CN111975148A - 一种具有高频振动的薄片电解电火花加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有高频振动的薄片电解电火花加工方法，包括以下步骤：1)在夹持基体的前端竖直固定安装上薄片，所述薄片为导电材料；2)将夹持基体和待加工的工件3分别与脉冲电源的正极和负极连接；3)在加工时，夹持基体带动薄片向待加工工件水平移动，形成进给加工；同时夹持基体带动薄片在竖直方向往复振动；所述薄片与待加工工件之间为线接触；4)向薄片和待加工工件之间的接触面喷入加工溶液。本发明用薄片作为加工过程的电极，由于薄片可以采用比电极丝直径更小的厚度加工，能产生更小的窄槽间隙，并且薄片能够通过更大的电流，提高了加工的效率。在加工过程中提高薄片刀具高频的振动，形成复合加工来解决排液和排屑的问题。

Description

一种具有高频振动的薄片电解电火花加工方法

技术领域

本发明属于电火花加工技术领域，尤其是指一种具有高频振动的薄片电解电火花加工方法。

背景技术

在很多的机械加工中，对于一些难加工的金属一直以来都是难点，尤其对于一些钨钢的加工，对于一些钨钢刀具的修整都是非常困难的。因为钨钢具有硬度高、耐磨、强度和韧性好、耐热等一些特性，就因如此才难以用常规方法加工。它们通常是在粉末烧结热处理之前进行一些常规的加工，对于烧结之后的加工大多也是以磨削为主不再进行大尺寸大形状的改变。对于烧结成型之后的加工、修整也多利用陶瓷刀片、氮化硼刀片小修整，也存在利用电火花加工和电化学加工修整。对于采用电火花、电化学加工的虽然不受其特性的影响，但是存在一些在加工过程中排屑，与加工短路的问题，大大影响其加工效率。。

同样在半导体行业内，单晶硅作为电子产品最主要的材料，其应用也是非常广泛和重要的。但其也因为高硬度、高导热率等原因，加工也是非常困难。在采用一些金刚石刀具等超硬刀具切割时，会因为有加工应力存在而产生崩刃现象。电火花线切割近几年也被用在切割单晶硅，但是由于其电极丝换向的抖动和大电流通过极易导致电极丝熔断，导致加工精度不高。虽然有一些利用电解电火花加工的，其也存在加工过程中的一些排屑、加工短路，以及加工效率不高的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种具有高频振动的薄片电解电火花加工方法和加工装置。本发明采用薄片作为加工过程的电极，薄片作为电极摆脱了常规的电火花切割线电极的限制，由于薄片可以采用比电极丝直径更小的厚度加工，能产生更小的窄槽间隙，并且薄片能够通过更大的电流，提高了加工的效率。在加工过程中提高薄片刀具高频的振动，与正常的进给加工形成复合加工，为了能够实现切削液和切屑的顺利排出，需要在进给的同时附加高频的振动，形成复合加工来解决排液和排屑的问题。

本发明的目的可采用以下技术方案来达到：

一种具有高频振动的薄片电解电火花加工方法，包括以下步骤：

1)在夹持基体的前端竖直固定安装上薄片，所述薄片为导电材料；

2)将夹持基体和待加工的工件3分别与脉冲电源的正极和负极连接；

3)在加工时，夹持基体带动薄片向待加工工件水平移动，形成进给加工；同时夹持基体带动薄片在竖直方向往复振动；所述薄片与待加工工件之间为线接触；

4)向薄片和待加工工件之间的接触面喷入加工溶液。

作为一种优选的方案，所述加工溶液通过喷液系统喷出。

作为一种优选的方案，所述步骤3)的具体内容为：

所述夹持基体安装于高频振动装置上，高频振动装置与上位机连接；通过上位机控制高频振动装置的输出频率而控制夹持基体和薄片在竖直方向上的往复振动频率。

作为一种优选的方案，所述高频振动装置安装于水平驱动装置的输出端上。

作为一种优选的方案，在上位机夹持基体和薄片在竖直方向上的往复振动频率达到设定值时，上位机控制脉冲电源接通和喷液系统喷液，然后上位机控制水平驱动装置的工作速度而控制夹持基体和薄片的进给速度，实现电解电火花加工。

作为一种优选的方案，所述上位机为PC机。

实施本发明，具有如下有益效果：

1、本发明通过金属薄片对钨钢刀具进行电解电火花的微修整加工，改变传统的加工方式，实现了更加有效的加工修整。

2、相比较于常规的单晶硅加工，本发明利用金属薄片的电解电火花加工，由于是电加工不存在加工应力，所以不存在刀具的磨损也不存在材料的崩刃，加工精度较高。

3、本发明采用薄片电极相比较于传统的电极丝加工，薄片电极可以承受更大的电流，采用较小的厚度，使加工的间隙更小。

4、本方法采用一定幅值和频率的往复振动来提高加工过程的排屑与加工过程的稳定性，并且可根据实际加工需要进行不同幅值、不同振动频率的复合加工，可控性高、控制稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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1是本发明具有高频振动的薄片电解电火花加工方法的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例

