CN111730156A - 一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种变幅值脉冲电火花‑电解复合加工方法，在工具电极上施加脉冲电压，使得双性工作液高速流入加工区域，并沿工具电极与工件之间的间隙流出加工区域；在高幅值脉冲电压的作用下，利用双性工作液的绝缘性使工具电极与工件之间实现电火花加工，包括高速的轴向或径向进给加工；在低幅值脉冲电压的作用下，利用双性工作液的弱导电性对电火花加工后的工件的侧壁进行电解加工，使得工件表面光整；通过对变幅值脉冲电源输出的变幅值脉冲波形的脉冲个数和幅值大小进行组合，在电火花加工与电解加工之间切换。区别于传统的电火花‑电解复合加工方法，本发明可大幅度提高电化学溶解的稳定性，实现高效、高精度、无重铸层加工。
Description
技术领域
本发明涉及特种加工技术领域，尤其涉及一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法。
背景技术
电火花加工是一种常见的特种加工方法，广泛应用于模具制造、机械加工等行业。由于整个加工过程是通过工具电极和工件之间的脉冲放电瞬间产生的高温，使工件材料通过熔化和气化而去除的，因此，在电火花加工后工件表面通常会存在微裂纹、重铸层、残余应力等，严重影响了部件的使用寿命和稳定性。
电火花-电解复合加工/组合加工技术采用单一脉冲电源，通过低电导率盐溶液的弱导电和绝缘双重特性，实现了电火花加工与电解加工的有效复合。初步解决了电火花放电所产生工件侧壁重铸层的去除问题，但由于使用单一的脉冲电源，电火花作用与电化学溶解作用不能得到有效控制，工件侧壁重铸层去除的偶然性较大，加工稳定性和一致性较差。
2012年6月20日，授权号为CN 102509749 A的中国专利公开了一种多晶硅太阳电池绒面的制造方法。该方法将微小的金属粉末作为电极通过磁铁吸附在铝框架上，通过产生微细电火花进行材料去除加工，并在复合工作液中产生高温电化学作用，从而实现多晶硅电火花电解以制得均匀的微纳米尺度的绒面结构。该方法不但可以高速扫描多晶硅，还增大了扫描范围，提高制绒效率。但是，该工艺方法主要针对太阳能硅片进行复合加工，且采用金属粉末作为工具电极，无法应用到金属材料的制孔加工以及型面加工等。
2012年7月4日，授权号为CN 102528188 A的中国专利公开了一种微细电极的电火花电化学复合加工方法。该方法将工具电极和待加工工件分别装夹在机床的主轴和工作台上，利用弱电解质水溶液对工件进行电火花磨削加工和电解磨削进行精加工。该方法有效解决了现有的块电极电火花磨削方法存在加工锥度误差、电极表面质量差，以及刃口电极微细电解磨削方法加工效率低的问题。但是，该工艺方法主要针对微细电磨削加工，无法应用到微小孔加工、线切割加工以及型面加工等。
2016年6月1日，授权号为CN 103480926 B的中国专利公开了一种微小孔电火花-电解异区同步复合加工方法及其专用工具。该方法将超低浓度中性盐溶液通过管电极内部高速流入加工区域，利用管电极的端面实现电火花轴向进给高速穿孔加工，并通过电化学溶解对电火花加工后的孔壁进行径向电解光整加工。该方法可大幅度提高电化学溶解时的加工效率并减少设备的腐蚀程度。但是，该方法使用单一的脉冲电源，孔壁重铸层去除的偶然性较大，无法保证加工的稳定性和一致性，此外该方法仅适用于管电极进行穿孔加工。
2019年8月23日，授权号为CN 110153515 A的中国专利公开了一种微磨料内喷的电火花-电解复合加工装置及加工方法。该方法通过磨料冲击工件去除表面绝缘涂层材料后，利用管电极不断进给进行高速穿孔加工，当加工间隙大于电火花放电间隙时进行电化学溶解，去除孔壁重铸层。该方法可实现小孔一次性快速成形加工，且操作简单，加工效率高。但是，由于电火花加工是利用材料的熔化和气化进行材料去除加工的，加工过程中持续供给磨料，极易导致磨料被包裹于孔壁表面，增大孔壁表面粗糙度，也影响了电化学溶解的加工一致性。
发明内容
本发明提供了一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，通过实现两种不同加工工艺的人为可控结合，以解决现有的电火花-电解复合加工/组合加工过程中稳定性低、一致性差的问题，进而实现高效、高精度、无重铸层加工。
