CN104002000A - 一种电火花铣削和机械磨削复合加工装置 - Google Patents

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李春燕
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Abstract

本发明公开了一种电火花铣削和机械磨削复合加工装置，它包括伺服系统(1)、与伺服系统(1)相连的铣床夹头(2)，与铣床夹头(2)相连的复合加工刀具(3)，安装在复合加工刀具(3)正下方的回转台(4)，与复合加工刀具(3)相连的脉冲电源(5)。本发明提供的复合加工装置，在电极盘上安装有放电电极和磨料棒，在放电加工时机械磨削同时进行，无短路和拉弧现象，电极损耗均匀，加工表面质量好，易于补偿，加工效率非常高，加工表面质量好，精度高，可以加工得到镜面效果，且易于排屑，可以广泛用于加工绝缘体、半导体等工件。

Description

一种电火花铣削和机械磨削复合加工装置
技术领域
本发明涉及一种电火花加工装置，特别涉及一种可利用电火花放电加工和机械磨削加工绝缘体、半导体等材料的复合加工装置。
背景技术
电火花铣削作为电火花加工的一种方式，从上个世纪以来，一直是人们研究的热点。电火花加工有其独特的优势，可以加工各种高硬度的脆性材料。
碳化硅材料属于硬脆性材料，它具有比刚度高、热稳定性好、质量轻等优点，是当前空间光学遥感器首选的反射镜材料。随着各国空间探索的发展，对碳化硅材料加工要求越来越高。目前，碳化硅材料的加工方法主要有：机械磨削、数控加工，电火花加工、超声波加工等。由于碳化硅硬度紧次于金刚石与碳化硼，因此机械磨削时磨具损耗大，效率低，成本高。数控加工适合于小型工件，应用具有局限性，同时加工碎屑对机床精度影响严重。超声波加工由于加工效率较低也未能得到广泛应用。电火花铣削加工利用电火花放电加工原理，类似于金属铣削加工方式，可以加工导电性好、硬度高难加工材料，加工电极与工件材料不直接接触，加工时不产生的宏观应力。加工效率比传统的机械磨削高，工件的表面完整性好。但是目前电火花铣削加工工程中放电存在不均匀的问题。且电极损耗是电火花加工时不可避免的问题，在电火花铣削加工中，如果电极不能够得到及时补偿，加工表面的完整性会很差。且电火花加工过程中经常会受到各种因素影响电火花正常放电，电火花铣削加工中由于刀具的旋转，放电间隙随着电极旋转而变化，因而电极损耗规律难以掌握，并且加工过程中，由于放电脉冲的不确定在电极哪个部位上放电，整个电极与工件之间的间隙会会高度不一致，从而会影响下一次的加工放电。
发明内容
发明目的：本发明的目的是解决现有技术电火花铣削加工工程中放电不均匀，改善放电间隙，能同时实现电火花铣削和机械磨削复合加工的装置。采用本发明提供的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，加工材料的表面，可以达到镜面加工的效果，加工的精度高，且电极损耗均匀，易于补偿。
技术方案：为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为：
一种电火花铣削和机械磨削复合加工装置，它包括，伺服系统、与伺服系统相连的铣床夹头，与铣床夹头相连的复合加工刀具，安装在复合加工刀具正下方的回转台，与复合加工刀具相连的脉冲电源;
所述的复合加工刀具包括刀柄和安装在刀柄上的电极盘，所述的电极盘上开设有电极槽和冲液槽，电极槽内安装有紫铜管电极和磨料棒，所述的冲液槽通过管道与装有工作液的储罐相连通，且管道上安装有泵，管道的起始端上安装有过滤网。
作为优选方案，以上所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，所述的电极盘呈圆盘状，电极盘上间隔均匀的开设有6个电极槽和6个冲液槽。
作为优选方案，以上所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，所述的6个电极槽中，间隔安装有3个紫铜管电极和3个磨料棒。
作为优选方案，以上所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，所述的紫铜管电极为中空的圆管状电极。
作为优选方案，以上所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，所述的磨料棒为上端绝缘的圆柱体。
作为优选方案，以上所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，所述的磨料棒通过连接杆和小螺母安装在电极盘上。
本发明所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，加工时紫铜管电极与工件之间加脉冲电压，当紫铜管电极与加工工件之间的距离较小时会产生放电现象。紫铜管电极均布在电极盘的圆周方向上，且紫铜管电极壁较薄，导热系数高，电阻率小，加工时电极损耗小，加工精度高，非常适合精加工。
本发明所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，所述的电极盘上开设有电极槽和冲液槽，电极槽内安装有紫铜管电极和磨料棒，所述的冲液槽通过管道与装有工作液的储罐相连通，且管道上安装有泵，管道的起始端上安装有过滤网。工作液从冲液槽进入紫铜管电极，通过中空的紫铜管电极流出，从而可以将加工过程中的废屑排出，电极损耗均匀。
本发明所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，实际加工时，紫铜管电极和待加工的工件分别与脉冲电源的两极相连，通过紫铜管电极的电火花铣削与磨棒的机械磨削来实现对工件的电火花铣削与机械磨削的复合加工。从而具有电火花铣削和机械磨削的双重优点，加工效率更高，加工精度更高。整个装置的加工成本比分别采用电火花加工和机械加工更低。
