CN106944683B - 一种工具电极自动补偿的放电车削加工装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种工具电极自动补偿的放电车削加工装置，包括可旋转的工具电极和设置在所述工具电极上部且与所述工具电极配合的涂覆辊，还包括导电流体供应装置，所述导电流体供应装置设置在所述涂覆辊的上部，且所述导电流体供应装置的底部开设有用于流出导电流体的泄流孔，并且所述涂覆辊与所述工具电极的旋转方向相反，以便于涂覆层的形成，所述涂覆辊的轴心与所述工具电极的轴心平行。上述装置，能够在放电车削加工过程中对工具电极的放电损耗进行有效的修复，从而提高加工精度和加工质量。另外本发明还公开了一种工具电极自动补偿的放电车削加工方法。
Description
技术领域
本发明涉及电加工技术领域，特别涉及一种工具电极自动补偿的放电车削加工装置及方法。
背景技术
随着科技的发展，模具钢、钛合金、金属基复合材料等超硬材料大量涌现，该类材料被日益广泛的应用于航天航空、电子、汽车等工业领域，然而该类材料属于典型的难加工材料，采用传统的车削加工方法难以对该类材料进行有效的加工。
放电加工法具有不受工件材料硬度的影响，加工精度高等特点，是加工超硬材料的有效方法之一。然而若直接将传统的放电加工工艺引入到超硬材料的车削加工领域，由于电火花放电效应在去除工件材料的同时也会去除工具电极材料，因此加工过程中工具电极的放电损耗将无法避免，持续的工具损耗将极大的影响加工精度和加工质量，并提高加工成本。
因此，如何在放电车削加工过程中实现对工具电极的放电损耗进行有效的修复，从而提高加工精度和加工质量是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种工具电极自动补偿的放电车削加工装置，能够在放电车削加工过程中对工具电极的放电损耗进行有效的修复，从而提高加工精度和加工质量。
本发明的另一目的还在于提供一种工具电极自动补偿的放电车削加工方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种工具电极自动补偿的放电车削加工装置，包括可旋转的工具电极和设置在所述工具电极上部且与所述工具电极配合的涂覆辊，还包括导电流体供应装置，所述导电流体供应装置设置在所述涂覆辊的上部，且所述导电流体供应装置的底部开设有用于流出导电流体的泄流孔，并且所述涂覆辊与所述工具电极的旋转方向相反，以便于涂覆层的形成，所述涂覆辊的轴心与所述工具电极的轴心平行。
优选地，还包括用于将所述涂覆层固化成导电流体固化层的导电流体固化器，且所述导电流体固化器设置在所述工具电极的上部。
优选地，所述工具电极为圆柱状，且所述工具电极的中部设置有用于带动所述工具电极做旋转运动的转轴。
优选地，所述转轴上安装有第一导电刷，所述第一导电刷与电源的一极相连。
优选地，包括工作台及设置在所述工作台上且用于夹持待加工工件并驱动所述待加工工件旋转的夹具，所述待加工工件上安装有第二导电刷，所述第二导电刷与所述电源的另一极相连。
优选地，所述工作台连接有控制装置，所述控制装置用于控制所述夹具带动所述待加工工件沿所述工具电极的轴心方向运动和控制所述待加工工件与所述工具电极的间隙的调节。
优选地，还包括喷液头，所述喷液头设置在所述待加工工件的待加工区域的斜上方。
优选地，所述工作台上设置有用于盛放工作液的凹槽。
优选地，所述导电流体为导电银浆、导电铜浆或者导电碳浆。
综上所述，上述工具电极自动补偿的放电车削加工装置，通过导电流体供应装置向工具电极上动态涂覆导电流体形成涂覆层，当工具电极上的涂覆层在放电加工过程中，由于放电出现损耗时，随着工具电极的旋转，将不断有新的导电流体被涂覆到工具电极的表面，从而能对涂覆层的放电损耗进行及时的修复，使得在放电加工过程中，工具电极的几何形状能得以及时的恢复和保持。