为了达到上述目的，本发明采取一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，包括：
在工具电极上施加脉冲电压，使得双性工作液高速流入加工区域，并沿所述工具电极与工件之间的间隙流出加工区域，所述双性工作液具有绝缘性和弱导电性；
在高幅值脉冲电压的作用下，利用所述双性工作液的绝缘性使工具电极与工件之间实现电火花加工，所述电火花加工包括高速的轴向或径向进给加工；
在低幅值脉冲电压的作用下，利用所述双性工作液的弱导电性对电火花加工后的工件的侧壁进行电解加工，用于使得所述工件表面光整；
通过对变幅值脉冲电源输出的变幅值脉冲波形的脉冲个数和幅值大小进行组合，在所述电火花加工与电解加工之间切换。
进一步地，在一种实现方式中，所述变幅值脉冲电源在一个脉冲周期内输出的变幅值脉冲的波形的组合方式由以下两种或两种以上的组合方式混合组成：
由一个高幅值脉冲和一个低幅值脉冲组成；由多个连续高幅值脉冲和一个低幅值脉冲组成；由一个高幅值脉冲和多个连续低幅值脉冲组成；由多个连续高幅值脉冲和多个连续低幅值脉冲组成。
进一步地，在一种实现方式中，所述变幅值脉冲波形的组合方式由变幅值脉冲电源提供；
或者，所述变幅值脉冲组合方式由两组脉冲电源组合后提供；
或者，所述变幅值脉冲组合方式由脉冲电源与直流电源组合后提供。
进一步地，在一种实现方式中，所述高幅值脉冲电压为40～80V，所述低幅值脉冲电压为5～40V。
进一步地，在一种实现方式中，所述变幅值脉冲的脉冲宽度T开为1～50μs，所述变幅值脉冲的脉冲间隔T关为1～100μs。
进一步地，在一种实现方式中，在所述电火花加工与电解加工的加工过程中峰值电流为1～50A。
进一步地，在一种实现方式中，所述双性工作液为去离子水或低电导率中性盐浓液，以及在任意一种所述双性工作液中添加羟基或羧基类的添加剂，用于使工作液呈弱碱性或弱酸性的混合工作介质；
所述低电导率中性盐浓液为NaCl、NaNO3或NaClO3中的任意一种。
进一步地，在一种实现方式中，在所述电火花加工与电解加工的加工过程中根据工具电极形状和加工方式可配合使用冲液辅助加工，如内冲液、外冲液和内外冲液；
所述工具电极包括管电极、棒电极、线电极以及特殊形状的型面；
所述加工方式包括孔加工、线切割加工、型面加工和沟槽加工。
进一步地，在一种实现方式中，所述脉冲变幅值脉冲电源主要采用半桥DC/DC变换来实现恒流源输出电路，其中，所述变幅值脉冲电源的脉冲宽度变调电路采用TL494PWM控制芯片，半桥驱动部分采用IR2110半桥驱动芯片，控制与保护电路中定时电路采用MC14536定时芯片。
为了实现稳定性高、一致性好的高效、高精度、无重铸层加工，本方案创新性的提出了一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法。利用施加在加工间隙两端电压波形的高、低幅值变化，改变传统复合加工中电火花加工和电解加工的被动结合方式，实现两种不同加工工艺的人为可控结合。
具体的，本发明的有益效果在于：
1、本发明采用了一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，实现了电火花加工和电解加工两种不同加工工艺的人为可控结合。即在双性工作液的作用下，利用高幅值脉冲电压进行电火花加工，利用低幅值脉冲电压进行电化学溶解加工，由于低幅值脉冲电压作用下电火花难以击穿极间介质进行火花放电，因此在低幅值脉冲电压加工过程中仅进行电解加工，保证了工件侧壁电化学溶解的均匀性和一致性，避免了电火花加工过程中产生的工件碎屑对电化学溶解的影响。此外，通过对电源输出的变幅值脉冲波形的脉冲个数和幅值大小进行自由交替组合，进而实现电火花加工与电化学溶解两种不同加工方式的自由切换，最终实现材料的高效、无重铸层、高精度加工。
2、本发明采用了双性工作介质，即在电火花-电解复合加工中利用其绝缘特性保证电火花放电的发生，又可利用其弱导电性保证电化学反应的顺利进行。该工作液在高低压变幅值脉冲的作用下，可实现电火花高效、高精度加工和电化学溶解的高均匀性表面光整加工的间接配合。此外，该双性工作介质主要以去离子水、低电导率中性盐浓液为主，可以避免电化学溶解过程中杂散腐蚀对工件表面质量的影响，还可有效减小加工设备的腐蚀程度。
