[发明专利]一种电泳辅助微细超声加工机床及加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种特种加工技术领域的机床，尤其涉及一种集微细电火花加工、微细超声加工、电泳辅助微细超声加工于一体的多功能微细加工机床。

背景技术

随着科学技术的发展，硬脆性材料微结构、微小零部件及微细产品在电子、光学、机械、生物技术、汽车、通信等工业领域的需求日益增加。目前适合于硬脆材料微细加工的方法主要有微细超声加工、微细激光加工。由于微细超声加工既没有热作用、无宏观机械作用力，又可加工高深宽比微三维立体结构，零件表面质量及加工精度均较好，决定了微细超声加工工艺在硬脆材料微结构加工方面具有得天独厚的优势。

超声加工是利用工具端面作超声振动，通过超声振动的工具在有磨料的液体中或干磨料中产生磨料的冲击、抛磨、液压冲击以及由此产生的气蚀作用来去除材料的一种加工方法。加工时，在工具头与工件之间加入磨料，并在工具头振动方向加上一个不大的压力，超声波发生器产生超声电震荡通过换能器转变为超声频的机械振动，通过变幅杆将超声放大，再传给工具，并驱动工具端面作超声振动，迫使悬浮液中的悬浮磨料在工具头的超声振动下以很大的速度不断撞击被加工工件表面，或工件沿一定方向施加超声频振动进行振动加工，或利用超声振动使工件相互结合的把加工区域的材料粉碎成很细的微粒，从材料上被打击下来。

微细超声加工是在超声加工的基础上减小工具尺寸和振动振幅实现的，由于微细超声加工所需的振幅很小，一般换能器前匹配块输出的微振幅就能满足微细超声加工的要求，所以微细超声加工振动系统中不需要变幅杆对微振幅进行放大。微细超声加工中一般采用工件加振的方式，磨料工作液通过滴液的方式施加到加工区域。由于微细超声加工的尺寸比较小，工具电极装夹是个问题，很难保证工具电极垂直度、同轴度等，这样会带来很大的加工误差；由于高频超声振动会使加工区域内的磨粒振出加工区，使加工区出现无磨粒现象，影响微细超声加工效率。

发明内容

针对上述问题，本发明目的在于提供一种实施电泳辅助微细超声加工的机床；同时，本发明还提供了采用所述机床进行加工的方法，并且能有效的解决了电极的装夹和微细超声的加工效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种电泳辅助微细超声加工的机床，包括主轴系统、进电系统、主轴微细超声纵振系统，电泳电源，多功能杯状工作液槽；所述的主轴系统包括主轴、主轴支撑组件和主轴密封组件，主轴的一端穿过滑环内圈与伺服电机连接，另一端与主轴微细超声纵振系统的节面连接；所述的进电系统包括三路引线，其中的两路用于连接到主轴微细超声纵振系统，另一路用于连接到微细工具；所述的主轴微细超声纵振系统包括超声换能器、压电陶瓷片、微细工具夹头与微细工具；所述的电泳电源的正极与微细工具连接，电泳电源的负极与电泳辅助电极连接；所述的多功能杯状工作液槽包括微细超声工作台、在线制作微细工具的铜块电极夹具、实施电泳辅助微细超声加工的电泳辅助电极夹具，所述的微细超声工作台安装在工作液槽底部，所述的铜块电极夹具与电泳辅助电极夹具安装在工作液槽上。

作为本发明所述电泳辅助微细超声加工的机床的优选实施方式，所述的主轴系统还包括主轴支撑组件和主轴密封组件；所述的主轴支撑组件包括后端盖、后套圈、弹性挡圈、前段差套筒、前套圈、前端盖、第一角接触球轴承对、第二角接触球轴承对、前隔套、后隔套；所述主轴密封组件包括后密封环、前密封环；所述主轴通过第一角接触球轴承对与第二角接触球轴承对套设于主轴座内；所述第一角接触球轴承对之间用前套圈和前隔套隔开；所述第一角接触球轴承对左边轴承内圈和外圈分别用前段差套筒与主轴座轴向定位；第一角接触球轴承对右边轴承内圈与外圈分别用前密封环和前端盖轴向定位于主轴座上，且所述前端盖用螺栓固定于主轴座端部。所述第二角接触球轴承对之间用后套圈和后隔套隔开；所述第二角接触球轴承对左边轴承内圈与外圈分别用后密封环和后端盖轴向定位于主轴座上，且所述后端盖用螺栓固定于主轴座内；所述第二角接触球轴承对右边轴承内圈和外圈分别用主轴轴肩和弹性挡圈轴向定位于主轴座上，所述主轴座上设有安装槽，所述弹性挡圈设于该槽内。

作为本发明所述电泳辅助微细超声加工的机床的优选实施方式，所述进电系统包括滑环座、滑环外圈、滑环内圈、主轴；所述主轴为中空，其内设有主轴进线孔、主轴穿线孔与用于安装主轴微细超声纵振系统的主轴锥形空腔；所述主轴进线孔与主轴穿线孔连通；所述滑环内圈通过轴肩定位并用螺栓固定在主轴上；所述滑环外圈用螺栓固定于滑环座上；所述滑环座用螺栓固定于主轴座端部。