CN108971679A - 一种具有热敏感部件的超细线电极张紧夹具 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有热敏感部件超细线电极张紧夹具，线电极一端通过垫圈和螺栓与上夹具上表面的第一螺纹孔配合连接固定，另一端按顺序沿上夹具侧面、矩形槽口、线电极限位槽、下夹具侧面排布，且通过垫圈和螺栓与上夹具侧面的第二螺纹孔配合连接固定，所述上夹具中的U型槽通过两端槽口与热水循环系统连接，形成水循环。本发明使用热水循环系统往上夹具注热水，对上夹具加热，其材料受热体积膨胀带动夹紧的线电极拉伸，实现超细线电极张紧。本方法可以通过水温的调节来控制超细线电极的张紧，根据选用热敏材料的线膨胀系数的高低精度与热水循环系统水温控制精度高低，张紧精度可以达到微米级甚至更高。

Description

一种具有热敏感部件的超细线电极张紧夹具
技术领域
本发明涉及一种具有热敏感部件的超细线电极张紧夹具，属于微细电解加工领域。
背景技术
电解线切割技术是由传统的电解加工发展而来，是一种采用金属丝作为工具阴极，基于电化学阳极溶解原理去除工件材料的微细精密电解加工技术。与传统电解加工相比，该加工方法最显著的优点是工具阴极的制造更为简单，同时也拥有传统电解加工的诸多优点如加工无应力，工件无变形，表面无冷作硬化层、热再铸层等，此不受工件材料机械性能的限制，适合于难切削加工材料的加工。电解线切割技术制备的精密微结构广泛应用在航空航天、光学仪器、生物医疗，家用电器和精密模具等领域。
关于微细电解线切割技术，国内外学者己经进行了许多的研究。Kim等利用10um的铂电极在不锈钢薄片上加工出缝宽为20um的微结构。Shin等研究了超短脉冲下加工参数：电源电压、脉冲宽度、脉冲周期对加工缝宽的影响。为了加工出预想形状及尺寸的结构，Vladimir等利用计算机模拟出电极的加工路径。南京航空航天大学对微细电解线切割加工技术进行了深入研究，建立了微细电解线切割加工的理论模型，提出了在线制备线电极的方法，并探究了如何促进加工间隙内产物的排出。
微细电解线切割过程中，线电极需要张紧。现在普遍采用微拉力计在微细电解加工过程前进行线电极的张紧。现在没有能在加工过程中，对线电极进行张紧的夹具，但是加工过程中线电极松弛现象却又是显而易见的，若停止加工，装卸零件再次对线电极进行张紧，不仅繁琐，效率低而且若未及时发现线电极松弛现象则会严重影响加工特征表面的质量。因此，本发明的能在微细电解线切割加工过程中的具有热敏感部件超细线电极张紧夹具对于微细电解线切割技术实际应用非常关键。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种具有热敏感部件的超细线电极张紧夹具，可以实现在微细电解线切割加工过程中线电极被夹具膨胀张紧与加工过程中线电极自主松弛两者之间形成一个动态平衡，并且通过选择合适的平均线膨胀系数以及控制热水循环系统加热精度，在不影响微细电解线切割加工过程持续进行的情况下，就可以实现了线电极的微米级及更高的张紧精度。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种具有热敏感部件的超细线电极张紧夹具，包括上夹具和下夹具，其中，
所述上夹具的上表面设有第一螺纹孔，所述上夹具一侧面上设有第二螺纹孔，且第一螺纹孔与第二螺纹孔分别与螺栓通过垫圈配合连接，上夹具底面开有第一定位销孔，所述上夹具在其上表面开有两个槽口，且从两个槽口往内部开设一个连通的U型槽；
所述下夹具的上表面设有第二定位销孔，且与上夹具底面的第一定位销孔通过定位销配合连接，所述下夹具的底面开有线电极限位槽，所述下夹具侧面上开有矩形槽口，所述下夹具通过表面开设的定位孔进行固定；线电极一端通过垫圈和螺栓与上夹具上表面的第一螺纹孔配合连接固定，另一端按顺序沿上夹具侧面、矩形槽口、线电极限位槽、下夹具侧面排布，且通过垫圈和螺栓与上夹具侧面的第二螺纹孔配合连接固定，所述上夹具中的U型槽通过两端槽口与热水循环系统连接，形成水循环。
优选地，所述上夹具的材质选用平均线膨胀系数α为180×10-6的有机玻璃。
优选地，所述上夹具的边角以及下夹具底面边角均采用圆弧角。
有益效果：本发明提供一种具有热敏感部件的超细线电极张紧夹具，可以通过水温的调节来控制超细线电极的张紧，根据选用热敏材料的线膨胀系数的高低精度与热水循环系统水温控制精度高低，张紧精度可以达到微米级。
附图说明
图1为本发明的整体结构图；
图2为本发明部分剖视图（U型槽未画出）；
图3为上夹具示意图；
图4为上夹具U型槽剖视图；
图5为定位销示意图；
图6为下夹具示意图；
图7为下夹具底部超细线电极的限位槽。
图中：上夹具1、第一螺纹孔1-1、第二螺纹孔1-2、螺栓1-3、垫圈1-4、第一定位销孔1-5、槽口1-6、U型槽1-7、下夹具2、定位孔2-1、第二定位销孔2-2、线电极限位槽2-3、矩形槽口2-4、定位销3、线电极4。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
一种具有热敏感部件的超细线电极张紧夹具，包括上夹具1和下夹具2，其中，
所述上夹具1的上表面设有第一螺纹孔1-1，所述上夹具2一侧面上设有第二螺纹孔1-2，且第一螺纹孔1-1与第二螺纹孔分别与螺栓通过垫圈配合连接，上夹具底面开有第一定位销孔，所述上夹具在其上表面开有两个槽口，且从两个槽口往内部开设一个连通的U型槽；
所述下夹具的上表面设有第二定位销孔，且与上夹具底面的第一定位销孔通过定位销配合连接，所述下夹具的底面开有线电极限位槽，所述下夹具侧面上开有矩形槽口，所述下夹具通过表面开设的定位孔进行固定；线电极一端通过垫圈和螺栓与上夹具上表面的第一螺纹孔配合连接固定，另一端按顺序沿上夹具侧面、矩形槽口、线电极限位槽、下夹具侧面排布，且通过垫圈和螺栓与上夹具侧面的第二螺纹孔配合连接固定，所述上夹具中的U型槽通过两端槽口与热水循环系统连接，形成水循环。
优选地，所述上夹具的材质选用平均线膨胀系数α为180×10-6的有机玻璃。
优选地，所述上夹具的边角以及下夹具底面边角均采用圆弧角。
本发明的工作原理如下：
下夹具2通过定位孔2-1固定在工作平台上，上夹具1与下夹具2之间通过定位销3连接，从而限制上夹具1的水平面内的自由度。线电极一端通过垫圈1-4和螺栓1-3与上夹具1上表面的第一螺纹孔1-1配合连接固定，随后线电极4另一端按顺序穿过上夹具1侧面、下夹具2底面的线电极限位槽2-3，最后通过垫圈1-4和螺栓1-3与上夹具1侧面的第二螺纹孔1-2配合连接固定；U型槽1-7的两端槽口1-6与热水循环系统相连，形成水循环，且正常情况下水是常温状态；当在加工过程中需要线电极4张紧时，热水循环系统对水进行加热，每对水温提升1℃，通过热传导，上夹具1也会提升1℃，上夹具1材质平均线膨胀系数为α，上夹具1的高度为H,则上夹具1的热敏感材料受热膨胀，向上伸长Y=Hα,则线电极4被拉伸的长度为2Y，实现超细线电极的张紧。
本发明中，所述上夹具1的材质选用平均线膨胀系数α为180×180×10-6/℃.的有机玻璃，上夹具1的高H=1cm，热水循环系统加热精度为1℃，则热水循环系统每对水温提升1℃，线电极4被拉伸2Y的长度为3.6um。
本发明中，上夹具1的高度方向的线性膨胀为带动线电极张紧的主要因素，长度方向的线性膨胀对线电极的张紧影响较小，故忽略不计，宽度方向的线性膨胀对线电极张紧无影响。
本发明中，可根据需要降低上夹具1的材质的平均线膨胀系数，与热水循环系统加热精度，进一步提高超细线电级的张紧精度。同时可以根据加工过程中线电极松弛速度的快慢来调节加热速度，实现在微细电解线切割加工过程中线电极被夹具膨胀张紧与加工过程中线电极自主松弛两者之间形成一个动态平衡。
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。对这些实施例的两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 (3)

