CN112916970A - 一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电火花成形技术领域，且公开了一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，包括主体和保温钢瓶，所述主体的内部活动连接有主轴头，所述主轴头的底端连接有钻夹头，所述钻夹头的内部连接有电极，所述主轴头的底端固定连接有定位环。该工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，通过主体、主轴头、钻夹头、电极、定位环、隔热槽、顶环、固定环、底环、排气管、进气管、导气管、连通管、导管、密封塞、温度计、保温钢瓶、密封盖、内置管、截止阀、排风管、气泵和进风管之间的相互配合，达到了使工具电极快速冷却，降低工具电极损耗的效果，解决了现有电火花成形机上的工具电极在使用过程中损耗量较大的问题。

Description

一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法

技术领域

本发明涉及电火花成形技术领域，具体为一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法。

背景技术

电火花成型加工是指在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法，每次工具电极在使用后都会存在一定量的损耗，而采用强迫冷却的方法，就可以提高工具电极的热量吸收能力，从而促使极间尽快消电离以维持极间处于良好的绝缘状态，减少甚至完全避免拉弧放电现象的产生，在提高放电脉冲的利用率的同时，降低了工具电极的损耗。

在电火花成形加工过程中，如果能使工具电极快速冷却，就可以减少工具电极的损耗量，但现有的电火花成形机均未配置专业的电极冷却装置，多依靠工作液进行简易冷却，电极降温效率低下，所以急需研制一种可以对工具电极强迫冷却的装置，以满足使用者降低损耗的需求。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，具备使工具电极快速冷却，降低工具电极损耗的优点，解决了现有电火花成形机上的工具电极在使用过程中损耗量较大的问题。

（二）技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，包括主体和保温钢瓶，所述主体的内部活动连接有主轴头，所述主轴头的底端连接有钻夹头，所述钻夹头的内部连接有电极，所述主轴头的底端固定连接有定位环，所述定位环的内部开设有隔热槽，所述定位环的底部连接有顶环，所述顶环的底部螺纹连接有固定环，所述固定环的底部螺纹连接有底环，所述顶环的内部和固定环的内部均开设有空槽，所述顶环的内部固定连接有排气管，所述底环的内部固定连接有进气管。

所述排气管的侧表面套接有导气管，所述主体的顶部固定连接有卡环，所述导气管位于卡环的内部，所述进气管通过连通管连接有导管，所述保温钢瓶的内部螺纹连接有密封塞，所述密封塞的内部固定连接有温度计，所述保温钢瓶侧表面开设有进料槽，进料槽的内部螺纹连接有密封盖，所述保温钢瓶的内部固定连接有内置管，所述内置管的左端固定连接有截止阀，所述截止阀的右端通过排风管连接有气泵，所述气泵的进气口连接有进风管。

优选的，所述定位环的底部开设有环形槽，所述顶环的侧表面与环形槽的内部螺纹连接，所述环形槽的内部活动连接有环形隔热垫，所述顶环的顶部与环形隔热垫的底部抵持。

优选的，所述底环的内部开设有通孔，所述电极的侧表面与通孔的内部活动连接。

优选的，所述进气管的侧表面与连通管的左端固定连接，所述连通管的右端与导管的左端固定连接。

优选的，所述密封塞的顶部与导管的侧表面均开设有固定孔，所述温度计的侧表面与固定孔的内部固定连接。

优选的，所述保温钢瓶右侧的内壁开设有通槽，所述内置管的侧表面与通槽的内部固定连接。

优选的，该装置使用步骤如下：

第一步，先将电极安装在钻夹头上，再将顶环与定位环螺纹连接，接着根据电极的长度选择固定环的个数，然后将固定环与顶环连接，待固定环安装完成后，再将底环安装在最下方固定环的底部。

第二步，先将导气管与连通管分别与排气管和进气管连接，然后将连通管的另一端与导管远离密封塞的一端连接，接着通过进料槽将干冰放入保温钢瓶内，待放入足量的干冰后，使用密封盖将进料槽封死。