另外，还可以通过设置导电流体固化器，对涂覆层固化，以便于形成导电流体固化层，由于导电流体固化层为固体形态，使得放电加工的放电间隙更加精准。同时还可以通过工作台上设置夹紧待加工工件并驱动待加工工件旋转的夹具，通过夹具带动待加工工件沿所述工具电极的轴心方向运动，并且通过调节待加工工件与工具电极之间的距离来调节放电加工的放电间隙，从而实现了对待加工工件的放电车削加工。
另外，本发明还提供了一种工具电极自动补偿的放电车削加工方法，该方法包括：
涂覆导电流体，在可旋转的工具电极的表面动态涂覆导电流体；
形成导电流体固化层，对所述涂覆导电流体进行固化，形成导电流体固化层；
放电车削加工，接通电源，所述电源的两极分别与所述工具电极和可旋转的待加工工件接通，且所述待加工工件能够沿所述工具电极的轴心方向运动，所述待加工工件与所述工具电极的间隙可调节，所述导电流体固化层对所述待加工工件进行放电车削加工；
补偿导电流体固化层，当所述工具电极上的导电流体固化层被电火花蚀除时，所述工具电极按照所述涂覆导电流体和所述形成导电流体固化层不断恢复被蚀除的所述导电流体固化层，以实现工具电极的动态自修复。
由于上述方法采用了上述工具电极自动补偿的放电车削加工装置的核心思想，该工具电极自动补偿的放电车削加工装置具有上述技术效果，具有该装置的核心思想的方法也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中所公开的工具电极自动补偿的放电车削加工装置的放电加工原理图的正面结构示意图；
图2为图1的A处的局部放大图；
图3为本发明实施例中所公开的工具电极自动补偿的放电车削加工装置的放电加工原理图的侧面结构示意图；
图4为图3的右侧向视结构示意图；
图5为本发明实施例中所公开的工具电极自动补偿的放电车削加工装置的车削结构的示意图；
图6为本发明实施例中所公开的工具电极自动补偿的放电车削加工方法的流程图。
其中，各部件名称如下：
1-工具电极，2-涂覆辊，3-导电流体供应装置，4-导电流体，5-导电流体固化器，6-喷液头，7-电源，8-待加工工件，9-第一导电刷，10-第二导电刷，11-转轴，12-导电流体固化层，13-夹具，14-工作台,15-控制装置,16-工作液,17-电火花。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种工具电极自动补偿的放电车削加工装置，能够对电极损耗进行有效修复，从而提高加工精度和加工质量。
本发明的另一核心还在于提供一种工具电极自动补偿的放电车削加工方法。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
如图1-5所示，本发明实施例中所公开的工具电极自动补偿的放电车削加工装置，包括可旋转的工具电极1和设置在工具电极1上部且与工具电极1配合的涂覆辊2，还包括导电流体供应装置3，导电流体供应装置3设置在涂覆辊2的上部，且导电流体供应装置3的底部开设有用于流出导电流体4的泄流孔，并且涂覆辊2与工具电极1的旋转方向相反，以便于涂覆层的形成，涂覆辊2的轴心与工具电极1的轴心平行。
相比于背景技术介绍内容，上述工具电极自动补偿的放电车削加工装置，通过导电流体供应装置向工具电极上动态涂覆导电流体形成涂覆层，当工具电极上的涂覆层在放电加工过程中，由于放电出现损耗时，随着工具电极的旋转，将不断有新的导电流体被涂覆到工具电极的表面，从而能对涂覆层的放电损耗进行及时的修复，使得在放电加工过程中，工具电极的几何形状能得以及时的恢复和保持。
进一步的技术方案中，还包括用于将涂覆层固化成导电流体固化层12的导电流体固化器5，且导电流体固化器5设置在工具电极1的上部。通过设置导电流体固化器，对涂覆层固化，以便于形成导电流体固化层，由于导电流体固化层为固体形态，使得放电加工的放电间隙更加精准。当然可以理解的是，上述涂覆层还可以是不通过导电流体固化器进行固化，导电流体可以是具有自动快干的导电流体，也可以是具有一定粘度的导电流体，只不过本发明实施例优选采用上述导电流体固化器进行固化的方式而已。需要说明的是，上述导电流体固化器的固化方式可以是通过光固化的方式在工具电极的表面动态形成一层导电流体固化层，也可以是通过本领域技术人员常用的其他固化方式，比如鼓风机或烘干等方式。
