[发明专利]在电火花加工中加速排出被去除材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于机械制造领域，特别涉及一种在电火花加工细微深孔过程中加速排出被去除材料的方法。

背景技术

为了在电火花加工中顺利排出被去除材料，通常的做法是采用循环加工液方法强行排出加工区的被去除材料，但随着孔深增加，加工液难以进入孔内，导致这种方法难以奏效。此时则常常另外辅助采用诸如对工件或工具施加超声波振动，或使工具摇动等某一项措施，来促进被去除材料的排出。尽管这样，在用电火花方法加工细微深孔时，被去除材料仍然难以被顺利排出。这些被去除的材料以微小颗粒形式悬浮于加工液中，且常在放电间隙中呈非均匀分布，极易导致局部短路或放电失常，从而造成加工质量和加工效率的下降，甚至导致加工过程难以继续进行。

发明内容

本发明要解决的技术难题是在用电火花方法加工细微深孔时，加速被去除材料从加工区的排出，提高加工质量和加工效率，保证加工正常进行。

本发明采用的技术方案是在电火花加工细微深孔过程中，在对工件4或工具电极5施加超声波振动的同时，还使工具电极5与工件4之间进行周期性的相对运动，用两种方法同时辅助加工，从而加速排出加工区中的被去除材料。具体步骤是：

1)对工件4施加超声波振动或对工具电极5施加超声波振动；即通过将工件4与超声发生器3固定在一起对工件4施加超声波振动，或通过将工具电极5与超声发生器3固定在一起对工具电极5施加超声波振动；振动的方向均与工具电极5的进给和退回方向相同，频率均为19kHz至50kHz，幅度均为2微米至100微米；

2)使工具电极5与工件4之间进行周期性相对运动；即将工件4经超声发生器3固定于XY驱动单元2上，通过XY驱动单元2驱动工件4实现工具电极5与工件4之间的周期性相对运动，或将工具电极5经超声发生器3固定于XY驱动单元2，通过XY驱动单元2驱动工具电极5实现工具电极5与工件4之间的周期性相对运动；周期性相对运动所在的平面均与工具电极5的进给方向垂直，运动的轨迹均与待加工孔的截面形状一致，相对运动的幅度均为3微米至5毫米之间，周期均为0.01秒至10秒之间。

本发明具有以下明显效果通过在加工中对工件4或工具电极5施加超声波振动，同时使工具电极5与工件4之间进行周期性相对运动，可在加工细微深孔过程中为工具电极5与工件4之间提供不断变化的非均匀分布的间隙，从而加速被去除材料从加工区中的顺利排出，提高加工质量和加工效率，保证加工正常进行。本发明适用于任意截面形状的细微深孔的加工。

附图说明

图1为对工件施加超声波振动电火花加工装置示意图。图2为对工具电极施加超声波振动电火花加工装置示意图。其中：1—底座；2—XY驱动单元；3—超声发生器；4—工件；5—工具电极；6—升降臂；7—立柱。

具体实施方式

结合附图和技术方案详细说明本发明的具体实施方式，下面以图1、图2所示的两种电火花加工装置为例，来说明本发明的具体实施。

图1为对工件4施加超声波振动、同时通过驱动工件4实现工具电极5与工件4之间周期性相对运动的电火花加工装置示意图，主要由底座1、XY驱动单元2、超声发生器3、工件4、工具电极5、升降臂6和立柱7组成。其中：XY驱动单元2可实现平面上的任意二维运动；升降臂6可沿立柱7上升和下降；工件4固定于超声发生器3的上表面；超声发生器3的底面固定于XY驱动单元2上；工具电极5可借助升降臂6沿立柱7向下进给和向上升起退回。

在加工过程中，超声发生器3沿工具电极5的进给与退回方向对工件4其施加振动，振频为19kHz至50kHz，振幅为2微米至100微米，同时令XY驱动单元2驱动超声发生器3和工件4一起在水平面即垂直于工具电极5的进给方向的平面上进行相对于工具电极的周期性运动，运动的轨迹与待加工孔的截面形状一致，幅度为3微米至5毫米之间，周期为0.01秒至10秒之间。

超声发生器3也可改为固定于工具电极5与升降臂6之间，同时将工件4改为直接固定于XY驱动单元2的上表面，其他部分不做改变，从而可改为对工具电极5施加超声波振动，同样能够实现本发明。

图2为对工具电极5施加超声波振动、同时通过驱动工具电极5实现工具电极5与工件4之间周期性相对运动的电火花加工装置示意图，主要由底座1、工件4、工具电极5、超声发生器3、XY驱动单元2、升降臂6和立柱7组成。其中：超声发生器3固定于XY驱动单元2的底面；工具电极5固定于超声发生器3的下表面；工具电极5连同超声发生器3和XY驱动单元2可一起随同升降臂6沿立柱7向下进给和向上升起退回。