3、通过对高、低压脉冲波形所对应的电压、脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流等参数进行优化选择，进而实现不同加工过程中变幅值脉冲电火花-电解复合加工的最优参数组合。
4、本发明针对加工过程中电极形状和加工方式可配合使用内冲液、外冲液以及内外冲液等辅助加工方法，不仅有利于及时更新加工间隙内的工作介质，还有利于促进加工间隙内加工产物的排出和热量的消散，保证了加工过程中电场和流场的稳定性，提高了工件的加工效率和表面质量。
5、本发明可适用于管电极进行孔加工、线电极进行线切割加工、型面电极进行成形加工以及工件沟槽的铣削加工等领域。
6、本发明设计了一款变幅值脉冲可控调节电源，通过调节该变幅值脉冲电源的高、低压波形交替组合方式，实现电火花加工和电解加工两种不同加工模式之间的人为可控变换，进而合理匹配电火花放电高材料去除率和电化学溶解表面质量好、无重铸层的优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a是本发明实施例部分提供的一种高幅值脉冲电火花加工阶段的原理示意图；
图1b是本发明实施例部分提供的一种低幅值脉冲电解加工阶段的原理示意图；
图2是本发明实施例部分提供的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法中波形组合方式示意图；
图3是本发明实施例部分提供的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法中变幅值脉冲电源原理框架示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明实施例公开一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，本方法可应用于管/棒电极进行孔加工、线电极进行线切割加工、型面电极进行成形加工以及工件沟槽的铣削加工等领域，加工过程中通过将电火花加工与电解加工实现人为可控结合，可有效提高加工的稳定性以及重铸层去除的一致性，最终实现高效、高精度、无重铸层加工。
本发明实施例提供的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，包括：
在工具电极上施加脉冲电压，使得双性工作液高速流入加工区域，并沿所述工具电极与工件之间的间隙流出加工区域，所述双性工作液具有绝缘性和弱导电性；
在高幅值脉冲电压的作用下，利用所述双性工作液的绝缘性使工具电极与工件之间实现电火花加工，所述电火花加工包括高速的轴向或径向进给加工；
在低幅值脉冲电压的作用下，利用所述双性工作液的弱导电性对电火花加工后的工件的侧壁进行电解加工，用于使得所述工件表面光整；
通过对变幅值脉冲电源输出的变幅值脉冲波形的脉冲个数和幅值大小进行组合，在所述电火花加工与电解加工之间切换。
本实施例所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法中，所述变幅值脉冲电源在一个脉冲周期内输出的变幅值脉冲的波形的组合方式由以下两种或两种以上的组合方式混合组成：
由一个高幅值脉冲和一个低幅值脉冲组成；由多个连续高幅值脉冲和一个低幅值脉冲组成；由一个高幅值脉冲和多个连续低幅值脉冲组成；由多个连续高幅值脉冲和多个连续低幅值脉冲组成。
本实施例所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法中，所述变幅值脉冲波形的组合方式由变幅值脉冲电源提供；
或者，所述变幅值脉冲组合方式由两组脉冲电源组合后提供；
或者，所述变幅值脉冲组合方式由脉冲电源与直流电源组合后提供。具体的，本实施例中，所述由两组脉冲电源组合指在一个脉冲周期内高波形和低波形由两组独立的电源分别提供，两者通过时间继电器进行控制，以实现交替通电。所述由脉冲电源与直流电源组合同理，其中，直流电源通过斩波即可输出脉冲波形，最终实现不同电源提供变幅值脉冲波形，即本实施例所述的变幅值脉冲波形的实现方式有多种。
