CN113510325B - 一种用于射流电解加工的对刀装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于射流电解加工的对刀装置，包括阴极喷嘴、工具电极、脉冲电源、检测与反馈单元；其中，阴极喷嘴设置在机床升降轴的正下方中心位置，工具电极设置在床升降轴下端的侧面，检测与反馈装置和阴极喷嘴、工具电极、工件相连，脉冲电源和工具电极、工件相连。阴极喷嘴最下端与工具电极最下端之间的距离可调。对刀时，阴极喷嘴和工具电极随着机床升降轴向下移动，当连接脉冲电源的工具电极与工件表面之间的距离达到放电间隙时，极间电压击穿空气介质产生火花放电，检测与反馈单元蜂鸣并给机床升降轴发出信号，机床升降轴停止运动，对刀完成。本装置利用电火花放电原理来保证阴极喷嘴和工件表面间距离，以提高对刀精度。

Description

一种用于射流电解加工的对刀装置
技术领域
本发明属于射流电解加工领域，特别涉及一种用于射流电解加工的对刀装置。
背景技术
射流电解加工是一种阴极喷射电解液冲击阳极工件表面进行定域电解加工的无掩膜电解加工技术。该工艺除了具有传统的电解工艺的优点外，在加工微结构时因还具有无需掩膜、加工成本低、工艺简单等独特优势，因而逐渐成为电解加工领域的研究热点。在射流电解加工前，使阴极喷嘴和工件保持一定距离的工艺叫对刀，对刀是射流电解加工工艺中的重要环节，对刀精度直接影响射流电解加工精度。现有工艺常采用低压短路的方法进行对刀，需要专用设备进行对刀。专利201820638428.2使用万用表检测喷嘴与工件之间接触时的突变电流来判断二者是否接触来进行对刀，其测量过程中可能由于喷嘴与工件表面残留电解液接触提前产生突变电流或喷嘴氧化等使得其测量结果不准确。
在特种加工中，电火花加工是在加工过程中，工具电极和工件表面之间不断产生脉冲性的火花放电，放电时在工件表面产生的高温把金属熔融汽化而去除。根据电火花加工原理可知，当连接脉冲电源的工具电极与工件表面之间的距离达到一定间隙（0.01mm~0.1mm）时，极间电压会击穿工作介质产生火花放电，当初始加工条件相同时，此放电间隙为一定值。电火花放电时的介质可为煤油、去离子水等液体或空气，在实际生产中已有利用电火花在空气介质中放电检测金属表面质量的应用。因此，利用一定条件下电极距离工件表面一定距离时产生的电火花放电现象，可确定工具电极和工件表面之间的距离。射流电解工件和喷嘴之间的距离一般为0.15mm~0.2mm，因此可提出一种用上述原理来确定阴极喷嘴和工件表面之间距离的对刀装置。
发明内容
本发明提出一种利用电火花放电原理确定射流电解加工中阴极喷嘴和工件表面间距离的对刀装置，目的在于解决现有射流电解加工工艺的对刀问题，提供一种高效准确的对刀装置。
本发明的目的通过下述技术方案实现。
一种用于射流电解加工的对刀装置，包括阴极喷嘴、工具电极、脉冲电源、检测与反馈单元；其中，阴极喷嘴设置在机床升降轴的正下方中心位置，工具电极设置在机床升降轴下端的侧面，检测与反馈装置和阴极喷嘴、工具电极、工件相连，脉冲电源和工具电极、工件相连。
所述的工具电极与工件表面之间存在着一定的放电间隙，此间隙大小为0.01mm~0.1mm。
所述的工具电极最下端高度低于阴极喷嘴最下端的高度，阴极喷嘴最下端与工具电极最下端之间的距离可调。
所述的阴极喷嘴与工件表面之间的对刀距离等于阴极喷嘴最下端与工具电极最下端之间的距离和工具电极最下端与工件表面之间的放电间隙之和。
本发明所涉及的工作原理如下。
