[发明专利]一种微细电极的电火花电化学复合加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电火花电化学复合加工方法，具体涉及一种微细电极的电火花电化学复合加工方法，属于微细特种加工领域。

背景技术

微型化、精确化、智能化和集成化是未来机械设备发展的重要方向，同时随着微型机电系统(MEMS)的崛起与发展，微细加工技术研究已成为整个微机械领域的一个重要发展方向。微细电极是进行微细加工的基本工具，能否方便地在线制作出形貌较好的微细电极直接关系到微细加工结果的好坏，所以微细电极的加工方法一直是研究的热点。

经对现有技术的文献检索发现，哈尔滨工业大学郭锐在博士学位论文《基于的微细电火花加工数控系统及其相关关键技术的研究》第77-80页中提到，块电极电火花磨削方法是目前应用最为广泛的微细电极在线制作方法之一，其原理为：在加工中，块电极作为反拷电极实现工具电极的在线制作。由于在加工过程中电极的全长同时参与放电，因此加工效率较高。但其缺点也是显而易见的，微细电极表面较粗糙；由于块电极工作面与工作台面不可避免地存在垂直度误差，加之块电极工作面本身的平面度误差等，因此所加工出的微细电极也必将存在加工锥度等误差；而且由于块电极本身的加工损耗，所加工出的微细电极的尺寸不易控制。中国专利号为：200610027966.X，名称为：基于刃口电极微细电解磨削的微细电极在线制造方法，该专利自述为：一种基于刃口电极微细电解磨削的微细电极在线制造方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)采用高精度的加工测量平台；(2)采用高频窄脉宽脉冲电源；(3)选择低浓度的电解液；(4)微细电解磨削加工。该发明可以有效地克服传统电解加工杂散腐蚀定域性差的缺点，同时由于工具电极接脉冲电源的阴极，不会发生电化学腐蚀，理论上不会产生电极损耗，加工出的电极表面质量好，无内应力、毛刺和裂纹等缺陷，为微细电加工的微细电极提供了一种在线制造的方法。其缺点也很明显，由于只有一个刃口电极做工具阴极，加工效率很低，且刃口电极上下底面也参与腐蚀，无法保证电极的尺寸精度。

综上所述，现有的块电极电火花磨削方法存在加工电极表面粗糙、有加工锥度误差、电极表面质量差的问题，刃口电极微细电解磨削方法存在加工效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的块电极电火花磨削方法存在加工锥度误差、电极表面质量差的问题，以及现有的刃口电极微细电解磨削方法存在加工效率低的问题，进而提供一种微细电极的电火花电化学复合加工方法。

本发明的技术方案是：一种微细电极的电火花电化学复合加工方法，所述电火花电化学复合加工方法包括如下步骤：

步骤一：机床初始化，对工具及电极进行装夹；

机床初始化，高频脉冲电源固装在机床工作平台上，高频脉冲电源的频率为1MHz，电火花工作液槽和电解液槽由右至左依次设置在机床工作平台上，反拷块和工具阴极分别设置在电火花工作液槽和电解液槽内，且反拷块和工具阴极均与高频脉冲电源的阴极连接，电极固定在机床主轴的下端，电极在加工时以3000r/min的速度进行旋转；

步骤二：对电极的块电极进行电火花磨削加工；

反拷块和电极接触感知，设定反拷块和电极之间的加工间隙为10μm，进给量为0-500μm，电压为100～200V，电容为22～88KPF，电流为0.2～0.8A，由电火花工作液循环系统提供的循环工作液流过，开始加工；

加工过程中通过短路检测系统检测电极与反拷块之间的接触电压，短路检测系统由计算机控制，当电极与反拷块无间隙而发生短路时，则电极回退一定距离重新加工；

步骤三：对电极进行电解磨削精加工；

块电极电火花磨削法加工完毕之后，工具阴极和电极接触感知，设定工具阴极与电极之间的加工间隙为0-100μm，进给量为0-20μm，电源采用高频窄脉宽脉冲电源，加工电压在微细加工时为0-10V，电流为0-2A，脉宽和脉间均为10-500ns范围内且连续可调，在加工间隙处由电解液循环系统提供的循环电解液流过，工作电流流过工具阴极与电极之间的加工间隙，电极在上下方向做快速往复运动，即可对电极进行电解磨削精加工；

步骤四：对电解磨削精加工后的电极进行检验；

检测电极是否达到设计的尺寸、圆柱度和表面质量，若没有达到设计的尺寸、圆柱度和表面质量，则重复步骤三，若达到设计的尺寸、圆柱度和表面质量，即完成加工。