[发明专利]一种附加在电火花机床上的磨料冲蚀加工装置及穿孔加工方法

说明书

一种可附加在电火花穿孔机床上的磨料冲蚀加工装置及穿孔加工方法，其特征是所述装置包括基座、垂直滑台、导杆、喷嘴支架、载物架、旋转电机、主动齿轮、从动齿轮、电磁吸附装置、射流喷嘴和柔性管路。基座固定在电火花穿孔机床主轴立柱侧面；垂直滑台和齿轮机构固定在基座上；当工件进行磨料冲蚀加工时，在垂直滑台和齿轮机构的驱动下，射流喷嘴和喷嘴支架可分别在垂直方向运动和90°范围内旋转，实现喷嘴与电火花穿孔电极同轴，能够实现对热障涂层金属构件进行磨料冲蚀加工，形成热障涂层孔型，暴露金属基体，方便后续的电火花穿孔加工。本发明可实现磨料冲蚀与电火花穿孔的组合加工，提高了加工效率。

技术领域

本发明属于特种加工机床领域，尤其是一种电火花加工技术，具体地说是一种附加在电火花机床上的磨料冲蚀加工装置及穿孔加工方法。

背景技术

目前，对于金属结构微小孔加工，电火花穿孔加工是加工微小孔的首选方法，优势在于成本低，效率高，加工孔形尺寸稳定，加工尺寸精度易于控制，且加工过程中切削力很小，对工具的强度和刚度要求低，电火花机床目前应用广泛。

对于带热障涂层的金属构件，由于热障涂层不导电，限制了电火花穿孔加工工艺的应用。文献“热障涂层金属构件的磨料水射流与电火花组合制孔基础研究”（DOI:10.27239/d.cnki.gnhhu.2019.000925）——提出了一种带热障涂层金属构件的磨料水射流－电火花穿孔组合加工方法，具体思路是利用磨料水射流冲蚀去除热障涂层,然后采用电火花加工方法完成微小孔结构加工。在具体实现过程中，如果在２台机床上工件分别进行磨料水射流加工与电火花穿孔加工，则需要进行两次装夹，过程繁琐，且难以保证两次加工所形成小孔的同轴度，带来加工小孔中心位置偏差问题。此外，国内企业及研究所拥有数量庞大的电火花机床，若能对这些机床进行适当改造，使之能够直接进行带热障涂层金属零件的穿孔加工，则能带来巨大的经济与社会效益。所以，本发明的优点在于磨料冲蚀加工装置附加在电火花机床上面，装置成本低，结构简单，操作方便，加工效率高，同时保证两次加工所形成小孔的同轴度。

发明内容

本发明的目的是针对现有的带涂层零件进行电火花开孔加工时需要在二台不同的机床上进行，从而造成加工效率低，孔加工同轴度差的问题，设计一种附加在电火花机床上的磨料冲蚀加工装置及其电火花加工方法，工件经过一次装夹可以在一台机床上先后完成热障涂层磨料冲蚀加工和金属基体电火花微小孔加工，以便于解决现有的磨料冲蚀与电火花小孔组合加工方法中存在的工件在不同工作台上进行加工而产生的位置误差和加工精度不高的问题，提高了加工效率，装置成本低，节省了大量的时间和精力。

本发明的技术方案之一是：

一种附加在电火花机床上的磨料冲蚀加工装置，其特征是：包括基座4、垂直滑台5、导杆6、喷嘴支架7、载物架8、旋转电机9、主动齿轮10、从动齿轮11、电磁吸附装置12和射流喷嘴13，所述的基座4固定在电火花主轴立柱1的侧面，所述垂直滑台5固定在基座4上；所述的载物架8固定在垂直滑台5上，所述的导杆6的下端放置在载物架8上，导杆6的上端穿过从动齿轮11的中心孔并能在中心孔中上下移动，从动齿轮11转动时可以带动导杆6旋转；所述喷嘴支架7与导杆6连接并同步移动；所述的射流喷嘴13固定在喷嘴支架7上；所述垂直滑台5通过载物架8带动导杆6、喷嘴支架7以及射流喷嘴13沿垂直方向运动；所述的旋转电机9安装在基座4上，旋转电机9的主轴与主动齿轮10相连接，主动齿轮10与从动齿轮11相互啮合；旋转电机9驱动主动齿轮10，从而带动从动齿轮11转动，进而带动导杆6、喷嘴支架7及射流喷嘴13在90度范围内旋转；所述的电磁吸附装置12安装在电火花主轴立柱1上，在进行磨料水射流冲蚀加工时对喷嘴支架7进行吸附，保证磨料水射流冲蚀加工时支架结构的稳定。

所述射流喷嘴13固定在喷嘴支架7上，并与柔性管路14相连接，通过柔性管路14输送磨料工作液进入射流喷嘴13中；在射流喷嘴13处于加工工位时，射流喷嘴13轴线与电火花穿孔电极3轴线重合。

所述的支架7套装固定在导杆6上并与导杆6同步升降和转动，导杆6的下端安装在端面轴承上，端面轴承安装在载物架8上。