CN108247155A - 一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置，属于电加工技术领域。本发明将所需加工的磁性部件安装在三抓卡盘上，控制纵向行走装置来调整工作台位置和电火花发生器的位置，使电火花发生器与所需加工的工件对准，在进行电火花加工时驱动横向行走装置使电火花发生器向右缓慢移动，对加工工件进行加工，在进行加工时螺旋线圈通电，在加工工件周围形成磁场，对加工产生的碎屑形成一个向外的洛伦兹力，促使碎屑向外排出，从而防止产生的碎屑影响加工效果。本发明中设置了螺旋线圈，利用电流产生磁场，利用磁场对电蚀产物产生的洛伦兹力将工作过程中产生的电蚀产物进行清除，不会影响加工过程，能有效提高装置的工作效率和工作质量。

Description

一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置
技术领域
本发明涉及一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置，属于电加工技术领域。
背景技术
一直以来，精密的微细小孔加工一直在加工领域中扮演着非常关键的角色，例如飞机的航空发动机、工业应用的叶片冷却通道、火箭发动机上的环状燃烧器、汽车领域中的柴油发动机、液压气压组件中阀体上的微小孔、喷墨打印机上的关键部件喷墨头、纺织领域中应用的异型喷丝孔等等都是小孔加工的实例。微小孔加工有很多方法，如传统的钻削后铰孔、铣削加工、精密冲孔、拉削等。它们都只能满足某种精度范围的加工要求，且受到材料特性、零件尺寸等因素的限制。微细铣削与微钻削切削技术要受到工件材料和刀具刚度的影响，加工过程中极容易因为接触应力的存在产生弯曲、变形、毛刺等问题。这时特种加工就显出了自身独特的优势，与其它非传统的加工手段相比，电火花加工具有自身独特的优势，尤其在微小孔轴类零件的加工领域，其具有的特点使得该加工方法成为微细加工中一项非常有用的加工手段。
电火花加工技术是特种加工中一项应用广泛的加工技术。它利用放电原理加工具有导电能力的零件，不需要考虑材料的硬度也没有宏观作用力，加工时电极和工件也不直接接触不会产生机械作用力和振动。这使其在微细轴、微小孔及微三维结构加工方面显示出了非常巨大的潜力，是微机电系统领域一项非常具有应用前景的加工技术。作为电火花加工领域的研究热点，微细电火花加工技术具有电极制造简单、电极与工件间无宏观作用力、可控性好等优点。适合加工难加工材料、微细孔和在狭小空间内的加工。
目前，发达工业国家的微细电火花加工设备有些已经进入工业应用和商业销售阶段，如其中以日本松下精机、瑞士夏米尔、阿奇等公司都有较成熟的产品，其中以日本松下精机的产品性能最好，但价格昂贵且对我国禁运。研制微细电火花加工机床，掌握具有自主知识产权的微细电火花加工的核心技术，具有重要的现实意义。
电极直接驱动微型电火花加工系统是20世纪90年代才出现的一门新兴技术。在此研究方向上，国外的主要代表有日本丰田工业大学的古谷克司和毛利尚武等人，已经利用电致和磁致伸缩器件研制出了蠕动式、冲击式和椭圆驱动式三种微进给机构，用于微小型电火花加工装置中，并且在蠕动式微进给机构的基础上研制出了点阵式电火花加工装置，大大提高了群孔加工的加工效率，显示了以小制小的特色。具有多种用途的超声直线电机的研究与开发在国外也广泛展开，AGIE微细电火花加工机床，利用材料的弹性形变产生微小位移，能够实现纳米级的微小移动，是一种新型的微位移加工技术。
在国内，亦有多家研究机构开展了微细电火花加工技术的研究工作，并取得了较大进展，有些技术已经接近或达到了国际先进水平。南京航空航天大学较早地开展了微细电火花加工技术的研究，开发了电磁冲击式和压电冲击式小型电火花加工装置。清华大学研制出了蠕动式的微型电火花加工装置，哈尔滨工业大学研制出多种结构的蠕动式小型电火花加工装置，并首次提出且研制了基于超声马达的电极直接驱动微型电火花加工装置。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对微细电火花加工时，难以用放电自身的动力将放电蚀除产物排出，排屑不畅严重影响放电条件，对加工质量不利的问题，本发明提供了一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案：
一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置，包括底座和立柱，所述的底座下方设置有支撑架，所述的立柱底部为横向行走装置，横向行走装置安装在底座上，横向行走装置上设置有电机，立柱上设置有竖直行走装置，竖直行走装置通过电机驱动，竖直行走装置上安装有电火花发生器，立柱右侧为工作台，工作台设置在纵向行走装置上，纵向行走装置底部为横向行走装置，纵向行走装置通过齿轮和齿轮箱与电机相连接，工作台内部设置有三爪卡盘，三爪卡盘外围设置有螺旋线圈。
一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置的应用方法是：将所需加工的磁性部件安装在工作台中的三爪卡盘上，电机通过齿轮箱和齿轮控制纵向行走装置，通过纵向行走装置和横向行走装置调整工作台位置，通过竖直行走装置和横向行走装置调整电火花发生器的位置，使电火花发生器与所需加工的工件对准，在进行电火花加工时电机驱动横向行走装置使电火花发生器向右缓慢移动，对所需加工工件进行加工，在进行加工时螺旋线圈通电，在所需加工工件周围形成磁场，对加工产生的碎屑形成一个向外的洛伦兹力，促使碎屑向外排出，从而防止产生的碎屑影响加工效果。
所述的横向行走装置通过电机驱动。
所述的行走装置包括横向行走装置、竖直行走装置、横向行走装置、纵向行走装置，行走装置底部都设置有导轨。
所述的螺旋线圈采用铜制成。
本发明的有益效果是：
（1）本发明中纵向行走装置、横向行走装置以及竖直行走装置均采用电机和齿轮箱驱动，电机通过齿轮箱控制行走装置，齿轮箱调节转速使行走装置的控制更为精确，提高了本发明电火花加工的精确度。
本发明中将电火花加工装置设计成卧式，相比于传统的立式电火花加工装置，卧式电火花加工装置调节范围更广，调节精确度更高，且立式电火花加工装置工作时电蚀产物不易排出，影响后续的电火花加工，而卧式的电火花加工装置电蚀产物不易堵塞，有效提高装置的工作效率。
本发明中在工作台内部的三爪卡盘外侧设置了螺旋线圈，利用电流产生磁场，磁场对磁性物质具有力的作用的原理，利用磁场对电蚀产物产生的洛伦兹力将工作过程中产生的电蚀产物进行清除，且螺旋线圈不与被加工装置所接触，不会影响加工过程，能有效提高装置的工作效率和工作质量。
附图说明
图1为本发明用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置的构造示意图。
其中，1、电机；2、竖直行走装置；3、立柱；4、电机；5、横向行走装置；6、电火花发生器；7、螺旋线圈；8、纵向行走装置；9、横向行走装置；10、三爪卡盘；11、工作台；12、齿轮；13、齿轮箱；14、电机；15、支撑架；16、底座。
具体实施方式
一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置，包括底座16和立柱3，所述的底座16下方设置有支撑架15，所述的立柱3底部为横向行走装置5，横向行走装置5安装在底座上，横向行走装置5上设置有电机4，立柱3上设置有竖直行走装置2，竖直行走装置2通过电机1驱动，竖直行走装置2上安装有电火花发生器6，立柱3右侧为工作台11，工作台11设置在纵向行走装置8上，纵向行走装置8底部为横向行走装置9，纵向行走装置8通过齿轮12和齿轮箱13与电机14相连接，工作台11内部设置有三爪卡盘10，三爪卡盘10外围设置有螺旋线圈7。一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置的应用方法是：将所需加工的磁性部件安装在工作台11中的三爪卡盘10上，电机14通过齿轮箱13和齿轮12控制纵向行走装置8，通过纵向行走装置8和横向行走装置9调整工作台11位置，通过竖直行走装置2和横向行走装置5调整电火花发生器6的位置，使电火花发生器6与所需加工的工件对准，在进行电火花加工时电机4驱动横向行走装置5使电火花发生器6向右缓慢移动，对所需加工工件进行加工，在进行加工时螺旋线圈7通电，在所需加工工件周围形成磁场，对加工产生的碎屑形成一个向外的洛伦兹力，促使碎屑向外排出，从而防止产生的碎屑影响加工效果。所述的横向行走装置9通过电机驱动。所述的行走装置包括横向行走装置5、竖直行走装置2、横向行走装置9、纵向行走装置8，行走装置底部都设置有导轨。所述的螺旋线圈7采用铜制成。

