[发明专利]手持式电火花加工机

说明书

技术领域

本发明涉及一种特种加工设备，特别是一种适合于微加工及特殊领域的应用的特种加工设备。

背景技术

微细电火花加工技术具有电极制造简单、电极与工件间宏观作用力小、可控性好等优点，成为微机械制造领域的一个重要组成部分，在制造业中得到了广泛的应用。另外，许多零件采用常规机床加工非常困难，甚至无法加工，特别是对狭小空间内的加工、微细孔加工及难加工材料加工等，采用微小型电火花加工装置加工则会取得令人满意的效果。特别适用于航空航天、微电子、医学、光学、模具等领域。

微进给伺服机构是微小型电火花加工装置中的关键技术，是实现电火花微细加工的保障。目前的微进给机构包括步进电机驱动、电致伸缩驱动器、超声马达等。其缺点是：结构、控制复杂、价格高、体积及重量大、便携不便、有一定的噪声等问题。

生物金属纤维是一种新型的形状记忆合金(SMA)材料。生物金属纤维可以被看作是可以记忆低温和高温时的长度、如筋肉似的驱动器。形态为细线状，使用伸缩方向的生物金属即为生物金属纤维。与SMA相比，生物金属纤维是具有高度各向异性、运动方向仅限定为长度方向、具有优良性能的纤维状驱动器。它在加热及通电时，象筋肉一样收缩；冷却时即使不加外力，也能几乎恢复到原来的长度。与传统的SMA相比，作为驱动器它具有动作及形态的稳定性，使用时更容易。

与一般的SMA相比，生物金属纤维具有如下所示的特长：

1、几乎在运动变形量的整个范围内具有非常好的二方向形状记忆功能(伸长量约为5％)；

2、可以往复输出大的运动变形量(伸长量约为5％)；

3、能往复输出很大的力(100—150Mpa)；

4、运动输出的温度滞环小，应答性好(正常负载下，10℃以下)；

5、往复动作情况下状态稳定；

6、随着往复动作其运动输出变形量几乎不变；

7、破损时的动作寿命长(负载100Mpa，3％的变形量下，大约10⁸次)。

发明内容

本发明提供一种手持式电火花加工机，以解决结构、控制复杂、价格高、体积及重量大、便携不便、有一定的噪声等问题。本发明采取的技术方案是：生物金属纤维的后端与本体连接，该生物金属纤维前端与加工电极连接，电源负极与本体连接、正极与被加工物体连接，弹簧套接在生物金属纤维上、且位于加工电极和本体之间，该加工电极前端有放电加工部。

加工原理及过程：电极与被加工体之间产生放电，在放电冲击下，接近的被加工体电极被去除。如果电极与工件离的过远时，通电停止，生物金属纤维冷却伸长，电极重返可以到达通电的位置，再一次产生放电。被加工体与电极的接近部分如果被油或者水覆盖的话，就能除去加工碎屑，连续进行放电加工。这不仅仅是在生物金属纤维与被加工体及加工部的电极所连接成的回路中流通电流，为了持续加工所需要的放电状态，生物金属纤维自身也形成了一种反馈控制，可以自动调节被加工体与电极之间的距离。通电电流即可以是交流也可以是直流。

本发明中，利用一种生物金属纤维生物金属纤维作为微进给驱动器。较之以往驱动方式，由生物金属纤维作为驱动器的微小型电火花加工机具有结构简单、控制简便、价格低廉、体积及重量小、便携式、无噪声等特点，可制造成如一只笔大小，实现装置的轻薄短小化。

利用生物金属纤维构造驱动装置时，由于生物金属纤维在形状回复范围内都具有很大的两方向形状记忆功能，低温时也可以产生变形，即不必施加偏置力。与弹簧相组合，可以在收缩时得到反方向的力。使驱动器的基础设计变得简单，结构的小型化及简单化容易实现。

生物金属纤维作为以电气及热驱动方式的驱动器，具有使用容易、性能优异的特点。与一般的SMA相比，还具有高的电气阻抗的特点。这意味着用更小的电流就可以驱动。

相对于对于马达及电磁铁来说很困难的迷你型及微型驱动器的应用场合，生物金属纤维是最有希望的应用领域。生物金属纤维的发生力与尺寸的平方成比例，对于一定小的尺寸可以产生大的力，性能也相对好。这与马达特性相反，马达的发生力与尺寸的三次方成比例。在相同的输出力的情况下，重量仅为电磁铁的1/2000-1/4000。

生物金属纤维的动作平滑，采用适当的控制方法的话，不仅有大的动作输出，也可以执行微小的操作。没有噪声。实现产品的轻薄短小化、低价格化。

附图说明

图1是本发明结构原理图。

具体实施方式