CN111014857A - 一种循环式电解磨削线切割加工装置及方法 - Google Patents

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何亚峰
郭魂
干为民
徐波
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23H—WORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H5/00—Combined machining
    • B23H5/06—Electrochemical machining combined with mechanical working, e.g. grinding or honing
    • B23H5/08—Electrolytic grinding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23H7/00—Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02—Wire-cutting
    • B23H7/08—Wire electrodes
    • B23H7/10—Supporting, winding or electrical connection of wire-electrode
    • B23H7/105—Wire guides

Abstract

本发明公开了一种循环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卷丝机构，所述复合电极丝紧环绕于导轮机构外部，所述复合电极丝为封闭的环式结构，所述复合电极丝上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，所述复合电极丝与卷丝机构相连，并在卷丝机构的驱动下绕导轮机构循环运动。本发明的循环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。

Description

一种循环式电解磨削线切割加工装置及方法
技术领域
本发明公开了一种磨削加工装置及方法，特别涉及一种循环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，本发明提供一种循环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：
本发明提供一种循环式电解磨削线切割加工装置，包括复合电极丝和卷丝机构，所述复合电极丝紧环绕于导轮机构外部，所述复合电极丝为封闭的环式结构，所述复合电极丝上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，所述复合电极丝与卷丝机构相连，并在卷丝机构的驱动下绕导轮机构循环运动。
更进一步的，所述导轮机构包括至少2个导轮，所述导轮机构可相对于待加工工件前后移动，所述导轮使复合电极丝的用于加工工件的一侧与卷丝机构一侧分隔开。
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，所述卷丝机构包括卷丝筒和电机，所述复合电极丝的一部分缠绕于卷丝筒，电机带动卷丝筒旋转从而带动复合电极丝循环运动。
更进一步的，所述电机与卷丝筒通过带轮传动。
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，所述卷丝筒为金属材质，工件接电源正极，电源负极通过碳刷与卷丝筒相连。
本发明还提供一种循环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；
复合电极丝循环运行，电镀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，所述复合电极丝按照预定的轨迹运行，从而加工出所需要的形状。
本发明具有如下有益效果：
本发明的循环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。
附图说明
图1是循环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是循环式电解磨削线切割加工方法的原理图。
图中：1、工作台；2、工件；3、电解液喷头；4、电源；5、导轮；6、复合电极丝；6-1、金属丝；6-2、金刚砂镀层；7、卷丝筒；8、电机；9、碳刷；10、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。
本发明一种循环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6，复合电极丝是在一种环形的金属丝上间断性地分布金刚砂镀层6-2，金属丝6-1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。
循环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，由四个导轮5控制复合电极丝的运动位置，复合电极丝有部分缠绕于卷丝筒7，电机8带动卷丝筒旋转而带动复合电极丝循环运动。其中工作台为非导电材质构成，具有一定耐磨性和刚性，卷丝筒为金属材质。电机与卷丝筒通过带轮传动。工件接电源4正极，电源负极通过碳刷9装置与卷丝筒相连，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10，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，复合电极丝循环运行，电镀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。复合电极丝按照预定的轨迹运行，从而加工出所需要的形状。
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。
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)

1.一种循环式电解磨削线切割加工装置，其特征在于：包括复合电极丝和卷丝机构，所述复合电极丝紧环绕于导轮机构外部，所述复合电极丝为封闭的环式结构，所述复合电极丝上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，所述复合电极丝与卷丝机构相连，并在卷丝机构的驱动下绕导轮机构循环运动。
2.根据权利要求1所述的一种循环式电解磨削线切割加工装置，其特征在于：所述导轮机构包括至少2个导轮，所述导轮机构可相对于待加工工件前后移动，所述导轮使复合电极丝的用于加工工件的一侧与卷丝机构一侧分隔开。
3.根据权利要求1所述的一种循环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所述的一种循环式电解磨削线切割加工装置，其特征在于：所述卷丝机构包括卷丝筒和电机，所述复合电极丝的一部分缠绕于卷丝筒，电机带动卷丝筒旋转从而带动复合电极丝循环运动。
5.根据权利要求4所述的一种循环式电解磨削线切割加工装置，其特征在于：所述电机与卷丝筒通过带轮传动。
6.根据权利要求1所述的一种循环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，所述卷丝筒为金属材质，工件接电源正极，电源负极通过碳刷与卷丝筒相连。
7.一种循环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；
复合电极丝循环运行，电镀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所述的一种循环式电解磨削线切割加工方法，其特征在于：所述复合电极丝按照预定的轨迹运行，从而加工出所需要的形状。
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