[发明专利]一种电加工设备(电熔爆机床)

说明书

本发明涉及一种加工各种导电材料的电加工设备，特别是用于高效率加工高硬度、高韧性、高强度和高脆性材料。

加工高硬度、高强度、高粘性、难以加工材料如：碳化钨、金属陶瓷、钛基、镍基、铁基、钼基合金、钛合金、高铬铸铁、白口铁等难加工材料，尤其是表面凹凸不平、切消量大的粗加工，一直是机加工和电加工或其它加工方法的一大难题，传统加工方法一般的生产率很低，成本高，能耗大、机床磨损快、需昂贵的力具，磨料、或劳动强度大，或加工成品率低，它成为金属加工领域的一个急待解决的一大难题。

CN87106421A公开了一种放电和机械磨削联合加工的方法及其设备，用于加工高硬度的金属材料。但由于其有限的加工效率和精度，仍不能令人满意。

本发明的目的在于提供一种加工导电材料的电加工设备，特别是用于高效率地加工高硬度、高韧性、高强度和高脆性材料。

本发明的另一目的是提供一种改进的工作液。

本发明的这些和其它目的及优点可以从下面的叙述中得以理解。

根据本发明的电加工设备（电熔爆机床），包括：机床、电源装置和工作液系统。工具可旋转地安装在机床上。一工件和工具与电源装置的输出端相连接。加工时，工具通过一电机驱动旋转，工作液系统将工作液淋喷在工具和工件上。粗加工时，工作电压和电流分别为25V-28V和1600A-3000A;精加工时，为1V-9V和1A-90A。

图1为本发明设备的结构示意图。

图2为电源装置的结构示意图。

参见图1，数字记1表示一机床，该机床可以是各种改型的常规机床、组合机床或专用机床。一工件通过常规方式安装到数字标记4-卡具上，并与电源的一个输出端-在本实施例中为输出端正极连接，数字标记3-电源装置将在下文中详细叙述。工件可以由任何高硬度、高韧性、高强度和高脆性的导电材料制成，如碳化钨、金属陶瓷、白口铁等。数字标记5表示一工具，它可旋转地安装在机床上，并与电源的另一个输出端-在本实施例中为出输端负极相连接。工具呈一圆盘形状。它可以由各种导电材料制成，最好是铜或铜合金。工具盘的厚度可以是1-40mm，最好是16-18mm，工具盘的直径可以是5-2000mm。最好是在工具盘的圆周上设有至少一个斜槽。槽宽可以是4-5mm，数字标记2表示用来使机床与工件、工具绝缘的绝缘装置。

工作液系统6用来将工作液淋喷在工件和工具上，所述的工作液为无机水溶液。该工作液同常规冷却液一样，可用来冷却工件和工具，防止热量传入工件和工具内部。另外，在本发明中，工作液还具有“促爆”作用，即在强电流的作用下，当工作区产生有大量热量时，促使工件上熔化的材料脱离工件表面以完成加工。最好是用低浓度的电解质水溶液。因为它还具有防锈和防腐作用，从而能够对工件产生良好的保护并能延长机床的使用寿命。有的低浓度电解质水溶液甚至具有更好的防锈作用，如：浓度为0.01%到5%（重量）的NaNO₂水溶液或Na₂CO₃水溶液或浓度分别为0.01%到5%，最好是1%，（重量）的NaCO₃和NaNO₂混合水溶液，由于工作液的电解作用对加工不起作用，工作液中所含溶质的成分和数量在使用后仍保持不变，因而，使用过的工作液可以由工作液系统收集，经过滤和稀释后重新使用。该工作液冈现有的电解或电解磨剂的作用有本质区别。故现有的电解或磨剂的原理不适应用于本发明作用原理。

现在参照图2说明本发明的电源装置，图中示出的是一个三相电源装置。但应理解到，电源装置并不仅限于此。六相电源装置，直流电源装置和其它类型的电源装置也是可以的。至于电源装置的整流部分，则可以使用各种各样的装置，如半波整流或全波整流装置。但三相半波整流较好，如本实施例中示出的。电源装置提供具有低频的电流，如本实施例中的每一秒150次。电源装置的最大工作电压可以达到30V，相应地，最大工作电流可以达到3000A。

如上所述该电源装置不冈于电火花加工的脉冲电源，所有现有的电火花电源却不适用于本发明的作用原理。