入可以提高熔融电蚀产物的冷却速度，而超声振动的加入则可以提高电蚀产物的抛出效率，从而获得远高于专利201610874299.2和201710023496.8中所提出加工方法的放电加工稳定性与加工效率。

本实用新型的技术方案：

一种准干式高速电火花加工装置，所述的准干式高速电火花加工装置包括电火花加工机床、大气压冷等离子体射流发生装置、同轴喷雾射流发生装置和超声振动装置。