本发明利用电火花放电原理进行对刀。根据电火花加工原理可知，当连接脉冲电源的工具电极与工件表面之间的距离达到一定间隙（0.01mm~0.1mm）时，极间电压会击穿工作介质产生火花放电。当初始加工条件相同时，此放电间隙为一定值。本装置阴极喷嘴设置在机床升降轴的正下方中心位置，工具电极设置在机床升降轴下端的侧面，检测与反馈装置和阴极喷嘴、工具电极、工件相连，脉冲电源和工具电极、工件相连。在对刀前，根据对刀距离的要求调整工具电极的长度，使阴极喷嘴与工件表面之间的对刀距离等于阴极喷嘴最下端与工具电极最下端之间的距离和工具电极最下端与工件表面之间的放电间隙之和。工具电极最下端高度低于阴极喷嘴最下端的高度，阴极喷嘴最下端与工具电极最下端之间的距离为可调值。在对刀时，阴极喷嘴和工具电极随着机床升降轴向下移动，当连接脉冲电源的工具电极与工件表面之间的距离达到放电间隙时，极间电压击穿空气介质产生火花放电，检测与反馈单元蜂鸣并给机床升降轴发出信号，机床升降轴停止运动，此时阴极喷嘴与工件表面之间的距离为阴极喷嘴最下端与工具电极最下端之间的距离和工具电极最下端与工件表面之间的放电间隙之和，满足对刀距离的要求，对刀完成。
本发明有以下优点：
1、工件和喷嘴表面质量对对刀精度无影响。
本装置利用电火花放电原理，通过工具电极和工件表面之间的放电间隙为定值来保证对刀精度，工件和喷嘴不需要进行通电，工件和喷嘴表面质量对对刀精度无影响。
2、装置结构简单，操作方便快捷。
本装置仅需要在对刀前通过对刀距离的要求调整工具电极的长度，使阴极喷嘴与工件表面之间的对刀距离等于阴极喷嘴最下端与工具电极最下端之间的距离和工具电极最下端与工件表面之间的放电间隙之和，不需要在对刀过程中进行其他操作，装置结构简单，对刀操作方便快捷。
附图说明
图1为一种用于射流电解加工的对刀装置的结构示意图。
图2为阴极喷嘴、工具电极和工件的位置关系示意图。
图1中：1、机床升降轴；2、阴极喷嘴；3、检测与反馈单元；4、工件；5、工具电极；6、工件支撑台；7、脉冲电源。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施作进一步描述。
如图1所示，一种用于射流电解加工的对刀装置，包括机床升降轴1、阴极喷嘴2、检测与反馈单元3、工件4、工具电极5、工件支撑台6和脉冲电源7，其特征在于：所述的阴极喷嘴2设置在机床升降轴1的正下方中心位置；所述的工具电极5设置在机床升降轴1下端的侧面并与脉冲电源7相连；所述的工具电极5的长度可调且其长度根据对刀距离的要求进行调节；所述的工具电极5最下端与阴极喷嘴2最下端之间的距离为D且D为可调值；所述的工具电极5与工件4之间存在着一定的放电间隙，此间隙为定值H且H为0.01mm~0.1mm；所述的射流电解加工装置所要求的对刀距离为L，H、D、L之间满足如下关系式：L=D+H。在对刀前，根据对刀距离L的要求调整工具电极5的长度，工具电极5的长度大于阴极喷嘴2的长度且工具电极5的最下端与阴极喷嘴2最下端之间的距离为D。在对刀时，阴极喷嘴2和工具电极5随着机床升降轴1向下移动，当连接脉冲电源7的工具电极5与工件4表面之间的距离达到H时，极间电压击穿空气介质产生火花放电，检测与反馈单元3蜂鸣并给机床升降轴1发出信号，机床升降轴1停止运动，此时阴极喷嘴2与工件4表面之间的距离为阴极喷嘴2最下端与工具电极5最下端之间的距离D和工具电极5最下端与工件4表面之间的放电间隙H之和，满足对刀距离L的要求，对刀完成。

Claims (2)

1.一种用于射流电解加工的对刀装置，包括阴极喷嘴、工具电极、脉冲电源、检测与反馈单元；其中，阴极喷嘴设置在机床升降轴的正下方中心位置，工具电极设置在机床升降轴下端的侧面，检测与反馈单元和阴极喷嘴、工具电极、工件相连，脉冲电源和工具电极、工件相连；所述的工具电极最下端高度低于阴极喷嘴最下端的高度，阴极喷嘴最下端与工具电极最下端之间的距离可调；所述的阴极喷嘴与工件表面之间的对刀距离等于阴极喷嘴最下端与工具电极最下端之间的距离和工具电极最下端与工件表面之间的放电间隙之和。
2.根据权利要求1所述的一种用于射流电解加工的对刀装置，其特征在于：所述的工具电极与工件表面之间存在着一定的放电间隙，此间隙大小为0.01mm~0.1mm。
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