[发明专利]高定域性脉动态电解线切割加工方法

说明书

本发明涉及一种高定域性脉动态电解线切割加工方法，属于电解加工技术领域。本发明中线电极的工作面旋转进入加工间隙时，加工电源上电；线电极的工作面旋转出加工间隙时，加工电源断电；加工间隙内，工件表面电流密度周期性脉动变化。本发明有利于抑制工件已加工表面的电场强度，显著减少二次腐蚀，提高加工精度。

所属技术领域

本发明的一种高定域性脉动态电解线切割加工方法，属于电解加工技术领域。

背景技术

电解线切割加工将金属丝或金属棒作为工具线电极，利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理，通过线电极与工件的相对数控运动将工件切割加工成形。电解线切割加工相比于其他加工方法具有诸多优势：非接触加工无加工应力、工具无损耗、无重铸层、无热影响区和微裂纹；适合加工难切削金属材料；可加工出直纹面和复杂的二维图形等结构。特别需要指出的是，电火花线切割与电解线切割有相似之处，但两者工艺原理有本质区别：电火花线切割是依靠工件材料与工具电极之间脉冲火花放电产生的电蚀现象进行材料加工，加工表面会出现重铸层，影响零件的疲劳性能；电火花放电对电极丝存在着损耗性去除。

电化学溶解定域性是表述限制杂散腐蚀的能力，溶解定域性强意味着杂散腐蚀少、精度高。电解线切割加工零件成型先是端面间隙内正常溶解，逐步过渡到侧面间隙，成为切缝表面(已加工表面)。加工时，电解液充满整个加工间隙并及时更新，直流/脉冲电源持续供电直至加工结束。工件上下表面、切缝表面等电解液覆盖的区域均处于电场的持续作用下。依据电解加工原理，电解液和电流同时流经的材料表面都会发生电化学溶解、材料蚀除，因此，常规电解线切割加工已加工表面必然存在二次加工现象。特别对于镍基高温合金、钛合金等元素成分复杂的合金，已加工表面长时间处于电场作用下，极易发生二次腐蚀、切缝尺寸增大、切缝入口处呈喇叭状、点蚀等低定域性加工现象。

因此，要抑制甚至完全消除已加工表面的二次加工问题，使电化学阳极溶解反应仅在加工区发生，必须从电解液、电场两个方面进行区域限制。考虑到切缝宽度通常只有数十、数百微米，要把电解液完全控制在端面加工间隙、物理隔离已加工表面，实现起来必然十分困难。故而需要通过创新的技术措施调控加工间隙内电场分布，减弱甚至消除已加工表面的电场分布，显著减少二次腐蚀，促进材料的高定域性加工。

发明内容

本发明旨在提高电解线切割加工定域性，减少或消除工件表面的二次腐蚀现象，提出一种实用性强的高定域性脉动态电解线切割加工方法。

一种高定域性脉动态电解线切割加工方法，包括以下过程：

步骤1、将旋转电机(5)、丝架(15)安装在电机连接装置(12)上；将电机连接装置(12)安装在机床Z轴(11)上；

步骤2、将线电极(2)穿过丝架(15)上的导向器(16)，并将线电极(2)的一端通过弹簧夹头(14)装夹在旋转电机(5)上；将工件(1)固定在溶液槽内夹具上；

步骤3、调节加工机床X轴、Y轴、Z轴的相对位置，使线电极(2)的工作面正对工件待加工表面；

步骤4、将线电极(2)接直流电源(10)的负极，工件(1)接直流电源(10)的正极；加工过程中，线电极(2)在旋转电机(5)的带动下持续旋转，使得工作面呈周期性的旋入加工间隙，再旋出加工间隙；

步骤5、分离、清洗工件(1)，线电极(2)；

其特征在于：

上述步骤4中线电极的工作面旋转进入加工间隙时，加工电源上电；线电极的工作面旋转转出加工间隙时，加工电源断电；加工间隙内，工件表面电流密度周期性脉动变化；

其中在一个周期内将工作面全部旋入加工间隙边界时，工作面与线电极的进给方向的夹角定义为旋入角度；工作面率先旋出加工间隙边界时，工作面与线电极的进给方向的夹角定义为旋出角度；