CN204524463U - 一种电火花辅助铣削加工装置 - Google Patents

Abstract

一种电火花辅助铣削加工装置，涉及电火花加工设备。设有电源、铣刀头、铣刀、夹具、振动器、电火花阳极、电火花阴极、铣床工作台、电阻；铣刀安装在铣刀头的底部，夹具和工件设在铣床工作台上表面，电火花阳极和电火花阴极分别接电源的正极和负极，电火花阳极和电火花阴极均保持与工件接触，振动器捆绑在电火花阳极或电火花阴极上，振动器的振动带动与之捆绑的电火花阳极或电火花阴极一起振动，造成电火花阳极或电火花阴极与工件之间的频繁接触和断开，使整个电路频繁通断，电路的通断产生电火花作用；电阻串接在电火花阳极和电火花阴极之间的回路中。不需要做额外的绝缘保护、加工范围广、加工效率高，加工精度和表面质量高，铣刀的磨损量小。

Description

一种电火花辅助铣削加工装置

技术领域

本实用新型涉及电火花加工设备，尤其是涉及一种电火花辅助铣削加工装置。

背景技术

随着现代工业技术的迅速发展，在机械制造、机电、兵器及航空等工业部门引人了很多高强度、高硬度的新材料(如高强度、超高强度钢、不锈钢、钛合金、冷硬铸铁等)，这些材料统称为难加工材料。由于它们的高强度、高硬度和高应变硬化率,使其切削加工性显著恶化：加工时切削力大、温升高，刀具磨损严重，加工表面质量差，金属切除率低。对这些难加工材料的加工，人们逐渐认识到，单靠一般的改变切削用量，优选刀具几何角度的方法已很难奏效。解决这类材料的加工性问题,目前一般有两种方法：

1、研制性能更为优异的刀具材料，如超硬刀具材料(金刚石刀具和立方氮化硼刀具)、陶瓷刀具和涂层刀具等。

2、研究推广新的加工方法，如振动切削、加热切削、激光或离子速加热加工等方法。

电火花加工是用高温热蚀除金属，不受工件材料的硬度和强度的限制，本专利的思路就是将特种加工技术中的电火花加工工艺与传统的铣削加工相结合，既有机械铣削作用，又有电火花的热蚀除作用，通过电火花热蚀除作用来减轻铣刀的切削负担，提高加工效率。

目前，电火花铣工艺开展很多，它是用电火花电极代替铣刀，利用铣床或铣加工中心的数控走刀系统，刀具(电极)与工件之间保持一定间隙，间隙间通以工作液，完全是电火花热蚀除加工机理，没有机械铣削作用。

李立青等(李立青,赵万生,狄士春,迟关心,气体介质中电火花铣削加工工艺实验研究[J],南京理工大学学报，2006(3)：12-16)研究了气体介质中电火花铣工艺特点，分析了电极损耗、三维结构的气中电火花铣削加工情况，以电火花电极代替铣刀，完全是电火花热蚀除加工机理，没有机械铣削作用。

苏树朋等(苏树朋，张勤河，张建华等，超声辅助多介质电火花铣削加工机床的研究，中国机械工程第，2008(19)：90-94)研究在液体、气体和气液混合介质中电火花铣削工艺，并加入超声振动，改善电火花排屑等问题，也是以电火花电极代替铣刀。

顾琳等(顾琳,赵万生,张志华,等.喷雾电火花铣削加工及其机理的分析[J].电加工与模具,2006(2):1-4)研究了在喷雾介质作用下，电火花铣削加工机理及特点，同样是以电火花电极代替铣刀。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种电火花辅助铣削加工装置。

本实用新型设有电源、铣刀头、铣刀、夹具、振动器、电火花阳极、电火花阴极、铣床工作台、电阻；铣刀安装在铣刀头的底部，夹具和工件设在铣床工作台上表面，所述电火花阳极和电火花阴极分别接电源的正极和负极，电火花阳极和电火花阴极均保持与工件接触，振动器捆绑在电火花阳极或电火花阴极上，振动器的振动带动与之捆绑的电火花阳极或电火花阴极一起振动，造成电火花阳极或电火花阴极与工件之间的频繁接触和断开，使整个电路频繁通断，电路的通断产生电火花作用；电阻串接在电火花阳极和电火花阴极之间的回路中。