第三步，将排风管的左右两端分别与内置管和气泵的排气口连接，然后打开气泵，通过气泵将外界空气通入保温钢瓶内，保温钢瓶中干冰升华后的气体与空气发生混合，低温混合气体会通过导管与连通管进入空槽内，低温混合气体会对电极降温，从而起到了强迫工具电极降温的效果，而经过热量交换升温的气体则会通过排气管和导气管排出空槽。

第四步，观察温度计显示温度，当混合气体温度较高时，可以通过截止阀调节空气的进入量，反之，则通过调节截止阀增大空气的进入量。

与现有技术相比，本发明提供了一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，具备以下有益效果：

1、该工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，通过主体、主轴头、钻夹头、电极、定位环、隔热槽、顶环、固定环、底环、排气管、进气管、导气管、连通管、导管、密封塞、温度计、保温钢瓶、密封盖、内置管、截止阀、排风管、气泵和进风管之间的相互配合，达到了使工具电极快速冷却，降低工具电极损耗的效果，解决了现有电火花成形机上的工具电极在使用过程中损耗量较大的问题。

2、该工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，通过电极的规格长度选择固定环的数量，从而对电极周身进行整体降温，达到了便于通过调节固定环数量来匹配不同规格工具电极的效果，解决了在使用多种规格不同的电极时，冷却装置与电极不相匹配的问题。

3、该工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，通过截止阀调节保温钢瓶内的空气进气量，从而起到调节低温混合气体温度的效果，达到了便于调节低温混合气体温度的效果，解决了低温混合气体温度不便调节的问题。

附图说明

图1为本发明局部剖视图；

图2为本发明图1中A处放大图；

图3为本发明固定环结构示意图；

图4为本发明保温钢瓶结构示意图。

其中：1、主体；2、主轴头；3、钻夹头；4、电极；5、定位环；6、隔热槽；7、顶环；8、环形隔热垫；9、固定环；10、底环；11、排气管；12、进气管；13、导气管；14、连通管；15、导管；16、密封塞；17、温度计；18、保温钢瓶；19、密封盖；20、内置管；21、截止阀；22、排风管；23、气泵；24、卡环；25、进风管。

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。

请参阅图1-4，一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，包括主体1和保温钢瓶18，主体1位电火花成型机，主体1的内部活动连接有主轴头2，主轴头2的底端连接有钻夹头3，钻夹头3的内部连接有电极4，电极4为铜电极，电极4被钻夹头3夹紧固定，主轴头2的底端固定连接有定位环5，定位环5的内部开设有隔热槽6，隔热槽6可以起到减缓热量传递的效果，定位环5的底部连接有顶环7，定位环5的底部开设有环形槽，顶环7的侧表面与环形槽的内部螺纹连接，环形槽的内部活动连接有环形隔热垫8，环形隔热垫8可以减缓热量的传递。

顶环7的顶部与环形隔热垫8的底部抵持，顶环7的底部螺纹连接有固定环9，固定环9的数量可根据实际情况配合电极4的长度进行选择，最上方的固定环9的顶部与顶环7的底部螺纹连接，上下相邻的固定环之间通过螺纹连接，最下方的固定环9的底部与底环10的顶部螺纹连接，固定环9的底部螺纹连接有底环10，底环10的内部开设有通孔，电极4的侧表面与通孔的内部活动连接，顶环7的内部和固定环9的内部均开设有空槽，底环10的内部同样开设有空槽，电极4位于空槽内部，顶环7的内部固定连接有排气管11，排气管11的内部与空槽的内部连通，底环10的内部固定连接有进气管12，进气管12的内部与空槽的内部连通。