本实施例所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法中，所述高幅值脉冲电压为40～80V，所述低幅值脉冲电压为5～40V。
本实施例中，在双性工作液的作用下，利用高幅值脉冲电压进行电火花加工，利用低幅值脉冲电压进行电化学溶解加工，由于低幅值脉冲电压作用下电火花难以击穿极间介质进行火花放电，因此在低幅值脉冲电压加工过程中仅进行电解加工，保证了工件侧壁电化学溶解的均匀性和一致性，避免了电火花加工过程中产生的工件碎屑对电化学溶解的影响。
本实施例所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法中，所述变幅值脉冲的脉冲宽度T开为1～50μs，所述变幅值脉冲的脉冲间隔T关为1～100μs。
本实施例所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法中，在所述电火花加工与电解加工的加工过程中峰值电流为1～50A。
本实施例所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法中，所述双性工作液为去离子水或低电导率中性盐浓液，以及在任意一种所述双性工作液中添加羟基或羧基类的添加剂，用于使工作液呈弱碱性或弱酸性的混合工作介质；
所述低电导率中性盐浓液为NaCl、NaNO3或NaClO3中的任意一种。
本实施例所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法中，在所述电火花加工与电解加工的加工过程中根据工具电极形状和加工方式可配合使用冲液辅助加工，如内冲液、外冲液和内外冲液；本实施例中，所述配合使用冲液辅助加工指在加工过程中通过连接一个喷嘴对加工区域进行冲液，或者利用管电极实现管内冲液。
所述工具电极包括管电极、棒电极、线电极以及特殊形状的型面；
所述加工方式包括孔加工、线切割加工、型面加工和沟槽加工。
本实施例中，所述的内冲液通常与管电极配合使用，可用于孔加工；外冲液一般与棒电极、线电极、特殊型面电极配合使用，可用于线切割加工，型面加工和沟槽加工；内外冲液是与管电极或者具有通孔的型面电极配合使用，一方面通过电极内孔冲液，另一方面通过喷嘴进行外冲液，两者冲液方式同时进行，即内外冲液，可用于孔加工或者型面加工等。使用冲液辅助加工的作用在于：第一方面，利用冲液使加工区域生成的加工产物快速排出，第二方面，通过冲液可以更新加工区域的工作液，使电解加工能够稳定进行。上述三种冲液方式目的均一样。
本实施例所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法中，所述脉冲变幅值脉冲电源主要采用半桥DC/DC变换来实现恒流源输出电路，其中，所述变幅值脉冲电源的脉冲宽度变调电路(Pulse Width Modulation，PWM)采用TL494PWM控制芯片，半桥驱动部分采用IR2110半桥驱动芯片，控制与保护电路中定时电路采用MC14536定时芯片。
下面结合附图和具体实施方式，对本发明做进一步说明。
图1a和图1b是本发明的加工原理图。加工过程中采用变幅值脉冲电源，在工件阳极与工具阴极之间交替施加高幅值脉冲组与低幅值脉冲组。脉冲电压高低幅值的周期性变换直接决定了电火花放电与电化学溶解的不同材料蚀除机理的转变。当阴阳两极施加高幅值脉冲电压时，极间电压高于电火花放电的击穿电压，放电通道形成，电火花放电现象发生，加工过程中进行材料去除加工，如图1a所示；当阴阳两极施加低幅值脉冲电压时，极间电压低于电火花放电击穿电压，火花放电反应消失，此时工件表面材料去除主要依赖电化学溶解作用，以实现工件表面光整加工，如图1b所示。通过调节变幅值脉冲电源的高低压波形，控制复合加工实现电火花加工和电解加工两种不同加工模式之间的人为可控变换，进而合理匹配电火花放电高材料去除率和电化学溶解表面质量好、无重铸层的优点。
