[发明专利]空化射流辅助电弧加工的冲液电极

说明书

本发明涉及一种空化射流辅助电弧加工的冲液电极。冲液电极设有用于供冲液流体流动的变截面流道，变截面流道包括依次连接的进口段、喉段和出口段；从进口段到喉段，变截面流道的尺寸收窄，且变截面流道的尺寸满足：当冲液流体由进口段流入喉段后，能够在喉段形成第一低压区，并使第一低压区的压力小于冲液流体的饱和蒸气压。本发明冲液电极的改善了冲液不畅的现象，维持放电间隙的强力冲力，大幅提高了冲液电极有效冲液比重，并且可以高效冲刷加工产生的融化金属，还具有更好的冷却的效果，提高了电弧放电加工的效率。

技术领域

本发明涉及电弧放电技术领域，特别涉及空化射流辅助电弧加工的冲液电极。

背景技术

在电弧放电微爆加工领域，冲液电极与工件的放电间隙需要通以高速高压的冲液流体以实现断弧控制、快速冷却和融化金属的及时冲刷去除。高速高压冲液流体一般经过内冲液刀柄内部流出，进入冲液电极，然后从冲液电极的出口流出，通向放电间隙。这样设置能保证冲液电极下端面与工件之间产生的放电电弧有效被冲液流体切断，实现连续的微爆加工效果。但现有公开的各种冲液电极，放电区域通常集中于冲液电极的边缘，冲液流体从冲液电极的中间的非放电区域流出，出口无背压，存在明显泄压效应，从而导致放电间隙中的有效冲液很少、有效放电率低且加工区域冷却效果差。这种不利因素对电弧加工的实际效果产生一定的负面影响。

据报道，中国专利CN108620699B公开了一种用于电弧放电加工的防短路多孔高效冲液电极，该电极在电极侧面设有多条冲液排屑槽，电极底部外侧区域的一个圆周上沿轴向方向设有多个内冲液通孔。该方案有效减弱了非放电加工区域对工作液的泄压效果，维持放电加工区域的强烈内冲液。

然而，尽管采用上述方案，电弧加工时，进入放电间隙的有效冲液比重仍然比较小，有待进一步提高有效冲液的比重，提高加工效率。

发明内容

基于此，本发明提供一种空化射流辅助电弧加工的冲液电极，首次利用流体空化原理，通过特殊结构的冲液电极在冲液出口产生空化泡，空化泡溃灭产生瞬时高能量促进冲液流体流动，改善了冲液不畅的现象，维持放电间隙的强力冲力，大幅提高了冲液电极的有效冲液比重，并且可以高效冲刷加工产生的融化金属，还具有更好的冷却的效果，提高了电弧放电加工的效率。

技术方案为：

一种空化射流辅助电弧加工的冲液电极，所述冲液电极设有用于供冲液流体流动的变截面流道，顺着所述冲液流体的流动方向，所述变截面流道包括依次连接的进口段和喉段；

从所述进口段到所述喉段，所述变截面流道的尺寸收窄，且所述变截面流道的尺寸满足：当所述冲液流体由所述进口段流入所述喉段后，能够在所述喉段形成第一低压区，并使所述第一低压区的压力小于所述冲液流体的饱和蒸气压。

在其中一个实施例中，所述喉段的径向横截面积是所述进口段的径向横截面积的0.2-0.8倍。

在其中一个实施例中，所述喉段的径向横截面积是所述进口段的径向横截面积的0.4-0.7倍。

在其中一个实施例中，所述变截面流道还包括位于所述喉段下游且与所述喉段连接的出口段，从所述喉段到所述出口段，所述变截面流道的尺寸变宽，且所述变截面流道的尺寸满足：当所述冲液流体由所述喉段流入所述出口段后，能够在所述出口段形成第二低压区，并使所述第二低压区的压力也小于所述冲液流体的饱和蒸气压。

在其中一个实施例中，所述喉段的径向横截面积是所述出口段的径向横截面积的0.2-0.8倍。

在其中一个实施例中，所述喉段的径向横截面积是所述出口段的径向横截面积的0.4-0.7倍。

在其中一个实施例中，所述进口段、所述喉段和所述出口段共中轴线分布。

在其中一个实施例中，所述喉段设有多个分流通道，所述冲液流体自所述进口段通过多个所述分流通道进入所述出口段。