[发明专利]应用于碳化硼的切割加工装置及方法

权利要求书

1.一种应用于碳化硼的切割加工装置，其特征在于，所述切割加工装置包括：控制计算机(1)、电化学放电加工模块(2)、主轴控制模块(3)、进给模块(4)以及旋转主轴(5)，其中：

所述电化学放电加工模块(2)包括：高频脉冲电源(21)、工具电极(22)、辅助电极(23)和电解槽(24)，所述高频脉冲电源(21)与所述控制计算机(1)通讯连接，所述高频脉冲电源(21)的正极连接于所述工具电极(22)，负极连接于所述辅助电极(23)，所述电解槽(24)内设有电解液(25)，所述工具电极(22)和所述辅助电极(23)浸于所述电解液(25)中，所述工具电极(22)和所述辅助电极(23)通过所述电解液(25)形成电化学放电回路；

所述主轴控制模块(3)与所述控制计算机(1)通讯连接，所述主轴控制模块(3)包括：驱动电机和超声振动组件，所述超声振动组件包括依次连接的超声发生器、换能器和变幅杆，所述驱动电机和所述变幅杆均连接于所述旋转主轴(5)，所述工具电极(22)固定连接于所述旋转主轴(5)的输出轴(51)；

所述进给模块(4)与所述控制计算机(1)通讯连接，所述进给模块(4)包括：X轴进给器(41)、Y轴进给器(42)和Z轴进给器(43)，所述电解槽(24)设置于所述X轴进给器(41)上，所述X轴进给器(41)用于控制所述电解槽(24)沿x轴方向移动，所述Z轴进给器(43)设置于所述Y轴进给器(42)上，所述Y轴进给器(42)用于控制所述Z轴进给器(43)沿Y轴方向移动，所述旋转主轴(5)设置于所述Z轴进给器(43)上，所述Z轴进给器(43)用于控制所述旋转主轴(5)沿z轴方向移动；

电极夹具(6)，所述电极夹具(6)的一端固定于所述旋转主轴(5)，另一端平行设有两根横梁(61)，所述横梁(61)均设有通孔(62)，两个所述通孔(62)的连线垂直于所述横梁(61)；两个所述通孔(62)均镶嵌有导向器(63)，所述工具电极(22)为线电极，所述工具电极(22)贯穿两个所述导向器(63)；

所述切割加工装置还包括：数据采集模块(7)，所述数据采集模块(7)包括依次连接的霍尔电流传感器(71)和数据采集卡(72)，所述数据采集卡(72)与所述控制计算机(1)通讯连接，所述霍尔电流传感器(71)与所述电化学放电回路连接；

所述工具电极(22)包括疏水区(221)，所述疏水区(221)的长度大于碳化硼工件的高度，所述工具电极(22)上除所述疏水区(221)的部分均为绝缘区(222)；

所述高频脉冲电源(21)的控制参数为：

电压调节范围为27V-54V；频率调节范围为500Hz-1000Hz；占空比为60％-80％；

所述工具电极(22)为铂或铂铱合金，所述辅助电极(23)为石墨。

2.根据权利要求1所述的应用于碳化硼的切割加工装置，其特征在于，所述电解液(25)为氢氧化钠与硝酸钠的混合溶液。

3.一种应用于碳化硼的切割加工方法，其特征在于，利用权利要求1至2任一所述的应用于碳化硼的切割加工装置，所述方法包括：

将碳化硼工件通过夹具固定在电解槽中；

控制计算机通过高频脉冲电源向工具电极和辅助电极施加高频恒压直流矩形波信号；

所述控制计算机通过主轴控制模块控制旋转主轴旋转并振动，所述旋转主轴带动所述工具电极旋转并振动；

所述控制计算机通过进给模块控制所述碳化硼工件与所述工具电极之间在X轴、Y轴和Z轴方向上的相对运动，最终完成碳化硼工件的切割。

4.根据权利要求3所述的应用于碳化硼的切割加工方法，其特征在于，

在所述碳化硼工件的切割过程中，所述控制计算机实时采集电化学放电回路中的电信号；

根据所述电信号，所述控制计算机实时调整所述高频脉冲电源的电压、频率及占空比。