所述电源可采用电压可调连续交流电源。

所述电火花阴极和电火花阳极可采用石墨材料。

所述电阻可为5Ω。

与现有的电火花辅助铣削加工装置相比，本实用新型具有以下突出优点：

1、本实用新型虽要引入较大的电压、电流，却不需要做额外的绝缘保护，工件与铣床之间以及刀具等都不需要绝缘，试验证明，是安全的。

2、加工范围广、加工效率高。

3、由于电蚀作用和工程材料的机械性能关系不大，因此，只要选择合适的脉冲电源，控制蚀点深度和蚀点数量就可以用来加工任何高硬度、高韧性的金属材料。

4、工件的加工精度和表面质量高，由于电火花去除部分材料，实际铣削时切削用量降低，切削力和切削热很小，导致热变形和力变形都很小，内应力不大，因而能提高加工表面质量和加工精度。

5、铣刀的磨损量小，电火花铣削时，刀具磨损显著变小，刀具寿命显著延长，生产成本降低。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构组成示意图。

具体实施方式

以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

参见图1，本实用新型实施例设有电源1、铣刀头2、铣刀3、夹具4、振动器5、电火花阳极6、电火花阴极7、铣床工作台9、电阻10。铣刀3安装在铣刀头2的底部，夹具4和工件8设在铣床工作台9上表面，所述电火花阳极6和电火花阴极7分别接电源1的正极和负极，电火花阳极6和电火花阴极7均保持与工件8接触，振动器5捆绑在电火花阳极6或电火花阴极7上，振动器5的振动带动与之捆绑的电火花阳极6或电火花阴极7一起振动，造成电火花阳极6或电火花阴极7与工件8之间的频繁接触和断开，使整个电路频繁通断，电路的通断产生电火花作用；电阻10串接在电火花阳极6和电火花阴极7之间的回路中。

所述电源1可采用电压可调连续交流电源。

所述电火花阴极7和电火花阳极6可采用石墨材料。

所述电阻10可为5Ω。

为了验证本实用新型的可行性和有效性，按图1连接好电路，选定不同的转速n、进给量f和切削深度a_p，用CBN可转位立铣刀(单齿)，对Gr12淬火工具钢(57HRC)做试验，试验过程中，电火花电极确实产生了明亮的电火花，随着施加的电压和电流的增大，电火花强度也增大，实现了电火花蚀除和机械铣削同时发生作用，这种电火花辅助作用对减小加工振动，减小切削力有好处。

本实用新型的关键是采用在回路上串接电阻，如不串接电阻，同样可以产生电火花，但这种火花电压只有10V以内，电流可以达到100～200A，因为这种情况下的电阻，只是电极与工件间的接触电阻，很小，所以这种火花的功率很小，威力也就小，串接电阻后，例如串接一个5Ω电阻，加150V电压，电流30A，功率可达4500VA，火花威力大，当然，电阻也要能承受4500VA功率。在工件即将进入切削前，刀具与工件接触的正上方装夹通电阳极，产生电火花，利用电火花的热蚀除原理，蚀除或者软化金属，然后进入铣削加工时就可以降低切削负担，改善加工条件。

Claims (2)

1.一种电火花辅助铣削加工装置，其特征在于设有电源、铣刀头、铣刀、夹具、振动器、电火花阳极、电火花阴极、铣床工作台、电阻；铣刀安装在铣刀头的底部，夹具和工件设在铣床工作台上表面，所述电火花阳极和电火花阴极分别接电源的正极和负极，电火花阳极和电火花阴极均保持与工件接触，振动器捆绑在电火花阳极或电火花阴极上，振动器的振动带动与之捆绑的电火花阳极或电火花阴极一起振动，造成电火花阳极或电火花阴极与工件之间的频繁接触和断开，使整个电路频繁通断，电路的通断产生电火花作用；电阻串接在电火花阳极和电火花阴极之间的回路中。

2.如权利要求1所述一种电火花辅助铣削加工装置，其特征在于所述电阻为5Ω。