另外需要说明的是，如图3所示，工具电极的表面根据导电流体的涂覆、固化、损耗等状况将会出现以下几个区域：导电流体涂覆区域Ⅰ，导电流体固化区域Ⅱ，导电流体固化层12对工件进行放电加工的区域Ⅲ，放电损耗后的导电流体固化层的区域IV。当进行放电车削加工时，在导电流体固化层与待加工工件的加工区域之间存在间隙，导电流体固化层12对待加工工件8进行加工，放电加工的局部放大图如图2所示，加工过程中工具电极1上经导电流体固化器5固化形成的导电流体固化层12对待加工工件8进行放电加工，工具电极1上的导电流体固化层12被电火花17蚀除，并且由于导电流体4不断被动态的涂覆在工具电极上，使得被蚀除的导电流体固化层12不断被恢复从而实现工具电极的动态自修复。
进一步地，上述工具电极1为圆柱状，且该工具电极1的中部设置有用于带动工具电极1做旋转运动的转轴11。当然可以理解的是上述转轴带动工具电极旋转仅仅是本发明实施例的一种优选的举例，还可以是工具电极通过夹紧装置固定旋转的方式，或本领域技术人员常用的其他方式实现旋转。
进一步地，上述转轴11上安装有第一导电刷9，该第一导电刷9与电源7的一极相连。需要说明的是，第一导电刷9均可以与电源7的正极相连，也可以与电源7的负极相连以实现不同极性加工。
更进一步的技术方案中，上述工具电极自动补偿的放电车削加工装置还包括工作台14及设置在该工作台14上且用于夹持待加工工件8并驱动待加工工件8旋转的夹具13，待加工工件8上安装有第二导电刷10，第二导电刷10与电源7的另一极相连。需要说明的是，当上述第一导电刷9与电源的正极相连时，第二导电刷10与电源7的负极相连；当上述第一导电刷9与电源的负极相连时，第二导电刷10与电源7的正极相连。
进一步地，上述工作台14连接有控制装置15，控制装置15用于控制夹具13带动待加工工件8沿工具电极1的轴心方向运动和控制待加工工件8与工具电极1的间隙的调节。通过设置控制装置使得夹具的运动方向的调节更加方便灵活。
进一步地，还包括喷液头6，该喷液头6设置在待加工工件8的待加工区域的斜上方。需要说明的是上述喷液头6与工作液(即工作介质)通过设置喷液头6，在放电加工的过程中，喷液头6不断向待加工区域提供工作介质，一方面使得待加工区域的放电条件能得以稳定地建立，另一方面喷入的液体还能及时带走加工产物以及加工产生的热量。
进一步地，上述工作台14上设置有用于盛放工作液16的凹槽。由于工作台14上设置有用于盛放工作液16的凹槽，使用后的工作液16可以流到凹糟中，需要说明的是，凹槽的下部设置有泄液孔，可以将使用后的工作液16进行循环利用。
进一步地，上述导电流体4为导电银浆、导电铜浆或者导电碳浆。当然上述仅仅是本发明实施例对于导电流体的优选的举例，还可以是本领域技术人员常用的其他导电流体，比如各种导电油墨，都可以实现对损耗电极的修复。
另外，如图6所示，本发明还提供了一种工具电极自动补偿的放电车削加工方法，该方法包括：
涂覆导电流体100，在可旋转的工具电极的表面动态涂覆导电流体；
形成导电流体固化层200，对所述涂覆导电流体进行固化，形成导电流体固化层；
放电车削加工300，接通电源，所述电源的两极分别与所述工具电极和可旋转的待加工工件接通，且所述待加工工件能够沿所述工具电极的轴心方向运动，所述待加工工件与所述工具电极的间隙可调节，所述导电流体固化层对所述待加工工件进行放电车削加工；
补偿导电流体固化层400，当所述工具电极上的导电流体固化层被电火花17蚀除时，所述工具电极按照所述涂覆导电流体和所述形成导电流体固化层不断恢复被蚀除的所述导电流体固化层，以实现工具电极的动态自修复。
由于上述方法采用了上述工具电极自动补偿的放电车削加工装置的核心思想，该工具电极自动补偿的放电车削加工装置具有上述技术效果，具有该装置的核心思想的方法也应具有相应的技术效果，在此不再赘述。
