[实用新型]倒置式气泡辅助排屑超声振动微细电火花加工复合系统

说明书

本实用新型公开了一种倒置式气泡辅助排屑超声振动微细电火花加工复合系统，机床的上端设置有压电陶瓷换能器，压电陶瓷换能器与超声发生器电连接，压电陶瓷换能器的下端与工件夹具连接，工件夹具用于夹持工件；机床的下端设置有夹头，夹头位于工件夹具的下方，夹头上设置有电极支撑套，工件和电极支撑套分别与脉冲电源电连接。本实用新型结构简单，保证加工质量，加工柔性好。

技术领域

本实用新型属于技术领域，具体涉及一种倒置式气泡辅助排屑超声振动微细电火花加工复合系统。

背景技术

微小孔加工技术中，常用的加工方法有三类：机械加工、特征加工、复合加工。其中，机械加工由于微细孔钻头直径小、刚性较差，在钻削深孔时，容易受到排屑阻碍，使加工中断，存在较多的弊端；特种加工能够加工出直径复合要求的微小孔，但其存在加工出的小孔粗糙度大、精度较低、受工件材料导电性限制、加工功率低下等缺点，其中最突出的缺陷是特种加工技术加工出的微小孔所能达到的长径比很有限，加工深小孔受到很大的限制。

(1)超声附加于工件上

超声振动有两种方式附加到电火花加工中:一种是附加到工具电极上；一种是附加到工件上。当超声振动附加到工具电极上时，需要对控制系统做较大的改变存在工具电极的安装和连接比较困难的问题，由此导致其结构复杂、不易实现；而将超声振动附加到工件上时，超声振子系统的匹配性变差，从而导致其稳定性差，但装置相对较简单，设计成本低。

(2)倒置式结构

目前，所用的电火花加工微细孔的方法，主要有水平布局和电极在上、工件在下的立式布局两种。水平布局时，能加工的深径比可达到10.而当采用电极在上、工件在下的立式布局时，能加工的深孔比只能达到6左右。这是因为当孔加工超过一定深度时，放电蚀除物会沉到孔底部，当底部的蚀除物浓度达到一定值时，将产生拉弧和短路，严重降低工件的表面质量，例如，增加微裂纹和白层厚度。机床一旦发生拉弧，就必须使电极回退，这就延长了加工时间并引起微细孔直径的变化。随着深度的增加，拉弧和短路出现得越来越频繁，以至于加工被迫停止，使孔的加工深度受到限制。使用电火花超声复合的加工方法，可以在一定程度上增加孔的深径比，但是这种方法并没有消除蚀除物沉到孔底部这一根本原因，因而也就不能从根本上解决问题。

(3)蒸汽介质辅助加工

传统电火花加工的加工介质是液体，通常用的是煤油。在煤油中加工时会产生大量分解物，主要有C₂H₂、C₂H₄、CO、CO₂等气体和碳粒，这些气体会影响操作人员的身体健康，还有火灾隐患。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种倒置式气泡辅助排屑超声振动微细电火花加工复合系统，将超声振动附加到工工件上，加工效率高、成形表面质量好，因此在难加工材料和复杂型腔领域得到应用。

本实用新型采用以下技术方案：

倒置式气泡辅助排屑超声振动微细电火花加工复合系统，包括机床，机床的上端设置有压电陶瓷换能器，压电陶瓷换能器与超声发生器电连接，压电陶瓷换能器的下端连接有工件夹具，工件夹具用于夹持工件；机床的下端设置有夹头，夹头位于工件夹具的下方，夹头上设置有电极支撑套，工件和电极支撑套分别与脉冲电源电连接。

具体的，夹头的下方设置有密封装置，密封装置的下端设置有进气嘴，进气嘴通过导气管与电极支撑套连接。

进一步的，进气嘴分别与气压调节装置和蒸汽发生器连接。

具体的，压电陶瓷换能器通过变幅杆与工件夹具连接。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：