图2是本发明变幅值脉冲波形组合方式示意图，其中，t开1为单个高压脉冲宽度，t关1为高压脉冲间隙，t开2为单个低压脉冲宽度，t关2为低压脉冲间隙，t关3和t关4为高幅值脉冲组与低幅值脉冲组的前后脉冲间隙。该波形由高幅值脉冲组和低幅值脉冲组交替叠加构成，其构成方式包括：在一个周期内由一个高幅值脉冲和一个低幅值脉冲组成、一个周期内由多个高幅值脉冲和一个低幅值脉冲组成、一个周期内由一个高幅值脉冲和多个低幅值脉冲组成、一个周期内由多个高幅值脉冲和多个低幅值脉冲组成以及上述的两个周期或者多个周期的混合组成形式。该高/低幅值脉冲的幅值、脉宽、占空比均可控调节，通过改变变幅值脉冲波形中高幅值脉冲组的脉冲幅值V高幅值、脉冲个数n1、占空比D＝t开1/(t开1+t关1)，低幅值脉冲组的脉冲幅值V低幅值、脉冲个数n2、占空比D＝t开2/(t开2+t关2)，以及高幅值脉冲组与低幅值脉冲组的前后脉冲间隙t关3和t关4等参数，以满足不同加工形式的变幅值脉冲电火花-电解复合加工的需要。
图3是本发明变幅值脉冲电源原理框架图，所述的变幅值脉冲电源即在放电间隙并联两个供电回路，其中高压脉冲回路主要起击穿间隙、去除工件材料的作用；低压脉冲回路则是提供较低的电压、较大的电流，进行有效的电化学溶解加工。该变幅值脉冲电源的工作原理为在直流高压电源和直流低压电源之间接入一个半桥式控制电路，根据加工需求设置对应的高、低幅值脉冲个数以及组合方式，通过半桥式高压MOS管的上桥臂和下桥臂交替导通的方式来实现高低压脉冲输出。当检测回路检测到高幅值脉冲结束时，控制回路发出直流低电压开通信号，使低幅值脉冲加载到最后一个高幅值脉冲后面的脉冲间隙上，经过一段时间电解加工结束后，控制回路发出关断信号，并开通直流高电压输入，经过一段时间击穿延时后，间隙被击穿，工件材料被去除，此时关闭直流高电压输入，打开直流低电压输出，从而使加工过程重复进行。两个回路相互配合进而实现电火花-电解复合加工的火花放电材料快速去除和电化学溶解表面光整的反复循环过程，最终实现高效率、高表面质量加工。
实施例：
基于本发明方法利用黄铜棒电极在高温合金上进行微孔加工，其中，加工过程中采用浸液与外冲液组合方式以实现电火花加工与电解加工的可控结合并有效去除加工间隙内加工产物；电源输出的变幅值脉冲波形的组合方式采用在一个脉冲周期内由多个连续高幅值脉冲组和多个连续的低幅值脉冲组交替叠加构成，且一个脉冲周期内高、低脉冲波形的个数n1，n2根据输出时间比例来实现，在微孔加工过程中n1:n2可以为2:1、1:1、1:2；同时，加工过程中V高幅值为40-60V，V低幅值为10-30V，t开1和t开2为10-25μs，t关1和t关2为30-45μs。采用该方法以及对应参数设置进行微孔加工，其材料去除率和工件表面粗糙度相对于传统电火花-电解复合/组合加工可提高一个量级。
为了实现稳定性高、一致性好的高效、高精度、无重铸层加工，本方案创新性的提出了一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法。利用施加在加工间隙两端电压波形的高、低幅值变化，改变传统复合加工中电火花加工和电解加工的被动结合方式，实现两种不同加工工艺的人为可控结合。
具体的，本发明的有益效果在于：
1、本发明采用了一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，实现了电火花加工和电解加工两种不同加工工艺的人为可控结合。即在双性工作液的作用下，利用高幅值脉冲电压进行电火花加工，利用低幅值脉冲电压进行电化学溶解加工，由于低幅值脉冲电压作用下电火花难以击穿极间介质进行火花放电，因此在低幅值脉冲电压加工过程中仅进行电解加工，保证了工件侧壁电化学溶解的均匀性和一致性，避免了电火花加工过程中产生的工件碎屑对电化学溶解的影响。此外，通过对电源输出的变幅值脉冲波形的脉冲个数和幅值大小进行自由交替组合，进而实现电火花加工与电化学溶解两种不同加工方式的自由切换，最终实现材料的高效、无重铸层、高精度加工。
2、本发明采用了双性工作介质，即在电火花-电解复合加工中利用其绝缘特性保证电火花放电的发生，又可利用其弱导电性保证电化学反应的顺利进行。该工作液在高低压变幅值脉冲的作用下，可实现电火花高效、高精度加工和电化学溶解的高均匀性表面光整加工的间接配合。此外，该双性工作介质主要以去离子水、低电导率中性盐浓液为主，可以避免电化学溶解过程中杂散腐蚀对工件表面质量的影响，还可有效减小加工设备的腐蚀程度。
