CN100513036C - 非导电材料电火花刨削电极头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种非导电材料电火花刨削电极头，属于机械加工领域。它包括负工具电极(2)，负工具电极导向板(3)、驱动轮(4)、直流伺服电机(12)及其轴(5)，绝缘隔板(6)，正工具电极上导向板(7)、下导向板(10)、驱动轮(9)、直流伺服电机(13)及其轴(8)，工具电极(11)。加工时，正、负工具电极分别与脉冲电源的正、负极相连，并在各自驱动轮的旋转摩擦作用下向非导电工件表面进给，正、负工具电极的下端部间在非导电工件表面上产生火花放电，形成放电通道，由放电通道流经非导电材料表面时产生的高温、高压作用进行电火花刨削加工，具有结构简单和加工非导电难加工材料时的效率高等优点。

Description

非导电材料电火花刨削电极头

技术领域

本发明属于机械加工领域，涉及一种非导电材料电火花刨削电极头。

背景技术

目前，国内外学者研究较多的非导电材料的电加工方法主要有：高压电火花加工、辅助电极加工、电解电火花复合加工等方法。

高压电火花加工是在尖电极与平板电极间放入绝缘的工件，两极间加以直流或工频交流高电压，使尖电极附近的空气被击穿，发生辉光放电蚀除，该种加方法仅能加工浅孔，且加工出孔的表面较粗糙。辅助电极电火花加工法把一个金属片或金属网预先放置在非导电材料的表面上作为辅助电极，当辅助电极被放电打穿后，在非导电材料表面上形成一层碳化导电层，使工件表面具有导电性，在工具电极蚀除该导电层的同时，又形成新的导电层，由此便可以实现了对非导电材料的电火花加工，但其加工效率和精度均较低。电解电火花放电复合加工是当前研究最多的非导电材料电加工技术，它是借助于电解液中的火花放电作用来蚀除加工非导电材料的一种电加工方法。其加工时工具电极接脉冲电源的负极，辅助电极接脉冲电源的正极，当两极间加上脉冲电压时，由电化学作用，在工具电极表面产生气泡，通过此气泡使工具电极表面与导电的工作液间形成高的电位梯度，引起火花放电，由放电时的瞬时高温及冲击波等作用来达到蚀除非导电材料的目的。该种加工方法存在效率低、能耗大、加工精度低、表面质量差，同时加工过程中还排出有害电解气体，加工环境较差等问题。

目前，国内外尚未见有关非导电材料电火花刨削技术及其装置的文献报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非导电材料电火花刨削电极头，开发新的非导电材料电火花加工设备，提高非导电难加工材料的加工效率、降低其加工成本。

.本发明的原理是：所发明的非导电材料电火花刨削电极头主要由负工具电极2、负工具电极导向板3、负工具电极驱动轮4、负工具电极直流伺服电机轴5、绝缘隔板6、正工具电极上导向板7、正工具电极直流伺服电机轴8、正工具电极驱动轮9、正工具电极下导向板10、正工具电极11、负工具电极直流伺服电动机12、正工具电极直流伺服电动机13等组成。电火花刨削加工时，负工具电极2和正工具电极11分别与脉冲电源的负、正极相连，负工具电极2在其驱动轮4的旋转摩擦作用下沿轴向向非导电工件表面进给，正工具电极11在其驱动轮9的旋转摩擦作用下沿倾斜的方向向非导电工件表面进给，负工具电极2的下端与正工具电极11的下端在非导电工件表面上产生火花放电，形成火花放电通道，由放电通道流经非导电材料表面时产生的高温、高压作用进行电火花刨削蚀除加工。非导电材料工件被安装在X、Y方向移动工作台上，在X、Y方向移动工作台的带动下做X、Y方向的移动，所发明的电火花刨削电极头被安装在Z方向主轴头上，随主轴头做Z方向的移动，由工作台和主轴头间的联动来实现对复杂形状非导电材料工件的电火花刨削加工。