1.一种具有热敏感部件的超细线电极张紧夹具，其特征在于：包括上夹具和下夹具，其中，
所述上夹具的上表面设有第一螺纹孔，所述上夹具一侧面上设有第二螺纹孔，且第一螺纹孔与第二螺纹孔分别与螺栓通过垫圈配合连接，上夹具底面开有第一定位销孔，所述上夹具在其上表面开有两个槽口，且从两个槽口往内部开设一个连通的U型槽；
所述下夹具的上表面设有第二定位销孔，且与上夹具底面的第一定位销孔通过定位销配合连接，所述下夹具的底面开有线电极限位槽，所述下夹具侧面上开有矩形槽口，所述下夹具通过表面开设的定位孔进行固定；线电极一端通过垫圈和螺栓与上夹具上表面的第一螺纹孔配合连接固定，另一端按顺序沿上夹具侧面、矩形槽口、线电极限位槽、下夹具侧面排布，且通过垫圈和螺栓与上夹具侧面的第二螺纹孔配合连接固定，所述上夹具中的U型槽通过两端槽口与热水循环系统连接，形成水循环。
2.根据权利要求1所述的一种具有热敏感部件的超细线电极张紧夹具，其特征在于：所述上夹具的材质选用平均线膨胀系数α为180×10-6的有机玻璃。
3.根据权利要求1所述的一种具有热敏感部件的超细线电极张紧夹具，其特征在于：所述上夹具的边角以及下夹具底面边角均采用圆弧角。
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