3、通过对高、低压脉冲波形所对应的电压、脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流等参数进行优化选择，进而实现不同加工过程中变幅值脉冲电火花-电解复合加工的最优参数组合。
4、本发明针对加工过程中电极形状和加工方式可配合使用内冲液、外冲液以及内外冲液等辅助加工方法，不仅有利于及时更新加工间隙内的工作介质，还有利于促进加工间隙内加工产物的排出和热量的消散，保证了加工过程中电场和流场的稳定性，提高了工件的加工效率和表面质量。
5、本发明可适用于管电极进行孔加工、线电极进行线切割加工、型面电极进行成形加工以及工件沟槽的铣削加工等领域。
6、本发明设计了一款变幅值脉冲可控调节电源，通过调节该变幅值脉冲电源的高、低压波形交替组合方式，实现电火花加工和电解加工两种不同加工模式之间的人为可控变换，进而合理匹配电火花放电高材料去除率和电化学溶解表面质量好、无重铸层的优点。
本发明提供了一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (9)
1.一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，其特征在于，包括：
在工具电极上施加脉冲电压，使得双性工作液高速流入加工区域，并沿所述工具电极与工件之间的间隙流出加工区域，所述双性工作液具有绝缘性和弱导电性；
在高幅值脉冲电压的作用下，利用所述双性工作液的绝缘性使工具电极与工件之间实现电火花加工，所述电火花加工包括高速的轴向或径向进给加工；
在低幅值脉冲电压的作用下，利用所述双性工作液的弱导电性对电火花加工后的工件的侧壁进行电解加工，用于使得所述工件表面光整；
通过对变幅值脉冲电源输出的变幅值脉冲波形的脉冲个数和幅值大小进行组合，在所述电火花加工与电解加工之间切换。
2.根据权利要求1所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，其特征在于，所述变幅值脉冲电源在一个脉冲周期内输出的变幅值脉冲的波形的组合方式由以下两种或两种以上的组合方式混合组成：
由一个高幅值脉冲和一个低幅值脉冲组成；由多个连续高幅值脉冲和一个低幅值脉冲组成；由一个高幅值脉冲和多个连续低幅值脉冲组成；由多个连续高幅值脉冲和多个连续低幅值脉冲组成。
3.根据权利要求2所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，其特征在于，所述变幅值脉冲波形的组合方式由变幅值脉冲电源提供；
或者，所述变幅值脉冲组合方式由两组脉冲电源组合后提供；
或者，所述变幅值脉冲组合方式由脉冲电源与直流电源组合后提供。
4.根据权利要求1所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，其特征在于，所述高幅值脉冲电压为40～80V，所述低幅值脉冲电压为5～40V。
5.根据权利要求1所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，其特征在于，所述变幅值脉冲的脉冲宽度T开为1～50μs，所述变幅值脉冲的脉冲间隔T关为1～100μs。
6.根据权利要求1所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，其特征在于，在所述电火花加工与电解加工的加工过程中峰值电流为1～50A。
7.根据权利要求1所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，其特征在于，所述双性工作液为去离子水或低电导率中性盐浓液，以及在任意一种所述双性工作液中添加羟基或羧基类的添加剂，用于使工作液呈弱碱性或弱酸性的混合工作介质；
所述低电导率中性盐浓液为NaCl、NaNO3或NaClO3中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，其特征在于，在所述电火花加工与电解加工的加工过程中根据工具电极形状和加工方式可配合使用冲液辅助加工，如内冲液、外冲液和内外冲液；