本发明具有如下优点：

1.利用正、负工具电极间的放电通道流经非导电材料表面时产生的高温、高压作用来蚀除加工非导电材料，可以加工各种难加工的非导电材料。

2.在非导电材料电火花刨削过程中，正、负工具电极与工件间的宏观作用力很小，可以方便地实现对复杂低刚度非导电材料零件的加工。

3.用水基乳化液作电火花刨削工作液，加工过程无电解作用存在，避免了电解电火花复合加工方法存在的加工环境差、易锈蚀机床的问题。

4.结构简单、工作可靠。

附图说明

图1是本发明的非导电材料电火花刨削电极头的轴向结构示意图，图1为图2中A—A位置的剖面图。

图2为本发明的非导电材料电火花刨削电极头的径向结构示意图，也是图1的俯视图。

具体实施方式

参见图1。本发明的非导电材料电火花刨削电极头包括负工具电极2、负工具电极导向板3、负工具电极驱动轮4、负工具电极直流伺服电机轴5、绝缘隔板6、正工具电极上导向板7、正工具电极直流伺服电机轴8、正工具电极驱动轮9、正工具电极下导向板10、正工具电极11。负工具电极2与电火花脉冲的负极相连，它被插入由负工具电极导向板3和绝缘隔板6构成的导向槽中，其下端与正工具电极11的下端在非导电材料工件1的表面上产生火花放电，形成火花放电通道，由放电通道流经非导电材料表面时产生的高温、高压作用进行电火花刨削蚀除加工，负工具电极导向板3用于负工具电极2沿轴向移动时的支撑、导向，负工具电极驱动轮4压在负工具电极2的表面上，其旋转时产生的摩擦力可以驱动负工具电极2沿轴向的移动，负工具电极直流伺服电机轴5用于安装负工具电极驱动轮4，传递负工具电极驱动轮4旋转时所需要的旋转扭矩，绝缘隔板6用于隔离正、负工具电极和支撑、导向，正工具电极上导向板7用于正工具电极11移动时的支撑、导向，正工具电极直流伺服电机轴8用于安装正工具电极驱动轮9，传递正工具电极驱动轮9旋转时所需要的旋转扭矩，正工具电极驱动轮9压在正工具电极11的表面上，其旋转时产生的摩擦力可以驱动正工具电极11向工件表面进给，正工具电极下导向板10与绝缘隔板6一道控制正工具电极11向非导电工件表面的进给方向，正工具电极11与电火花脉冲的正极相连，它被插入由正工具电极上、下导向板7、10与绝缘隔板6构成的导向槽中，其下端与负工具电极2的下端在非导电材料工件的表面上产生火花放电，形成火花放电通道，由放电通道流经非导电材料表面时产生的高温、高压作用进行电火花刨削蚀除加工。

参见图2。在所发明的非导电材料电火花刨削电极头的径向结构示意图中，2是负工具电极，3是负工具电极导向板，4是负工具电极驱动轮，5是负工具电极直流伺服电机轴，6是绝缘隔板，7是正工具电极上导向板，8是正工具电极直流伺服电机轴，9是正工具电极驱动轮，11是正工具电极，12是负工具电极直流伺服电动机，它通过其上的旋转轴带动负工具电极驱动轮4做旋转运动，由负工具电极驱动轮4驱动负工具电极向非导电材料工件的表面进给，13是正工具电极直流伺服电动机，它通过其上的旋转轴带动正工具电极驱动轮9做旋转运动，由正工具电极驱动轮9驱动正工具电极向非导电材料工件的表面进给，使正、负工具电极的下端部间在非导电工件的表面上产生火花放电，形成火花放电通道，由放电通道流经非导电材料表面时产生的高温、高压作用进行电火花刨削蚀除加工。

Claims (1)

1.一种非导电材料电火花刨削电极头，它包括负工具电极(2)、负工具电极导向板(3)、负工具电极驱动轮(4)、负工具电极直流伺服电机轴(5)、绝缘隔板(6)、正工具电极上导向板(7)、正工具电极直流伺服电机轴(8)、正工具电极驱动轮(9)、正工具电极下导向板(10)、正工具电极(11)、负工具电极直流伺服电动机(12)、正工具电极直流伺服电动机(13)，其特征在于：负工具电极(2)与电火花脉冲电源的负极相连，负工具电极(2)被插入由负工具电极导向板(3)和绝缘隔板(6)构成的导向槽中，负工具电极驱动轮(4)压在负工具电极(2)上，由负工具电极驱动轮(4)的旋转摩擦作用沿垂直于工件的方向向非导电工件表面送进负工具电极(2)，负工具电极驱动轮(4)被装在负工具电极直流伺服电动机(12)的轴(5)上，由负工具电极直流伺服电动机(12)带动负工具电极驱动轮(4)做旋转运动，正工具电极(11)与电火花脉冲电源的正极相连，正工具电极(11)被插入由正工具电极上、下导向板(7、10)与绝缘隔板(6)构成的导向槽中，正工具电极驱动轮(9)压在正工具电极(11)上，由正工具电极驱动轮(9)的旋转摩擦作用沿倾斜方向向非导电工件表面送进正工具电极(11)，正工具电极驱动轮(9)被装在正工具电极直流伺服电动机(13)的轴(8)上，由正工具电极直流伺服电动机(13)带动正工具电极驱动轮(9)做旋转运动，负工具电极(2)的下端与正工具电极(11)的下端在非导电工件的表面上产生火花放电，由放电通道流经非导电材料表面时产生的高温、高压作用来进行电火花刨削加工。

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