CN111014856A - 一种往复式电解磨削线切割加工装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种往复式电解磨削线切割加工装置及方法。该装置包括复合电极丝和导轮机构，所述复合电极丝紧环绕于导轮机构外部，所述复合电极丝为开环式结构，包括工作段，所述工作段间隔设置有金刚砂镀层，其余部分为连接段，所述复合电极丝为金属丝，所述复合电极丝的开放端连接有往复振动装置。本发明加工精度高；可加工高硬度材质；加工效率高，是普通磨削加工的3～5倍；电极丝损耗小，寿命长。往复式电解磨削线切割所需复合电极丝为开放式，无需环形的，制作方便，减少了制作成本。

Description

一种往复式电解磨削线切割加工装置及方法
技术领域
本发明涉及一种磨削加工装置及方法，特别涉及一种往复式电解磨削线切割加工装置及方法。
背景技术
电解磨削线切割加工方法跟电火花线切割加工方法类似，但原理不同，电火花线切割是利用连续移动的细金属丝(称为电极丝)作电极，在绝缘液体中对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。
电解磨削线切割加工方法采用的是腐蚀能力较弱的钝性电解液，如硝酸钠溶液和亚硝酸钠溶液。
但现有的磨削加工装置及方法加工精度低，往往不可加工高硬度材质，加工效率相对较低；电火花线切割对电极丝的损耗大，电极丝寿命短；电极丝为闭合的环形，制作难度较大，制作成本高。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种往复式电解磨削线切割加工装置及方法。
本发明的技术方案如下：
本发明提供一种往复式电解磨削线切割加工装置，包括复合电极丝和导轮机构，所述复合电极丝紧环绕于导轮机构外部，所述复合电极丝为开环式结构，包括工作段，所述工作段间隔设置有金刚砂镀层，其余部分为连接段，所述复合电极丝为金属丝，所述复合电极丝的开放端连接有往复振动装置。
更进一步的，所述装置还包括支架，所述导轮机构包括至少2个导轮，所述支架可相对于待加工工件前后移动，所述导轮安装于支架上，所述导轮使复合电极丝的工作段和往复振动装置分隔开。
更进一步的，所述金刚砂的颗粒度在300～500之间，所述金属丝的直径值在1mm以下，金刚砂镀层的厚度在金属丝直径的1倍以下，金刚砂镀层的宽度为直径值的6倍以下。
更进一步的，所述往复机构包括电机、空间凸轮、振动套、滚子、导轨、滑台、轴承及支座，所述滑台安装于导轨上，且可沿导轨运动，所述复合电极丝的两端固定于滑台，振动套与滑台固定，振动套的内部设有半球形凹槽，内设一滚子，空间凸轮上设有导轨槽，所述导轨槽的横截面是半圆形，其直径与滚子直径相同，电机转动带动空间凸轮旋转，同时推动滚子及振动套沿导轨作往复运动。
更进一步的，所述往复运动的振幅大小由空间凸轮导轨槽的上下行程L决定。
更进一步的，所述装置用于对工件进行加工，所述工件放置于工作台上，所述工作台采用非导电材质，工件接电源正极，电源负极与固定复合电极丝的滑台相连。
本发明还提供一种往复式电解磨削线切割加工方法，包括：
复合电极丝朝工件方向运动；
电解液被喷入复合电极丝与工件之间，在电场和流场作用下，裸露的金属丝与工件发生电解反应而生成钝化膜，钝化膜的生成阻止电解加工的进一步发生；
复合电极丝往复运行，金刚砂将钝化膜机械磨削去除，使工件裸露出新的基体；
当裸露的电极丝与工件正对时，再一次发生电解加工；
重复上述步骤，使工件被持续加工。
更进一步的，复合电极丝按照预定的轨迹运行，从而加工出所需形状的工件。
本发明具有如下有益效果：
本发明的往复式电解磨削线切割加工装置及方法，加工精度高，是电解加工和机械磨削相结合；可加工高硬度材质；加工效率高，是普通磨削加工的3～5倍；电极丝损耗小，与电火花线切割相比，复合电解线切割的金属丝与工件不接触，无损耗，金刚砂镀层只磨削钝化膜部分，损耗也很小，即电极丝寿命更长。往复式电解磨削线切割所需复合电极丝为开放式的，无需环形的，制作方便，金刚砂镀层的分布长度也较小，只存在于工作段，减少了制作成本。
附图说明
图1是往复式电解磨削线切割加工装置的结构示意图；
图2是复合电极丝的结构示意图；
图3是往复式电解磨削线切割加工方法的原理图。
图中：1、工件；2、工作台；3、电解液喷头；4、电源；5、导轮；6、支架；7、轴承及支座；8、滑台；9、导轨；10、空间凸轮；11、滚子；12、振动套；13、电机；14、复合电极丝；14-1、金属丝；14-2、金刚砂镀层；15、钝化膜。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