参照图1，本实施例涉及具有高频振动的薄片电解电火花加工方法，包括以下步骤：

1)在夹持基体1的前端竖直固定安装上薄片2，所述薄片2为导电材料；

2)将夹持基体1和待加工工件3分别与脉冲电源4的正极和负极连接；

3)在加工时，夹持基体1带动薄片2向待加工工件3水平移动，形成进给加工；同时夹持基体1带动薄片2在竖直方向往复振动；所述薄片2与待加工工件3之间为线接触；

4)向薄片2和待加工工件3之间的接触面喷入加工溶液。

本方法利用金属薄片2来进行电解电火花加工，代替了常规的刀与电极丝等加工电极，加工耐用时间长，承受电流密度大，能实现超薄电极进行更小间隙槽的切割加工。并且本方法以高频往复振动来辅助常规的进给加工，不仅能满足一般常规的运动，还能实现振动频率和幅值在一定范围下可调的高频往复振动的复合运动加工，以更好地实现电解电火花微加工。

本发明选用导电的薄片2作为电解电火花的电极，如铜箔、钼箔等导电材料，并通过夹持基体1来夹紧、张紧薄片2使其在与待加工工件3接触加工时始终保持一条竖直的直线，始终要求加工过程是线接触加工。在常规的进给加工的同时辅助以高频往复振动，提高排屑、减小短路概率，提高加工效率。

由脉冲电源4为电解电火花加工提供能量，进行电解电火花的加工，脉冲电源4可有效的改善电流密度参数，提高加工过程的稳定和高效性。

所述加工溶液通过喷液系统喷出。喷液系统的喷头5需要保持一定压强的喷液，保证加工间隙有充足的加工溶液。喷头处于薄片2电极的左斜正上方，液体能够从薄片2电极的两侧斜喷到待加工工件3的加工间隙内。

所述步骤3)的具体内容为：

所述夹持基体1安装于高频振动装置上，高频振动装置与上位机连接；通过上位机控制高频振动装置的输出频率而控制夹持基体1和薄片2在竖直方向上的往复振动频率。所述上位机为PC机。

薄片2是固定安装在在薄片2加持基体上的，需要由夹持基体1来保持它加工时的形状与运动要求，另外薄片2的导电也由薄片2夹持基体1引入，需要保持加工过程中的导通与稳定。

薄片2电极在夹持基体1的带动下在加工的整个过程中始终保持高频的上下往复振动直到加工结束，薄片2电极的进给则根据实际加工情况选择合适的加工速度和距离。

所述高频振动装置安装于水平驱动装置的输出端上。水平驱动装置驱动高频振动装置的水平进给速度和距离，从而控制薄片2电极的水平进给速度和距离。

在上位机夹持基体1和薄片2在竖直方向上的往复振动频率达到设定值时，上位机控制脉冲电源4接通和喷液系统喷液，然后上位机控制水平驱动装置的工作速度而控制夹持基体1和薄片2的进给速度，实现电解电火花加工。在加工运动时，首先做好待加工工件的安装，检查正常后通电。然后打开上位机控制的高频振动装置，使高频振动装置进入工作状态。之后观察振动情况是否合适，如不合适可以改变上位机控制的往复振动频率。合适后打开电源和喷液系统喷液，调节合适的进给速度，最后进行电解电火花加工，来实现具有高频振动的薄片2电解电火花复合微加工。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种具有高频振动的薄片电解电火花加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)在夹持基体的前端竖直固定安装上薄片，所述薄片为导电材料；

2)将夹持基体和待加工的工件3分别与脉冲电源的正极和负极连接；

3)在加工时，夹持基体带动薄片向待加工工件水平移动，形成进给加工；同时夹持基体带动薄片在竖直方向往复振动；所述薄片与待加工工件之间为线接触；

4)向薄片和待加工工件之间的接触面喷入加工溶液。

2.根据权利要求1所述的一种具有高频振动的薄片电解电火花加工方法，其特征在于，所述加工溶液通过喷液系统喷出。

3.根据权利要求2所述的一种具有高频振动的薄片电解电火花加工方法，其特征在于，所述步骤3)的具体内容为：

所述夹持基体安装于高频振动装置上，高频振动装置与上位机连接；通过上位机控制高频振动装置的输出频率而控制夹持基体和薄片在竖直方向上的往复振动频率。

4.根据权利要求3所述的一种具有高频振动的薄片电解电火花加工方法，其特征在于，所述高频振动装置安装于水平驱动装置的输出端上。

5.根据权利要求4所述的一种具有高频振动的薄片电解电火花加工方法，其特征在于，在上位机夹持基体和薄片在竖直方向上的往复振动频率达到设定值时，上位机控制脉冲电源接通和喷液系统喷液，然后上位机控制水平驱动装置的工作速度而控制夹持基体和薄片的进给速度，实现电解电火花加工。

6.根据权利要求1所述的一种具有高频振动的薄片电解电火花加工方法，其特征在于，所述上位机为PC机。

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