通过定位环5、顶环7、固定环9、底环10、排气管11和进气管12之间的相互配合，可以通过电极4的规格长度选择固定环9的数量，从而对电极4周身进行整体降温，达到了便于通过调节固定环9数量来匹配不同规格工具电极的效果，解决了在使用多种规格不同的电极4时，冷却装置与电极4不相匹配的问题，排气管11的侧表面套接有导气管13，主体1的顶部固定连接有卡环24，导气管13位于卡环24的内部，导气管13与卡环24的内部卡接，进气管12通过连通管14连接有导管15，进气管12的侧表面与连通管14的左端固定连接，连通管14的右端与导管15的左端固定连接，保温钢瓶18的内部螺纹连接有密封塞16，导管15位于密封塞16的内部，导管15将保温钢瓶18的内部与连通管14的内部连通。

密封塞16的内部固定连接有温度计17，温度计17为超低温温度计，量程在负一百度至四十度之间，密封塞16的顶部与导管15的侧表面均开设有固定孔，温度计17的侧表面与固定孔的内部固定连接，保温钢瓶18侧表面开设有进料槽，进料槽的内部螺纹连接有密封盖19，保温钢瓶18的内部固定连接有内置管20，保温钢瓶18右侧的内壁开设有通槽，内置管20的侧表面与通槽的内部固定连接，内置管20的左端固定连接有截止阀21，截止阀21的右端通过排风管22连接有气泵23，气泵23的进气口连接有进风管25，通过主体1、主轴头2、钻夹头3、电极4、定位环5、隔热槽6、顶环7、固定环9、底环10、排气管11、进气管12、导气管13、连通管14、导管15、密封塞16、温度计17、保温钢瓶18、密封盖19、内置管20、截止阀21、排风管22、气泵23和进风管25之间的相互配合，达到了使工具电极快速冷却，降低工具电极损耗的效果，解决了现有电火花成形机上的工具电极在使用过程中损耗量较大的问题。

该装置使用步骤如下：

第一步，先将电极4安装在钻夹头3上，再将顶环7与定位环5螺纹连接，接着根据电极4的长度选择固定环9的个数，然后将固定环9与顶环7连接，待固定环9安装完成后，再将底环10安装在最下方固定环9的底部。

第二步，先将导气管13与连通管14分别与排气管11和进气管12连接，然后将连通管14的另一端与导管15远离密封塞16的一端连接，接着通过进料槽将干冰放入保温钢瓶18内，待放入足量的干冰后，使用密封盖19将进料槽封死。

第三步，将排风管22的左右两端分别与内置管20和气泵23的排气口连接，然后打开气泵23，通过气泵23将外界空气通入保温钢瓶18内，保温钢瓶18中干冰升华后的气体与空气发生混合，低温混合气体会通过导管15与连通管14进入空槽内，低温混合气体会对电极4降温，从而起到了强迫工具电极降温的效果，而经过热量交换升温的气体则会通过排气管11和导气管13排出空槽。

第四步，观察温度计显示温度，根据研究可知，当冷却温度为零下六十度时，工具电极的相对损耗最低，在一定的加工参数时，甚至能带到相对电极损耗率低于百分之一的低损耗加工，而且由于只对工具电极进行强迫冷却，工件在放电过程中的温度维持在较低的温度，有效避免了常规电火加工过程中热积累的影响，能够保证单个脉冲放电时工件的蚀除量基本不变，将其应用于大密度半导体封装模具加工时，可保证工件的成形精度和表面粗糙度，当混合气体温度较高时，可以通过截止阀21调节空气的进入量，反之，则通过调节截止阀21增大空气的进入量。