本发明一种往复式电解磨削线切割加工装置采用一种如图2所示的复合电极丝14，复合电极丝14是在一种开环式的，其中间工作段间隔分布金刚砂镀层14-2，其余部分为连接段。金属丝14-1具有较高的抗拉强度，熔点高，韧性好。金刚砂颗粒度取较小值，在300～500之间。金属丝直径值在1mm以下，金刚砂镀层的厚度在金属丝直径的1倍以下，金刚砂镀层的宽度为直径值得6倍以下。
往复式电解磨削线切割加工装置的加工原理如图1所示，工件2固定于工作台1，由四个导丝轮5及往复机构固定于支架6。往复机构由电机13、空间凸轮10、振动套12、滚子11、导轨9、滑台8、轴承及支座7构成，复合电极丝的两端固定于滑台，振动套与两边的滑台相固定，即振动套与滑台一起只能沿导轨做往复直线运动，从而带动复合电极丝作往复运动。振动套的内部设有半球形凹槽，内设一滚子，空间凸轮导轨槽的横截面是半圆形，其直径与滚子直径相同。电机转动带动空间凸轮旋转，同时推动滚子及振动套沿导轨作往复直线运动。往复运动的振幅大小由空间凸轮导轨槽的上下行程L决定。
工作台为非导电材质构成，具有一定耐磨性和刚性。工件接电源4正极，电源负极与固定复合电极丝的滑台相连，即复合电极丝与电源负极相连。加工过程中，电源提供的电压是根据工件的材质而定的，即能使材料发生钝化的电压。准备工作如图3(a)所示，复合电极丝朝一定方向运动，电解液被电解液喷头3喷入复合电极丝与工件之间，在电场和流场作用下，裸露的金属丝与工件发生电解反应而生成钝化膜15，如图3(b)所示，钝化膜的生成阻止了电解加工的进一步发生，复合电极丝往复运行，金刚砂将钝化膜机械磨削去除，从而使工件裸露出新的基体，如图3(c)，当裸露的电极丝与工件正对时，再一次电解加工的发生，如此往复，使工件的加工得以持续下去。复合电极丝随着支架按照预定的轨迹运行，从而加工出所需形状的工件。
往复式电解磨削线切割加工方法的优点：加工精度高，是电解加工和机械磨削相结合；可加工高硬度材质；加工效率高，是普通磨削加工的3～5倍；电极丝损耗小，与电火花线切割相比，复合电解线切割的金属丝与工件不接触，无损耗，金刚砂镀层只磨削钝化膜部分，损耗也很小，即电极丝寿命更长。往复式电解磨削线切割所需复合电极丝为开放式的，无需环形的，制作方便，金刚砂镀层的分布长度也较小，只存在于工作段，减少了制作成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种往复式电解磨削线切割加工装置，其特征在于：包括复合电极丝和导轮机构，所述复合电极丝紧环绕于导轮机构外部，所述复合电极丝为开环式结构，包括工作段，所述工作段间隔设置有金刚砂镀层，其余部分为连接段，所述复合电极丝为金属丝，所述复合电极丝的开放端连接有往复振动装置。
2.根据权利要求1所述的一种往复式电解磨削线切割加工装置，其特征在于：所述装置还包括支架，所述导轮机构包括至少2个导轮，所述支架可相对于待加工工件前后移动，所述导轮安装于支架上，所述导轮使复合电极丝的工作段和往复振动装置分隔开。
3.根据权利要求1所述的一种往复式电解磨削线切割加工装置，其特征在于：所述金刚砂的颗粒度在300～500之间，所述金属丝的直径值在1mm以下，金刚砂镀层的厚度在金属丝直径的1倍以下，金刚砂镀层的宽度为直径值的6倍以下。
4.根据权利要求1所述的一种往复式电解磨削线切割加工装置，其特征在于：所述往复机构包括电机、空间凸轮、振动套、滚子、导轨、滑台、轴承及支座，所述滑台安装于导轨上，且可沿导轨运动，所述复合电极丝的两端固定于滑台，振动套与滑台固定，振动套的内部设有半球形凹槽，内设一滚子，空间凸轮上设有导轨槽，所述导轨槽的横截面是半圆形，其直径与滚子直径相同，电机转动带动空间凸轮旋转，同时推动滚子及振动套沿导轨作往复运动。
5.根据权利要求4所述的一种往复式电解磨削线切割加工装置，其特征在于：所述往复运动的振幅大小由空间凸轮导轨槽的上下行程L决定。
6.根据权利要求1所述的一种往复式电解磨削线切割加工装置，其特征在于：所述装置用于对工件进行加工，所述工件放置于工作台上，所述工作台采用非导电材质，工件接电源正极，电源负极与固定复合电极丝的滑台相连。
7.一种往复式电解磨削线切割加工方法，其特征在于：
复合电极丝朝工件方向运动；
电解液被喷入复合电极丝与工件之间，在电场和流场作用下，裸露的金属丝与工件发生电解反应而生成钝化膜，钝化膜的生成阻止电解加工的进一步发生；
复合电极丝往复运行，金刚砂将钝化膜机械磨削去除，使工件裸露出新的基体；
当裸露的电极丝与工件正对时，再一次发生电解加工；
重复上述步骤，使工件被持续加工。
8.根据权利要求7所述的一种往复式电解磨削线切割加工方法，其特征在于：复合电极丝按照预定的轨迹运行，从而加工出所需形状的工件。
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