專利名稱：柔性電極電火花零件表面造型和表面毛化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于零件的表面造型和表面毛化的技術(shù)，特別是一種柔性電極電火花零件 表面造型和表面毛化方法。
背景技術(shù)：
零件表面造型一般有松孔鍍鉻(或者紋鉻)，自動振動加工、激光衍磨、沖擊加工 微坑、平臺衍磨等方法。松孔鍍鉻松孔鍍鉻層耐磨能力比硬鉻層高5-7倍。但是成本高，耐 磨效果并不顯著；自激振動加工利用加工中心的自激振動作用，在缸套內(nèi)孔表面產(chǎn)生沿 螺旋方向均勻分布的微型凹坑，生產(chǎn)中的很難實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)自激振動，加速了道具磨損，降低了 刀具壽命，工藝系統(tǒng)受到損壞；激光珩磨衍磨與激光技術(shù)的復(fù)合，由粗衍、激光造型和精 衍三道工序組成，其降低摩擦損失效果明顯，但是價格昂貴，操作復(fù)雜；平臺衍磨將衍磨 過程分為粗衍和精衍兩個階段，具有比較高的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，但是衍磨油石中的磨料粒 度、濃度、磨粒在磨具中的分布都是隨機(jī)的，造成衍磨表面溝槽深度、寬度和密度難以控制。對零件表面的毛化一般有噴丸毛化、電火花毛化、激光毛化、電子束毛化、Pretex 毛化、噴墨毛化等。噴丸毛化方法是最原始的毛化方法，用壓縮空氣把淬過火的鋼砂或者鑄 鐵砂噴射到零件表面，從而在整個零件表面打出無數(shù)小凹坑，達(dá)到表面毛化的目的。雖然能 達(dá)到一定的毛化效果，但是存在著毛化表面凹坑密度不均勻；凹坑的形狀、大小和深淺都 不相同；熱處理則產(chǎn)生的硬度直接影響毛花質(zhì)量。電火花毛化克服了噴丸強(qiáng)化的許多缺點(diǎn)， 依然存在，表面凹坑分布不均，有放電燒傷等問題。激光毛化和電子束毛化能夠獲得較好的 毛化表面，但是設(shè)備十分昂貴，操作不方便。Pretex毛化可以獲得縫制密度高，重復(fù)性能好， 但是這種毛化技術(shù)還處于試驗(yàn)階段，加工效率不高，且發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，影響環(huán)境。噴墨毛 化相較于Pretex毛化，對環(huán)境影響小，成本較低，但是效率不高。李樹林，殷建祥利用激光造型研磨機(jī)在氣缸壁上做出口袋型和杯裝儲油機(jī)構(gòu)，尺 寸為寬度40-80μπι，深度為5-25μπι，能夠根據(jù)需要設(shè)置儲油結(jié)構(gòu)的疏密。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種柔性電極電火花零件表面造型和表面毛化方法，利用 火花放電能量，蝕除零件表面材料，在零件表面形成所需要形狀、大小的凹坑，達(dá)到表面造 型和表面毛化的目的。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為一種柔性電極電火花零件表面造型和表面毛 化方法，對零件表面通過電火花放電進(jìn)行造型處理，即調(diào)速電機(jī)帶動導(dǎo)電柔性電極勻速旋 轉(zhuǎn)，在柔性電極與作為另一極的零件表面之間通入脈沖電源/直流電源；絕緣工作臺在步 進(jìn)電機(jī)的帶動下，柔性電極向零件表面靠近，達(dá)到放電間隙時，產(chǎn)生火花放電，蝕除零件表 面材料，在零件表面形成圓形、一字形或者網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)微坑的造型結(jié)構(gòu)或者在零件表面形成 密集的放電蝕坑。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)利用柔性電極對零件表面進(jìn)行電火花表面造型和表面毛化。在進(jìn)行表面造型過程中，利用電火花對零件表面的蝕除作用，可以在零件 表面獲得寬度為20-100 μ m,深度為7-20 μ m,大于20 μ m任意長度的凹坑。也可以獲得直徑 在20-100 μ m之間的圓形凹坑，凹坑之間的距離和分布可以任意控制，根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)定。 在進(jìn)行柔性電極零件表面毛化中，可以獲得表面粗糙度值Ra為0. 5-4. 2 μ m,單位長度上凹 坑數(shù)P。可達(dá)26-48個/cm，毛化凹坑大小均勻一致。而且凹坑大小、數(shù)目和表面粗糙度值可 以通過放電參數(shù)和柔性電極特性(電極絲硬度、直徑、電極轉(zhuǎn)速、柔性電極絲的分布等)進(jìn)行控制。利用柔性電極對零件表面造型和表面毛化，工藝操作簡單，設(shè)備造價低廉。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。


附圖是用導(dǎo)電柔性毛刷電極與零件表面進(jìn)行電火花表面造型和表面毛化系統(tǒng)示 意圖。