需要说明的是，如图3所示，工具电极的表面根据导电流体的涂覆、固化、损耗等状况将会出现以下几个区域：导电流体涂覆区域Ⅰ，导电流体固化区域Ⅱ，导电流体固化层12对工件进行放电加工的区域Ⅲ，放电损耗后的导电流体固化层的区域IV。当进行放电车削加工时，在导电流体固化层与待加工工件的加工区域之间存在间隙，导电流体固化层12对待加工工件8进行加工，放电加工的局部放大图如图2所示，加工过程中工具电极1上经导电流体固化器5固化形成的导电流体固化层12对待加工工件8进行放电加工，工具电极1上的导电流体固化层12被电火花17蚀除，并且由于导电流体4不断被动态的涂覆在工具电极上，使得被蚀除的导电流体固化层12不断被恢复从而实现工具电极的动态自修复。
以上对本发明所提供的工具电极自动补偿的放电车削加工装置及方法进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (6)
1.一种工具电极自动补偿的放电车削加工装置，包括可旋转的工具电极(1)和设置在所述工具电极(1)上部且与所述工具电极(1)配合的涂覆辊(2)，其特征在于，还包括导电流体供应装置(3)，所述导电流体供应装置(3)设置在所述涂覆辊(2)的上部，且所述导电流体供应装置(3)的底部开设有用于流出导电流体(4)的泄流孔，并且所述涂覆辊(2)与所述工具电极(1)的旋转方向相反，以便于涂覆层的形成，所述涂覆辊(2)的轴心与所述工具电极(1)的轴心平行；
还包括用于将所述涂覆层固化成导电流体固化层(12)的导电流体固化器(5)，且所述导电流体固化器(5)设置在所述工具电极(1)的上部；
所述工具电极(1)为圆柱状，且所述工具电极(1)的中部设置有用于带动所述工具电极(1)做旋转运动的转轴(11)；
所述转轴(11)上安装有第一导电刷(9)，所述第一导电刷(9)与电源(7)的一极相连；
包括工作台(14)及设置在所述工作台(14)上且用于夹持待加工工件(8)并驱动所述待加工工件(8)旋转的夹具(13)，所述待加工工件(8)上安装有第二导电刷(10)，所述第二导电刷(10)与所述电源(7)的另一极相连。
2.根据权利要求1所述的工具电极自动补偿的放电车削加工装置，其特征在于，所述工作台(14)连接有控制装置(15)，所述控制装置(15)用于控制所述夹具(13)带动所述待加工工件(8)沿所述工具电极(1)的轴心方向运动和控制所述待加工工件(8)与所述工具电极(1)的间隙的调节。
3.根据权利要求1所述的工具电极自动补偿的放电车削加工装置，其特征在于，还包括喷液头(6)，所述喷液头(6)设置在所述待加工工件(8)的待加工区域的斜上方。
4.根据权利要求1所述的工具电极自动补偿的放电车削加工装置，其特征在于，所述工作台(14)上设置有用于盛放工作液(16)的凹槽。
5.根据权利要求1所述的工具电极自动补偿的放电车削加工装置，其特征在于，所述导电流体(4)为导电银浆、导电铜浆或者导电碳浆。
6.一种工具电极自动补偿的放电车削加工方法，其特征在于，该方法包括：
涂覆导电流体(100)，在可旋转的工具电极(1)的表面动态涂覆导电流体(4)；
形成导电流体固化层(200)，对所述涂覆导电流体进行固化，形成导电流体固化层(12)；
放电车削加工(300)，接通电源，所述电源的两极分别与所述工具电极(1)和可旋转的待加工工件(8)接通，且所述待加工工件(8)能够沿所述工具电极(1)的轴心方向运动，所述待加工工件(8)与所述工具电极(1)的间隙可调节，所述导电流体固化层(12)对所述待加工工件(8)进行放电车削加工；
补偿导电流体固化层(400)，当所述工具电极(1)上的导电流体固化层(12)被电火花蚀除时，所述工具电极(1)按照所述涂覆导电流体(100)和所述形成导电流体固化层(200)不断恢复被蚀除的所述导电流体固化层(12)，以实现工具电极(1)的动态自修复。
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