Claims (5)

1.一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置，包括底座（16）和立柱（3），所述的底座（16）下方设置有支撑架（15），所述的立柱（3）底部为横向行走装置（5），横向行走装置（5）安装在底座上，横向行走装置（5）上设置有电机（4），立柱（3）上设置有竖直行走装置（2），竖直行走装置（2）通过电机（1）驱动，竖直行走装置（2）上安装有电火花发生器（6），立柱（3）右侧为工作台（11），工作台（11）设置在纵向行走装置（8）上，纵向行走装置（8）底部为横向行走装置（9），纵向行走装置（8）通过齿轮（12）和齿轮箱（13）与电机（14）相连接，工作台（11）内部设置有三爪卡盘（10），三爪卡盘（10）外围设置有螺旋线圈（7）。
2.根据权利要求1所述的一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置的应用方法是：将所需加工的磁性部件安装在工作台（11）中的三爪卡盘（10）上，电机（14）通过齿轮箱（13）和齿轮（12）控制纵向行走装置（8），通过纵向行走装置（8）和横向行走装置（9）调整工作台（11）位置，通过竖直行走装置（2）和横向行走装置（5）调整电火花发生器（6）的位置，使电火花发生器（6）与所需加工的工件对准，在进行电火花加工时电机（4）驱动横向行走装置（5）使电火花发生器（6）向右缓慢移动，对所需加工工件进行加工，在进行加工时螺旋线圈（7）通电，在所需加工工件周围形成磁场，对加工产生的碎屑形成一个向外的洛伦兹力，促使碎屑向外排出，从而防止产生的碎屑影响加工效果。
3.根据权利要求1所述的一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置，其特征在于：所述的横向行走装置（9）通过电机驱动。
4.根据权利要求1所述的一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置，其特征在于：所述的行走装置包括横向行走装置（5）、竖直行走装置（2）、横向行走装置（9）、纵向行走装置（8），行走装置底部都设置有导轨。
5.根据权利要求1所述的一种用于磁性金属加工便于出屑的电火花加工装置，其特征在于：所述的螺旋线圈（7）采用铜制成。
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