具體實(shí)施例方式結(jié)合附圖，本發(fā)明柔性電極電火花零件表面造型和表面毛化方法，對零件6表面 通過電火花放電進(jìn)行造型處理，即調(diào)速電機(jī)2帶動導(dǎo)電柔性電極4勻速旋轉(zhuǎn)，在柔性電極4 與作為另一極的零件6表面之間通入脈沖電源/直流電源5 ；絕緣工作臺8在步進(jìn)電機(jī)的 帶動下，柔性電極4向零件6表面靠近，達(dá)到放電間隙時，產(chǎn)生火花放電，蝕除零件6表面材 料，在零件6表面形成圓形、一字形或者網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)微坑的造型結(jié)構(gòu)或者在零件6表面形成密 集的放電蝕坑。其中，柔性電極4采用導(dǎo)電毛刷。所處理的零件表面為平面或空間形面。柔 性電極4的運(yùn)動方式為直線或者與零件表面形狀相吻合的空間曲線、數(shù)控軌跡運(yùn)動方式。實(shí)施例實(shí)現(xiàn)本發(fā)明柔性電極電火花零件表面造型和表面毛化方法的表面造型和表面毛 化系統(tǒng)包括進(jìn)電裝置1、調(diào)速電機(jī)2、電機(jī)座3、導(dǎo)電柔性電極4、脈沖電源/直流電源5、絕 緣工作臺8，將零件6置于絕緣工作臺8上，脈沖電源/直流電源5通過進(jìn)電裝置1分別連 接零件6和導(dǎo)電柔性電極4，調(diào)速電機(jī)2帶動導(dǎo)電柔性電極4旋轉(zhuǎn)，調(diào)速電機(jī)2固定電機(jī)座 3上。首先，將需要表面造型(如在零件表面做出圓形微坑、一字型微槽、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)微坑等) 的零件6置于絕緣工作臺8中，并在柔性電極4 (如導(dǎo)電毛刷)與零件6表面之間通過進(jìn) 電裝置1接入脈沖電源或直流電源5，調(diào)速電機(jī)2帶動導(dǎo)電電極4高速旋轉(zhuǎn)，絕緣工作臺8 在步進(jìn)電機(jī)的帶動下，柔性電極4向零件6表面靠近，達(dá)到放電間隙時，產(chǎn)生火花放電。利 用火花放電能量，蝕除零件6表面材料，在零件6表面形成圓形、一字形或者網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)微坑 的造型結(jié)構(gòu)或者在零件6表面形成密集的放電蝕坑。在實(shí)踐中，可以通過控制放電電流為 0. 1-15A ；柔性電極4的轉(zhuǎn)速在50-25000轉(zhuǎn)/分，電極絲直徑為0. 02_3mm，對表面造型結(jié)構(gòu) 進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)，在零件表面獲得寬度為20-100 μ m,深度為7-20 μ m，大于20 μ m任意長度 的凹坑。也可以獲得直徑在20-100μπι之間的圓形凹坑。并可以獲得表面粗糙度值Ra為 0. 5-4. 2 μ m,單位長度上凹坑數(shù)P。可達(dá)26-48個/cm。所處理的零件6表面可以為平面或 空間形面，零件6的運(yùn)動方向7與柔性電極4的運(yùn)動方向可以垂直也可以平行；柔性電極4 的運(yùn)動方式可以是直線也可以是與零件表面形狀相吻合的空間曲線、數(shù)控軌跡運(yùn)動方式。
權(quán)利要求
一種柔性電極電火花零件表面造型和表面毛化方法，其特征是對零件[6]表面通過電火花放電進(jìn)行造型處理，即調(diào)速電機(jī)[2]帶動導(dǎo)電柔性電極[4]勻速旋轉(zhuǎn)，在柔性電極[4]與作為另一極的零件[6]表面之間通入脈沖電源/直流電源[5]；絕緣工作臺[8]在步進(jìn)電機(jī)的帶動下，柔性電極[4]向零件[6]表面靠近，達(dá)到放電間隙時，產(chǎn)生火花放電，蝕除零件[6]表面材料，在零件[6]表面形成圓形、一字形或者網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)微坑的造型結(jié)構(gòu)或者在零件[6]表面形成密集的放電蝕坑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電極電火花零件表面造型和表面毛化方法，其特征是柔 性電極[4]采用導(dǎo)電毛刷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電極電火花零件表面造型和表面毛化方法，其特征是所 處理的零件表面為平面或空間形面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電極電火花零件表面造型和表面毛化方法，其特征是 柔性電極[4]的運(yùn)動方式為直線或者與零件表面形狀相吻合的空間曲線、數(shù)控軌跡運(yùn)動方 式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柔性電極電火花零件表面造型和表面毛化方法，其特征是放 電電流為0. 1-15A ；柔性電極[4]的轉(zhuǎn)速在50-25000轉(zhuǎn)/分，電極絲直徑為0. 02_3mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柔性電極電火花零件表面造型和表面毛化方法，對零件表面通過電火花放電進(jìn)行造型處理，即調(diào)速電機(jī)帶動導(dǎo)電柔性電極勻速旋轉(zhuǎn)，在柔性電極與作為另一極的零件表面之間通入脈沖電源/直流電源；絕緣工作臺在步進(jìn)電機(jī)的帶動下，柔性電極向零件表面靠近，達(dá)到放電間隙時，產(chǎn)生火花放電，蝕除零件表面材料，在零件表面形成圓形、一字形或者網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)微坑的造型結(jié)構(gòu)或者在零件表面形成密集的放電蝕坑。本發(fā)明利用柔性電極對零件表面進(jìn)行電火花表面造型和表面毛化。在進(jìn)行表面造型過程中，利用電火花對零件表面的蝕除作用，可以在零件表面獲得寬度為20-100μm，深度為7-20μm，大于20μm任意長度的凹坑。
文檔編號B23P9/00GK101817111SQ201010132539
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者徐安陽, 李帥, 胡岳, 谷新合 申請人:徐安陽