在使用时，先向保温钢瓶18内加入适量干冰，再打开气泵23开关，当气泵23运行后，空气经过气泵23压缩，被排入保温钢瓶18内，温度较高的空气与干冰升华后的气体混合形成了低温混合气体，这些气体会通过连通管14进入空槽中，这些进入空槽的气体会与电极4进行热量交换，从而令电极快速降温，而升温后的混合气体则会通过顶环7上的排气管11排出，从而起到了强迫工具电极冷却的效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，包括主体（1）和保温钢瓶（18），其特征在于：所述主体（1）的内部活动连接有主轴头（2），所述主轴头（2）的底端连接有钻夹头（3），所述钻夹头（3）的内部连接有电极（4），所述主轴头（2）的底端固定连接有定位环（5），所述定位环（5）的内部开设有隔热槽（6），所述定位环（5）的底部连接有顶环（7），所述顶环（7）的底部螺纹连接有固定环（9），所述固定环（9）的底部螺纹连接有底环（10），所述顶环（7）的内部和固定环（9）的内部均开设有空槽，所述顶环（7）的内部固定连接有排气管（11），所述底环（10）的内部固定连接有进气管（12）；

所述排气管（11）的侧表面套接有导气管（13），所述主体（1）的顶部固定连接有卡环（24），所述导气管（13）位于卡环（24）的内部，所述进气管（12）通过连通管（14）连接有导管（15），所述保温钢瓶（18）的内部螺纹连接有密封塞（16），所述密封塞（16）的内部固定连接有温度计（17），所述保温钢瓶（18）侧表面开设有进料槽，进料槽的内部螺纹连接有密封盖（19），所述保温钢瓶（18）的内部固定连接有内置管（20），所述内置管（20）的左端固定连接有截止阀（21），所述截止阀（21）的右端通过排风管（22）连接有气泵（23），所述气泵（23）的进气口连接有进风管（25）。

2.根据权利要求1所述的一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，其特征在于：所述定位环（5）的底部开设有环形槽，所述顶环（7）的侧表面与环形槽的内部螺纹连接，所述环形槽的内部活动连接有环形隔热垫（8），所述顶环（7）的顶部与环形隔热垫（8）的底部抵持。

3.根据权利要求1所述的一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，其特征在于：所述底环（10）的内部开设有通孔，所述电极（4）的侧表面与通孔的内部活动连接。

4.根据权利要求1所述的一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，其特征在于：所述进气管（12）的侧表面与连通管（14）的左端固定连接，所述连通管（14）的右端与导管（15）的左端固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，其特征在于：所述密封塞（16）的顶部与导管（15）的侧表面均开设有固定孔，所述温度计（17）的侧表面与固定孔的内部固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，其特征在于：所述保温钢瓶（18）右侧的内壁开设有通槽，所述内置管（20）的侧表面与通槽的内部固定连接。

7.根据权利要求1所述的一种工具电极强迫冷却电火花成形加工装置及其使用方法，其特征在于：该装置使用步骤如下：

第一步，先将电极（4）安装在钻夹头（3）上，再将顶环（7）与定位环（5）螺纹连接，接着根据电极（4）的长度选择固定环（9）的个数，然后将固定环（9）与顶环（7）连接，待固定环（9）安装完成后，再将底环（10）安装在最下方固定环（9）的底部；

第二步，先将导气管（13）与连通管（14）分别与排气管（11）和进气管（12）连接，然后将连通管（14）的另一端与导管（15）远离密封塞（16）的一端连接，接着通过进料槽将干冰放入保温钢瓶（18）内，待放入足量的干冰后，使用密封盖（19）将进料槽封死；

第三步，将排风管（22）的左右两端分别与内置管（20）和气泵（23）的排气口连接，然后打开气泵（23），通过气泵（23）将外界空气通入保温钢瓶（18）内，保温钢瓶（18）中干冰升华后的气体与空气发生混合，低温混合气体会通过导管（15）与连通管（14）进入空槽内，低温混合气体会对电极（4）降温，从而起到了强迫工具电极降温的效果，而经过热量交换升温的气体则会通过排气管（11）和导气管（13）排出空槽；

第四步，观察温度计显示温度，当混合气体温度较高时，可以通过截止阀（21）调节空气的进入量，反之，则通过调节截止阀（21）增大空气的进入量。

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