有益效果：本发明提供的电火花铣削和机械磨削复合加工装置和现有技术相比具有以下优点：
1、本发明提供的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，结构设计合理，突破现有技术的电火花和机械磨削分开单独加工模式，可操作性能，能同时实现电火花铣削和机械磨削同时加工，加工效率更高，加工得到的工件表面可以达到镜面效果。
2、本发明利用紫铜管作为放电电极，加工表面完整性较好，可以用于精加工，得到镜面加工质量。且采用紫铜管电极加工，电极更换方便，不要大电极块，可节省加工成本。且整个加工过程稳定，不会产生拉弧等不正常放电现象，加工效率高，且加工质量高。
3、本发明在电极盘上设计冲液槽，在加工过程中，工作液通过冲液槽流入铜管电极，电火花放电正常，无短路和拉弧现象，电极损耗均匀，加工表面质量好，易于补偿。 
4、本发明在电极盘上安装有放电电极和磨料棒，在放电加工时机械磨削同时进行，可以提高整个加工效率，加工表面质量好，精度高，可以加工得到镜面效果，可以广泛用于加工材质是为绝缘体、半导体等材料的工件，如：工程陶瓷、碳化硅等。
附图说明
图1为本发明提供的电火花铣削和机械磨削复合加工装置的结构示意图。
图2为本发明提供的电火花铣削和机械磨削复合加工装置中复合加工刀具的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1和图2所示，一种电火花铣削和机械磨削复合加工装置，它包括，伺服系统(1)、与伺服系统(1)相连的铣床夹头(2)，与铣床夹头(2)相连的复合加工刀具(3)，,安装在复合加工刀具(3)正下方的回转台(4)，与复合加工刀具(3)相连的脉冲电源(5)；
所述的复合加工刀具(3)包括刀柄(6)和安装在刀柄(6)上的电极盘(7)，所述的电极盘(7)上开设有电极槽和冲液槽，电极槽内安装有紫铜管电极(8)和磨料棒(9)，所述的冲液槽通过管道与装有工作液的储罐（10）相连通，且管道上安装有泵(11)，管道的起始端上安装有过滤网(12)。
以上所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，所述的电极盘(7)呈圆盘状，电极盘(7)上间隔均匀的开设有6个电极槽和6个冲液槽。
以上所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，所述的6个电极槽中，间隔安装有3个紫铜管电极(8)和3个磨料棒(9)。
以上所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，所述的紫铜管电极(8)为中空的圆管状电极。
以上所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，所述的磨料棒(9)为上端绝缘的圆柱体。
以上所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，所述的磨料棒(9)通过连接杆(13)和小螺母(14)安装在电极盘(7)上。
本发明所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，电火花电源为可调脉冲电源，输出电压可调，输出功率可调；回转台(4)直径依据工件尺寸大小选用，由步进电机驱动。加工过程：铣床旋转头带动复合加工刀具(3)的铜管电极(8)旋转，回转台(4)旋转完成进给。 
在加工过程中，工作液通过冲液槽流入铜管电极(8)，电火花放电正常，无短路和拉弧现象，电极损耗均匀，加工表面质量好。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电火花铣削和机械磨削复合加工装置，其特征在于，它包括，伺服系统(1)、与伺服系统(1)相连的铣床夹头(2)，与铣床夹头(2)相连的复合加工刀具(3)，安装在复合加工刀具(3)正下方的回转台(4)，与复合加工刀具(3)相连的脉冲电源(5)；
所述的复合加工刀具(3)包括刀柄(6)和安装在刀柄(6)上的电极盘(7)，所述的电极盘(7)上开设有电极槽和冲液槽，电极槽内安装有紫铜管电极(8)和磨料棒(9)，所述的冲液槽通过管道与装有工作液的储罐（10）相连通，且管道上安装有泵(11)，管道的起始端上安装有过滤网(12)。
2.根据权利要求1所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，其特征在于，所述的电极盘(7)呈圆盘状，电极盘(7)上间隔均匀的开设有6个电极槽和6个冲液槽。
3.根据权利要求2所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，其特征在于，所述的6个电极槽中，间隔安装有3个紫铜管电极(8)和3个磨料棒(9)。
4.根据权利要求2所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，其特征在于，所述的紫铜管电极(8)为中空的圆管状电极。
5.根据权利要求2所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，其特征在于，所述的磨料棒(9)为上端绝缘的圆柱体。
6.根据权利要求2所述的电火花铣削和机械磨削复合加工装置，其特征在于，所述的磨料棒(9)通过连接杆(13)和小螺母(14)安装在电极盘(7)上。
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