CN2286439Y - 超声换能器直接驱动电极的微型电火花加工装置 - Google Patents

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赵万生
刘维东
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Abstract

本实用新型涉及一种超声换能器直接驱动电极的微型电火花加工装置,本实用新型主要由两个线性压电式超声换能器、电极、导向器和支架组成。两个换能器分别在方波脉冲信号的交替作用下,产生超声振动,并通过摩擦对电极产生方向相反的驱动力,从而使电极前进一步,后退一步,形成小振幅的快速振动,有利于提高加工效率。电极的运动方向由振动强的换能器决定。本实用新型可应用在狭小空间场合的电火花加工和其它领域的线性往复进给场合。

Description

超声换能器直接驱动电极的微型电火花加工装置
本实用新型涉及一种电火花加工装置。
目前的电极直接驱动的微型电火花加工装置，通常是利用压电陶瓷的逆压电效应，即压电体的伸长和收缩来驱动电极进行加工的，主要有蠕动式、冲击式和椭圆驱动式等三种形式。基于蠕动式和冲击式的电极直接驱动的微型电火花加工装置结构复杂，制造难度大；基于椭圆驱动原理的电极直接驱动的微型电火花加工装置，由于是靠单点摩擦驱动，对装置的制造精度要求高，而且电极的运动性能不高。同时以上三种装置的加工效率还有待进一步提高。这是因为利用这些装置的微型电火花加工装置的电火花加工间隙只有数微米，间隙的电蚀产物排除比较困难，导致拉弧、开路和短路等非正常加工状态频繁出现，影响了加工效率的提高。
本实用新型的目的是提出一种体积小、结构简单、反应速度快、控制性好的高效电极直接驱动的微型电火花加工装置。
本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型主要由压电式超声换能器、电极、导向器、胶垫和支架组成，其中压电式超声换能器是由弹性体1和压电陶瓷8构成，导向器3和4位于支架6的两侧，在支架6内，两块弹性体1和5将电极2夹在中间，并在两块弹性体1和5的平面上贴有若干片压电陶瓷8，胶垫7在支架6和压电陶瓷8之间。压电式超声换能器中的弹性体1和5的另一表面有若干个小齿，齿上有V形槽。本实用新型的工作过程如下：超声驱动电源发出两路频率分别为f1和f2的超声频驱动脉冲信号A和B，控制信号C是利用计算机通过比较电火花加工间隙的平均电压值和预先设置的伺服参考电压后发出的占空比可调的方波信号，其频率低于A和B的频率。控制信号C和驱动信号A、B经过逻辑与门判断之后，使脉冲信号A、B交替关闭、打开，从而输出电压信号为D和E，图4为驱动脉冲波形示意图。这样分别加在两个压电换能器上的信号D和E具有一定的间隔，在信号导通的时候，激励压电驱动体产生超声振动。由于信号C的快速导通和关闭以及弹性体的振动特性，在宏观上表现为两个压电驱动器同时产生超声振动，使小齿产生斜线运动，但是两个压电换能器上小齿的运动方向是相反的。通过比较间隙平均电压和伺服参考电压的差值来改变控制信号C的占空比，以此来控制每个压电换能器的导通时间，从而达到控制其振动强弱的目的。电极的运动方向决定于振动强的压电换能器的驱动方向，这是因为振动强的压电换能器驱动电极移动的步距大于另一个方向的移动步距。本装置电极的运动利用了摩擦驱动原理，电极驱动装置既可是驱动器，也可是制动器，这是因为一旦去掉压电陶瓷上的激励源，由于摩擦力的存在，将有良好的制动效果，可提高响应速度。同时，由于两个换能器分别在方波脉冲信号的交替作用下，产生超声振动，并通过摩擦对电极产生方向相反的驱动力，从而使电极前进一步，后退一步，在电极上形成了沿电极轴向的小振幅的快速进给回退，电极的运动方向由振动强的换能器决定。本实用新型有利于电蚀产物的排除，改善电火花加工间隙的状态，可明显地提高电火花加工的生产率。为了减少电极的径向振动对加工质量的影响，在电极的导向器与电极接触部分有吸振材料。
本实用新型具有体积小、结构简单、反应速度快、控制性好等优点。由于电极是按前进一步，后退一步的运动方式运动的，从而形成了沿电极轴向的小振幅的快速振动。振动可以促进电火花加工间隙的电蚀产物的排除，改善加工状态，减少拉弧、开路和短路等不利于正常电火花加工的因素，最终达到提高加工速度的目的，降低产品的加工成本，使该技术具有较强的竞争力。该装置的应用场合：将多个这种小型机构按一定的方式排列，可在小面积上同时加工多孔，如航空航天发动机叶片上的小孔；可将该小型装置夹持在机械手上，实现方便灵活的较大范围的小孔加工，易于实现自动化；该小型装置适合于在狭小空间尤其是在管道内壁的加工，是一种经济方便的加工方法。
图1为本实用新型原理结构图
图2为本实用新型中压电式超声换能器原理结构图
图3为本实用新型图2的侧视图
图4为本实用新型驱动脉冲波形示意图
实施例：本实用新型弹性体为不锈钢的矩形薄板(40×10×1.5mm)，其下表面粘贴四片压电陶瓷(10×10×0.5mm)，上表面有四个小齿(1.5×6×3mm)，其它参数如表1所示。在这样的条件下，加工出10个0.5mm的孔，其平均的加工时间为2分45秒。加工质量良好。下表为电火花加工系统的工作条件
驱动信号A的频率   30.175KHz     工件材料     不锈钢
驱动信号B的频率   29.760KHz     工件厚度     1mm
控制信号C的频率   2.0KHz     电极材料     钨W
控制信号C的占空比   0～98％     电极直径     0.5mm
电极单步的最大步长   ＜5μm     工作液     去离子水

