CN113941758B - 一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置和清根设备 - Google Patents

一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置和清根设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置和清根设备，其中，一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置，包括装置连接底座、可快拆放电电极装置、可快拆放电电极安装座，所述可快拆放电电极装置包括基体和快拆电极凸块，所述快拆电极凸块与所述基体之间采用榫卯连接，所述装置连接底座、所述可快拆放电电极安装座、所述基体与所述快拆电极凸块之间形成连通的中空结构，加工时所述快拆电极凸块侧面扫过目标工件需要清根的部位，产生电弧微爆加工作用，对所述目标工件进行清根工作。本发明通过设计可快拆清根装置，在快拆电极凸块内部及外部形成电弧微爆放电加工环境，对多面相交的工件根部实现电弧微爆加工，获得高轮廓加工精度。

Description

一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置和清根设备
技术领域
本发明涉及特种加工技术领域，特别涉及一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置和清根设备。
背景技术
SiC/Al材料的高精加工是一种具有高难度和高技术含量的技术，对发展我国的航空航天和国防工业具有十分重要的意义，而电弧微爆加工新技术特别适用于难加工SiC/Al材料的加工，但由于在实际加工过程中，通常采用放电电极比较单一形式，难以获得较高轮廓精度，特别是在多面相交的根部往往难以加工到位。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置和清根设备，旨在提高加工SiC/Al材料时的轮廓加工精度。
为实现上述目的，本发明提出的一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置，包括装置连接底座、可快拆放电电极装置、可快拆放电电极安装座，所述可快拆放电电极装置包括基体和快拆电极凸块，所述快拆电极凸块与所述基体之间采用榫卯连接，所述装置连接底座、所述可快拆放电电极安装座、所述基体与所述快拆电极凸块之间形成连通的中空结构，所述装置连接底座与所述可快拆放电电极安装座之间采用螺栓连接，加工时所述快拆电极凸块侧面扫过目标工件需要清根的部位，产生电弧微爆加工作用，对所述目标工件进行清根工作。
可选地，所述榫卯连接包括梯形连接、圆形连接、三角形连接中至少一种。
可选地，所述可快拆放电电极安装座外周设置有至少一个开口朝下的安装孔，所述安装孔垂直方向设置有开口朝外的第一螺纹孔，相邻所述第一螺纹孔之间的距离相同，所述基体向上嵌入所述安装孔内，所述第一螺纹孔与所述基体的第二螺纹孔通过紧定螺钉配合连接，以使所述基体安装于所述可快拆放电电极安装座上，所述可快拆放电电极安装座转动时带动所述快拆电极凸块转动，通过所述基体的所述快拆电极凸块对所述目标工件间歇式放电。
可选地，所述装置连接底座内贯通设置有第一冲液孔，所述可快拆放电电极安装座内贯通设置有至少一个第二冲液孔，所述基体内贯通设置有第三冲液孔，所述快拆电极凸块内贯通设置有至少一个第四冲液孔，所述第四冲液孔为多孔结构，所述第一冲液孔、所述第二冲液孔、所述第三冲液孔和所述第四冲液孔相通形成所述中空结构。
可选地，所述快拆电极凸块的底部具有倾斜面，所述倾斜面中远离所述基体的一端低于靠近所述基体的一端，所述第四冲液孔具有进口端和出口端，所述第四冲液孔的出口端位于所述倾斜面靠近所述目标工件待清根部位的一端，所述第四冲液孔的进口端与所述第三冲液孔连通，液体流经所述第三冲液孔和所述第四冲液孔，从所述第四冲液孔的出口端流出切断所述快拆电极凸块放电时产生的电弧。
可选地，所述第四冲液孔的数量大于所述第三冲液孔的数量，增大液体的流速，液体流速越大，切断电弧的强度越大。