所述工具电极包括管电极、棒电极、线电极以及特殊形状的型面；
所述加工方式包括孔加工、线切割加工、型面加工和沟槽加工。
9.根据权利要求1所述的一种变幅值脉冲电火花-电解复合加工方法，其特征在于，所述脉冲变幅值脉冲电源主要采用半桥DC/DC变换来实现恒流源输出电路，其中，所述变幅值脉冲电源的脉冲宽度变调电路采用TL494PWM控制芯片，半桥驱动部分采用IR2110半桥驱动芯片，控制与保护电路中定时电路采用MC14536定时芯片。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114959801A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-08-30 | 南京工业大学 | 一种限域电化学逐层增减材复合加工制造方法及装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101972874A (zh) * | 2010-09-22 | 2011-02-16 | 上海交通大学 | 电解电火花切削复合微细加工装置及其加工方法 |
| CN103386521A (zh) * | 2013-07-02 | 2013-11-13 | 南京航空航天大学 | 微小孔电火花-电解组合加工多通道对称冲液装置及方法 |
| CN103480926A (zh) * | 2013-09-10 | 2014-01-01 | 南京航空航天大学 | 微小孔电火花-电解异区同步复合加工方法及其专用工具 |
| CN104923869A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-09-23 | 南京航空航天大学 | 微小孔振动电极电火花电解可控复合加工方法及振动系统 |
| CN110988633A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-10 | 中南大学 | 一种电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法 |
-
2020
- 2020-07-07 CN CN202010645081.6A patent/CN111730156A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101972874A (zh) * | 2010-09-22 | 2011-02-16 | 上海交通大学 | 电解电火花切削复合微细加工装置及其加工方法 |
| CN103386521A (zh) * | 2013-07-02 | 2013-11-13 | 南京航空航天大学 | 微小孔电火花-电解组合加工多通道对称冲液装置及方法 |
| CN103480926A (zh) * | 2013-09-10 | 2014-01-01 | 南京航空航天大学 | 微小孔电火花-电解异区同步复合加工方法及其专用工具 |
| CN104923869A (zh) * | 2015-04-30 | 2015-09-23 | 南京航空航天大学 | 微小孔振动电极电火花电解可控复合加工方法及振动系统 |
| CN110988633A (zh) * | 2019-12-20 | 2020-04-10 | 中南大学 | 一种电火花线切割加工过程自适应调整的多功能监测方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 傅玉灿: "《难加工材料高效加工技术》", 31 March 2016 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114959801A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-08-30 | 南京工业大学 | 一种限域电化学逐层增减材复合加工制造方法及装置 |
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