Claims (1)

1.一种超声换能器直接驱动电极的微型电火花加工装置，其特征在于：主要由压电式超声换能器、电极、导向器、胶垫和支架组成，其中压电式超声换能器是由弹性体[1]和压电陶瓷[8]构成，导向器[3]和[4]位于支架[6]的两侧，在支架[6]内两块弹性体[1]和[5]将电极[2]夹在中间，并在两块弹性体[1]和[5]的平面上贴有若干片压电陶瓷[8]，胶垫[7]在支架[6]和压电陶瓷[8]之间，压电式超声换能器中的弹性体[1]和[5]的另一表面有若干个小齿，齿上有V形槽。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100351030C (zh) * 2005-07-21 2007-11-28 南京航空航天大学 激波压力扰动辅助电火花加工高深宽比微细结构的装置
CN100411793C (zh) * 2006-04-30 2008-08-20 南京航空航天大学 微尺度线电极电解加工的微振动线电极系统
CN101065194B (zh) * 2004-12-01 2011-04-06 阿苏拉布股份有限公司 复调声音产生方法
CN102019531A (zh) * 2010-10-28 2011-04-20 广东工业大学 便携式超声辅助电火花沉积修复与抛光一体化装置及工艺
CN102974906A (zh) * 2012-12-29 2013-03-20 苏州市职业大学 基于纵振模态的超声电火花复合加工振子
CN103920953A (zh) * 2014-05-05 2014-07-16 山东大学 一种通用型超声辅助内冲液电火花铣削工具头及其制作方法
CN104040303A (zh) * 2012-01-05 2014-09-10 大陆汽车有限责任公司 超声液位探测器

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101065194B (zh) * 2004-12-01 2011-04-06 阿苏拉布股份有限公司 复调声音产生方法
CN100351030C (zh) * 2005-07-21 2007-11-28 南京航空航天大学 激波压力扰动辅助电火花加工高深宽比微细结构的装置
CN100411793C (zh) * 2006-04-30 2008-08-20 南京航空航天大学 微尺度线电极电解加工的微振动线电极系统
CN102019531A (zh) * 2010-10-28 2011-04-20 广东工业大学 便携式超声辅助电火花沉积修复与抛光一体化装置及工艺
CN102019531B (zh) * 2010-10-28 2013-10-16 广东工业大学 便携式超声辅助电火花沉积修复与抛光一体化装置及工艺
CN104040303A (zh) * 2012-01-05 2014-09-10 大陆汽车有限责任公司 超声液位探测器
US9829369B2 (en) 2012-01-05 2017-11-28 Continental Automotive Gmbh Ultrasound level transmitter
CN102974906A (zh) * 2012-12-29 2013-03-20 苏州市职业大学 基于纵振模态的超声电火花复合加工振子
CN102974906B (zh) * 2012-12-29 2016-03-02 苏州市职业大学 基于纵振模态的超声电火花复合加工振子
CN103920953A (zh) * 2014-05-05 2014-07-16 山东大学 一种通用型超声辅助内冲液电火花铣削工具头及其制作方法
CN103920953B (zh) * 2014-05-05 2016-06-22 山东大学 一种通用型超声辅助内冲液电火花铣削工具头及其制作方法

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