可选地，所述第四冲液孔的孔径小于所述第三冲液孔的孔径，增大液体流速。
本发明还提出一种电弧微爆加工SiC/Al材料的清根设备，包括可快拆清根装置。
可选地，所述清根设备还包括绝缘主轴、壳体、冲液刀柄，所述绝缘主轴穿插于所述壳体内部，所述冲液刀柄安装于所述绝缘主轴上，所述冲液刀柄内设有中空通道，所述可快拆清根装置的所述装置连接底座夹持于所述冲液刀柄上的中空通道内，所述绝缘主轴内设置有主轴内冷流道，所述壳体内设有外冷流道，外部的液体通过所述主轴内冷流道和所述外冷流道汇入所述冲液刀柄，液体流入所述可快拆清根装置内，通过所述第四冲液孔流出，从而对所述快拆电极凸块的放电形成的电弧进行断弧控制，形成稳定的冲液流场，进而对所述目标工件进行清根操作。
本发明通过设计可快拆清根装置，包括装置连接底座、可快拆放电电极装置、可快拆放电电极安装座，所述可快拆放电电极装置包括基体和快拆电极凸块，所述快拆电极凸块与所述基体之间采用榫卯连接，所述装置连接底座、所述可快拆放电电极安装座、所述基体与所述快拆电极凸块之间形成连通的中空结构，所述装置连接底座与所述可快拆放电电极安装座之间采用螺栓连接，加工时所述快拆电极凸块侧面扫过目标工件需要清根的部位，产生电弧微爆加工作用，对所述目标工件进行清根工作。在快拆电极凸块内部及外部形成电弧微爆放电加工环境，对多面相交的工件根部也能实现电弧微爆加工，从而获得较高轮廓加工精度。
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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置一实施例的主视结构示意图；
图2为本发明一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置一实施例的爆炸结构示意图；
图3为本发明一种电弧微爆加工SiC/Al材料的清根设备的主视结构示意图。
附图标号说明：
Figure GDA0004037810850000031
Figure GDA0004037810850000041
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置。
在本发明实施例中，该一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置；如图1所示，包括装置连接底座10、可快拆放电电极装置20、可快拆放电电极安装座30，所述可快拆放电电极装置20包括基体21和快拆电极凸块22，所述快拆电极凸块22与所述基体21之间采用榫卯连接，所述装置连接底座10、所述可快拆放电电极安装座30、所述基体21与所述快拆电极凸块22之间形成连通的中空结构，所述装置连接底座10与所述可快拆放电电极安装座30之间采用螺栓连接，在加工时，所述快拆电极凸块22和/或所述基体21通电，可与外部电源正极接通，待加工的目标工件71通电，可与外部电源负极接通，通电加入液体后，所述快拆电极凸块22放电，使得所述快拆电极凸块22与所述目标工件71之间形成电弧，则在所述装置连接底座10转动时带动所述快拆电极凸块22同步转动，所述快拆电极凸块侧面扫过所述目标工件71需要清根的部位时，产生电弧微爆加工作用，对所述目标工件71进行清根工作。
可选地，所述液体为纯净无杂质的液体，如纯水，加入液体后形成高速流场控制电弧等离子体断弧作用。
可选地，所述榫卯连接包括梯形连接、圆形连接、三角形连接中至少一种。
一实施例中，榫卯连接中包括梯形连接、圆形连接、三角形连接等，通过榫卯连接将所述快拆电极凸块22和所述基体21可拆卸的安装，由此，在清根工作中，所述快拆电极凸块22发生磨损时可以直接更换所述快拆电极凸块22，减少清根工作中断更换的时间，提高清根工作的效率。
可选地，所述基体21为金属材质，所述快拆电极凸块22为硬度高、熔点高的材质制得，由于所述快拆电极凸块22的特性，能够避免清根过程中产生的高温造成所述快拆电极凸块22的磨损，避免在所述快拆电极凸块22上产生积屑瘤。可选地，所述快拆电极凸块22可以由石墨材料或钨合金材料制得；需要说明的是，所述快拆电极凸块22安装于所述基体21上，所述基体21也可以与所述快拆电极凸块22使用同一种材料制得，如石墨材料或钨合金材料。
