[发明专利]一种电解液循环式慢走丝电解电火花线切割加工装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种特种加工技术领域的电解电火花线切割加工装置，具体的说，是一种电解液循环式慢走丝电解电火花线切割加工装置。 

背景技术

近年来，随着现代高科技产品的发展，器械朝着小型化、微细化发展，复杂微小零件的加工正日趋重要。像陶瓷、耐热玻璃、石英等非导电材料具有耐磨、耐高温、耐腐蚀和良好的耐热冲击等性能，已经被广泛应用于微机电系统、微流体系统、生物医学及航空航天等领域。然而，绝大部分陶瓷材料和耐热玻璃等非导电材料属于脆性材料，加工难度大，不导电，加工精度、表面质量和损伤层深度将对陶瓷器件的性能产生影响，所以难以用传统的机械切削方法和常规的电火花线切割加工技术对其进行切割加工。 

目前，非导电硬质材料零件的制造加工通常采用微细超声加工方法、等离子体切割法、辅助电极法电火花线切割加工和电解电火花复合加工等加工方法。 

微细超声加工方法虽然可以加工非导电陶瓷和耐热玻璃，也可以达到较好的精度，但其加工效率十分低下，很难实现高效加工，同时也难以对较厚的材料进行切割加工。等离子体切割法存在加工精度低，表面粗糙度高，加工零件相对于微型系统中的零件较厚等问题。辅助电极电火花线切割方法加工时，在非导电工件表面欲切割处，安装与切缝形状一致的金属，作为辅助电极，电极丝和辅助电极放电，辅助电极被部分蚀除，被蚀除的金属粉末和煤油在放电过程中产生的炭黑一起，集聚在工件表面，形成导电膜，使之具备导电性，然后利用电极丝与导电膜之间的放电蚀除工件材料，但是该过程不可控，难以保证稳定的加工，加工效率低。而电解电火花复合加工是利用电解液中火花放电作用来对工件材料进行去除加工的。电解液通常为硝酸铝溶液、硝酸钠溶液或氯化钠溶液。该技术的关键是通过电解液反应生成气泡，进一步在电极丝表面形成完整的气体薄膜，将电极丝和电解液隔离开，继而在电压的作用下击穿气体薄膜，发生火花放电，利用火花放电时的瞬间高温和冲击作用来去除工件材料。这种传统的加工方法所能加工工件的厚度严重受限，因为参与加工的电极丝长度越长，气体薄膜需要包裹的电极丝的面积就越大，越不容易生成完整的气体薄膜。 

经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号是201310167032.6，申请公布号为CN103231134A，记载了“一种非导电材料的电解电火花线切割将装置及方法”，该专利的技术简述为：非导电材料的电解电火花线切割装置包括一用于固定工件的主轴、若干导轮、一电极丝、一辅助电极和一盛有电解液的加工槽；在对零件加工前，先对电极丝进行绝缘处理，即浸入电解液中的电极丝表面附近发生电化学反应和电解电火花现象并在电极丝表面迅速附着一层绝缘层；随着电极丝的往复直线运动，与工件接触的电极丝的绝缘层瞬间被磨掉并发生电解电火花放电，电解电火花放电产生的瞬间高温和冲击作用去除工件材料，主轴继续带动工件以恒定的速度向电极丝做进给运动。 

但是该现有技术仅概念性的介绍了电解电火花线切割加工装置，其中包括一用于固定工件的主轴、若干导轮、一电极丝、一辅助电极和一盛有电解液的加工槽，没有给出如何实现电极丝的平稳运丝和电极丝的伺服控制方式。而且该现有技术的运丝方式是往复直线运动，电解液采用硝酸铝溶液，而在电解液电火花放电加工过程中气泡生成扩大需要有一定时间，气体薄膜的稳定性影响放电的连续性和稳定性，往复走丝工作时，电极丝运动速度不稳定，且振动较大，会导致气泡在击穿之前即已发生迁移和逃逸，气泡不容易粘附并富集在电极丝表面形成气体薄膜，影响了放电的连续性和稳定性，进一步影响了加工的效率。该现有技术采用的电解液种类单一，仅仅是无腐蚀性的电解液，而无法使用具有腐蚀性的电解液(如氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液等)。当电解电火花加工采用较强的腐蚀性电解液时，浸没在电解 液中的导轮及固定导轮用的零部件还需要特殊防腐材料。 

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种电解液循环式慢走丝电解电火花线切割加工装置，能够方便、实用、可靠地实现对电极丝的平稳运丝和电极丝的伺服控制。此外，本发明采用的电解液循环装置可以满足使用不同种类的电解液进行电解电火花放电加工；本发明体积小、结构简单、行丝机构位于电解液循环装置加工槽的外侧，可防止电解液对其腐蚀而影响加工精度；电极丝定位准确且不易抖动，平稳运丝，能够获得良好的加工精度。