[发明专利]一种游离绝缘粒子辅助电解线切割加工装置及方法

说明书

本发明涉及一种游离绝缘粒子辅助电解线切割加工装置及方法。该装置包括：电解液槽、电解液、游离绝缘粒子、待加工工件、线电极以及电源；电解液设于电解液槽内，游离绝缘粒子设于电解液中；待加工工件的一端以及线电极的一端插入电解液中，待加工工件的另一端与电源的正极相连接，线电极的另一端与电源的负极相连接；接通电源，随着线电极的移动进行电解线切割加工；在电解线切割加工过程中，游离绝缘粒子填充线电极与待加工工件之间的电解加工区，且游离绝缘粒子摩擦线电极的表面以及待加工工件的表面去除线电极表面附着的电解产物。本发明能够屏蔽和减弱杂散电流对已加工区的二次腐蚀，提高加工精度以及提高待加工工件的表面质量。

技术领域

本发明涉及电解加工领域，特别是涉及一种游离绝缘粒子辅助电解线切割加工装置及方法。

背景技术

电解线切割加工技术是以金属丝或金属棒作为工具阴极，工件作为阳极通过电解液发生电化学溶解反应进行切割加工的一种特种加工方法。电解线切割加工具有阴极无损耗；适合加工高硬度合金；加工表面无重铸层、微裂纹等优点。该方法既可以加工窄缝微槽、大深宽比结构，又可以结合多轴数控运动加工复杂直纹面构件。

电解线切割加工时，电场主要分布于线电极和工件切缝之间的加工间隙内，在高电流密度作用的端面加工间隙内材料正常溶解去除；而在低电流密度作用的侧面加工间隙和切缝后方形成杂散电流，对已加工切缝表面产生二次加工，对非加工区域产生杂散腐蚀，降低了加工精度和表面质量。对于钛合金、镍基高温合金等易钝化金属和合金，低密度杂散电流引起的电解加工表面点蚀缺陷十分常见，是高表面质量加工场合迫切需要解决的问题。

为减弱或消除杂散电流影响，研究人员进行了大量探索，电解打孔、电解铣削等常规电解加工常通过在工具阴极非工作面涂覆绝缘涂层或施加辅助电极等方法抑制杂散电流的影响；微细电解加工中常用超短脉冲电源减小电流作用范围，提高加工精度。

针对电解线切割加工，由于线电极直径细小、加工切缝狭窄，辅助阳极的布置受到空间限制。受功率限制，超短脉冲电源也无法用于宏观结构的电解线切割加工。研究人员提出轴向冲液法将电解液流动范围主要限制在端面加工间隙内，从而抑制切缝后部已加工面的杂散腐蚀；但由于电解液流动沿着工件厚度方向呈发散状分布，工件切缝入口截面常呈锥形，精度较差。研究人员提出在线电极背部和处于非加工间隙的线电极部分涂附绝缘漆或安装绝缘套管，屏蔽电场；沿线电极轴向在线电极背部通气，抑制流场分布；对线电极进行表面湿润性调控，产生气膜抑制电场分布，但是上述方法为了保证线电极工作面正对进给方向，需要增加辅助装置，操作复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种游离绝缘粒子辅助电解线切割加工装置及方法，以解决现有电解线切割加工方法为了保证线电极工作面正对进给方向，以抑制已加工面的杂散腐蚀以及抑制流场分布，需要增加辅助装置，导致操作复杂的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种游离绝缘粒子辅助电解线切割加工装置，包括：电解液槽、电解液、游离绝缘粒子、待加工工件、线电极以及电源；

所述电解液设于所述电解液槽内，所述游离绝缘粒子设于所述电解液中；

所述待加工工件的一端以及所述线电极的一端插入所述电解液中，所述待加工工件的另一端与所述电源的正极相连接，所述线电极的另一端与所述电源的负极相连接；

接通所述电源，随着所述线电极的移动进行电解线切割加工；在电解线切割加工过程中，所述游离绝缘粒子填充所述线电极与所述待加工工件之间的电解加工区，以实时屏蔽所述电解加工区的电场；且所述游离绝缘粒子摩擦所述线电极的表面以及所述待加工工件的表面，以提高所述电解加工区的表面质量，以及去除所述线电极表面附着的电解产物。

可选的，所述游离绝缘粒子的堆积密度为电解液密度的0.8～1.2倍。