可选地，所述可快拆放电电极安装座30外周设置有至少一个开口朝下的安装孔31，所述安装孔31以所述可快拆放电电极安装座30的中心环形阵列设置，所述环形阵列的阵列中心为所述可快拆放电电极安装座30的中心，所述安装孔31的数量不受限定，所述安装孔31垂直方向设置有开口朝外的第一螺纹孔32，相邻所述第一螺纹孔32之间的距离相同，将所述基体21向上嵌入所述安装孔31内，所述第一螺纹孔32与所述基体21的第二螺纹孔211相对，通过紧定螺钉34将所述第一螺纹孔32和所述第二螺纹孔211连接，以使所述基体21安装于所述可快拆放电电极安装座30上，所述可快拆放电电极安装座30转动时带动所述快拆电极凸块22转动，由于所述安装孔31和所述第一螺纹孔32之间间歇设置，因此，所述安装孔31上安装的所述快拆电极凸块22之间具有间隔，在所述可快拆放电电极安装座30转动时带动所述快拆电极凸块22转动时，所述基体21的所述快拆电极凸块22间歇扫过所述目标工件71需要清根的部位，因此所述快拆电极凸块22间歇式放电，进行清根工作。
可选地，所述装置连接底座10内贯通设置有第一冲液孔11，所述可快拆放电电极安装座30内贯通设置有至少一个第二冲液孔33，所述基体21内贯通设置有第三冲液孔212，所述快拆电极凸块22内贯通设置有至少一个第四冲液孔221，所述第四冲液孔221为多孔结构，所述第一冲液孔11、所述第二冲液孔33、所述第三冲液孔212和所述第四冲液孔221相通形成所述中空结构，由于所述快拆电极凸块22放电时，电极间释放高能量密度的电弧等离子体，使目标工件71的材料融化，局部爆炸，气化去除目标工件71材料，当液体通过中空结构从所述第四冲液孔221流出时，对所述快拆电极凸块22放电产生电弧进行间歇式断电弧操作，且能够冷却清根部位，提高轮廓加工精度。
可选地，所述第一冲液孔11、至少一个所述第二冲液孔33、至少一个所述第三冲液孔212和至少一个所述第四冲液孔221组成的中空结构，形成了多个内冲液流道支路。
可选地，所述第四冲液孔221的数量大于所述第三冲液孔212的数量，当液体经过所述第一冲液孔11、所述第二冲液孔33、所述第三冲液孔212流经所述第四冲液孔221时，液体地流速增大；液体流速越大，切断电弧的强度越大，起到所述快拆电极凸块22底面和侧壁加工区域的断弧控制，及时冷却和冲刷融化金属的作用，多个所述拆卸电极凸块侧面形成良好的冲液流场，保证了清根部位的轮廓精度和加工效率。
可选地，所述第四冲液孔221的孔径小于所述第三冲液孔212的孔径，在液体从所述第三冲液孔212流经所述第四冲液孔221时，增大液体流速，由此提高了电弧控制强度。
可选地，所述快拆电极凸块22的底部具有倾斜面，所述倾斜面中远离所述基体21的一端低于靠近所述基体21的一端，所述第四冲液孔221具有进口端和出口端，所述第四冲液孔221的出口端位于所述倾斜面靠近所述目标工件71待清根部位的一端，使得所述快拆电极凸块22作用于所述目标工件71上进行清根操作时，除了所述快拆电极凸块22进行清根操作的部位之外，避免所述快拆电极凸块22其他部位与所述目标工件71接触，同时也避免所述快拆电极凸块22与安装本申请的机床加工台70接触，提高清根加工的灵活性，同时，减少所述快拆电极凸块22的磨损，提高清根效率。所述第四冲液孔221的进口端与所述第三冲液孔212连通，液体流经所述第三冲液孔212和所述第四冲液孔221，从所述第四冲液孔221的出口端流出切断所述快拆电极凸块22放电时产生的电弧。
本发明还提出了一种电弧微爆加工SiC/Al材料的清根设备，包括所述可快拆清根装置，该可快拆清根装置的具体结构参照上述实施例，由于本用于电弧微爆加工SiC/Al材料的清根设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
可选地，参照图3，所述清根设备还包括绝缘主轴40、壳体50、冲液刀柄60，所述绝缘主轴40穿插于所述壳体50内部，所述冲液刀柄60安装于所述绝缘主轴40上，所述冲液刀柄60内设有中空通道，所述可快拆清根装置的所述装置连接底座10夹持于所述冲液刀柄60上的中空通道内，所述绝缘主轴40内设置有主轴内冷流道41，所述壳体50内设有外冷流道51，外部的液体通过所述主轴内冷流道41和所述外冷流道51汇入所述冲液刀柄60，液体流入所述可快拆清根装置内，通过所述可快拆清根装置内部的内冲液流道支路，从所述第四冲液孔221流出，将所述目标工件71浸入水中，且所述冲液刀柄60与电源正极接通，所述目标工件71与电源负极接通，使得所述快拆电极凸块22通电后可以放电，从而液体从所述第四冲液孔221流出后，对所述快拆电极凸块22的放电形成的电弧进行断弧控制，及时冷却和冲刷熔化金属的作用，多个所述快拆电极凸块22侧面形成稳定的冲液流场，进而对所述目标工件71进行清根操作。
以上所述仅为发明的优选实施例，并非因此限制发明的专利范围，凡是在发明的发明构思下，利用发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置，包括装置连接底座、可快拆放电电极装置、可快拆放电电极安装座，所述可快拆放电电极装置包括基体和快拆电极凸块，所述快拆电极凸块与所述基体之间采用榫卯连接，所述装置连接底座、所述可快拆放电电极安装座、所述基体与所述快拆电极凸块之间形成连通的中空结构，所述装置连接底座与所述可快拆放电电极安装座之间采用螺栓连接，加工时所述快拆电极凸块侧面扫过目标工件需要清根的部位，产生电弧微爆加工作用，对所述目标工件进行清根工作；
所述装置连接底座内贯通设置有第一冲液孔，所述可快拆放电电极安装座内贯通设置有至少一个第二冲液孔，所述基体内贯通设置有第三冲液孔，所述快拆电极凸块内贯通设置有至少一个第四冲液孔，所述第四冲液孔为多孔结构，所述第一冲液孔、所述第二冲液孔、所述第三冲液孔和所述第四冲液孔相通形成所述中空结构；
所述快拆电极凸块的底部具有倾斜面，所述倾斜面中远离所述基体的一端低于靠近所述基体的一端，所述第四冲液孔具有进口端和出口端，所述第四冲液孔的出口端位于所述倾斜面靠近所述目标工件待清根部位的一端，所述第四冲液孔的进口端与所述第三冲液孔连通，液体流经所述第三冲液孔和所述第四冲液孔，从所述第四冲液孔的出口端流出切断所述快拆电极凸块放电时产生的电弧。
2.如权利要求1所述的一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置，其特征在于，所述榫卯连接包括梯形连接、圆形连接、三角形连接中至少一种。
3.如权利要求1所述的一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置，其特征在于，所述可快拆放电电极安装座外周设置有至少一个开口朝下的安装孔，所述安装孔垂直方向设置有开口朝外的第一螺纹孔，相邻所述第一螺纹孔之间的距离相同，所述基体向上嵌入所述安装孔内，所述第一螺纹孔与所述基体的第二螺纹孔通过紧定螺钉配合连接，以使所述基体安装于所述可快拆放电电极安装座上，所述可快拆放电电极安装座转动时带动所述快拆电极凸块转动，通过所述基体的所述快拆电极凸块对所述目标工件间歇式放电。
4.如权利要求1所述的一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置，其特征在于，所述第四冲液孔的数量大于所述第三冲液孔的数量，增大液体的流速，液体流速越大，切断电弧的强度越大。
5.如权利要求1所述的一种电弧微爆加工SiC/Al材料的可快拆清根装置，其特征在于，所述第四冲液孔的孔径小于所述第三冲液孔的孔径，增大液体流速。
6.一种电弧微爆加工SiC/Al材料的清根设备，其特征在于，包括权利要求1-5中任意一项所述的可快拆清根装置。
7.如权利要求6所述的一种电弧微爆加工SiC/Al材料的清根设备，其特征在于，所述清根设备还包括绝缘主轴、壳体、冲液刀柄，所述绝缘主轴穿插于所述壳体内部，所述冲液刀柄安装于所述绝缘主轴上，所述冲液刀柄内设有中空通道，所述可快拆清根装置的所述装置连接底座夹持于所述冲液刀柄上的中空通道内，所述绝缘主轴内设置有主轴内冷流道，所述壳体内设有外冷流道，外部的液体通过所述主轴内冷流道和所述外冷流道汇入所述冲液刀柄，液体流入所述可快拆清根装置内，通过所述第四冲液孔流出，从而对所述快拆电极凸块的放电形成的电弧进行断弧控制，形成稳定的冲液流场，进而对所述目标工件进行清根操作。
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