專利名稱：絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及絕緣陶瓷加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法及裝置。
背景技術(shù)：
陶瓷材料具有高強(qiáng)度、高硬度、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕和良好的化學(xué)穩(wěn)定性等，作為二十一世紀(jì)的功能材料，在汽車、飛機(jī)、汽輪機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、航空、航天、機(jī)械、電子、電工、通訊、半導(dǎo)體、醫(yī)療衛(wèi)生等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。但由于陶瓷材料具有高硬度、高強(qiáng)度等特點(diǎn)，使得用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法對其加工特別困難，從工程陶瓷的應(yīng)用方面來看，其加工成本可占制造總成本的80 %以上，嚴(yán)重地影響了其在工業(yè)中的應(yīng)用。隨著加工技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于陶瓷加工的方法也不斷增多，按其加工模式可分為兩大類非電加工方法和電加工方法。(1)非電加工方法目前國內(nèi)外陶瓷材料的非電加工方法主要有利用金剛石刀具的磨削加工、車削加工、鉆削加工、激光加工、等離子體加工、超聲加工和磨料水射流加工等。1)金剛石刀具加工用金剛石砂輪磨削和金剛石車削加工是目前較為常用的絕緣陶瓷材料加工方法。由于絕緣陶瓷材料具有很高的強(qiáng)度、硬度、脆性和耐磨性，其可磨削性極差。要獲得較高的材料去除率和磨削比，多采用大磨削力磨削，加工中砂輪損耗嚴(yán)重，修整困難。鉆削方面，目前廣泛采用金剛石空心鉆加工直徑數(shù)毫米的圓孔。然而，由于陶瓷硬度極高，在鉆削加工過程中金剛石鉆頭磨損嚴(yán)重，此外，由于陶瓷的脆性很大，在孔的入口和出口處崩刃現(xiàn)象嚴(yán)重，影響了孔的加工質(zhì)量。為提高孔的加工質(zhì)量，目前人們在這種空心鉆上附加超聲波振動(dòng)進(jìn)行陶瓷鉆削加工。附加超聲波振動(dòng)后，雖然加工效果得到改善，但這種機(jī)床所能加工的陶瓷構(gòu)件種類有限，且一般較為昂貴，加工成本高，不利于該加工技術(shù)的推廣。2)激光加工激光加工方法是利用能量密度極高的激光束聚焦后在焦點(diǎn)上達(dá)到很高的能量密度，靠光熱效應(yīng)來加工各種材料，這也是加工非導(dǎo)電材料的一種較為有效的方法。激光加工時(shí)，材料的可加工性與其自身的強(qiáng)度、硬度等機(jī)械性能無關(guān)，僅與其熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比熱容、熱傳導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)等熱學(xué)特性有關(guān)。目前，激光加工在金剛石拉絲模和手表鉆石的加工、金剛石和工程陶瓷的切割等方面的應(yīng)用取得了較大的進(jìn)展。但由于激光加工是一種瞬時(shí)、局部融化、氣化的熱加工，影響因素很多，因此在精微加工時(shí)，激光加工難以保證較高的重復(fù)精度和表面粗糙度。目前對于激光輔助車削等加工手段也越來越受到各國學(xué)者的重視。但是激光加工受到工件材料厚度限制，只能加工很薄的工件，設(shè)備普遍復(fù)雜昂貴，加工成本高。3)等離子體加工針對工程陶瓷難以加工的現(xiàn)狀，可采用附加正極等離子弧加工工程陶瓷。以加工厚度為6mm的Al2O3陶瓷板為例進(jìn)行試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，噴嘴直徑為4mm 時(shí)，可獲得寬度小于5mm的光滑切口，切速達(dá)0. 8 1. Om/min。但這種方法加工精度低，一般難以獲得較好的表面粗糙度。4)超聲加工用超聲波加工硬脆材料是目前較為常用的方法之一，它是利用工具端面做超聲頻振動(dòng)，通過懸浮液中磨料的沖擊和拋磨加工脆硬材料的一種成型方法。日本學(xué)者波田野光用旋轉(zhuǎn)超聲頭加工法，在直徑為Φ 13mm、長IOOmm紅寶石上用16分鐘加工出直徑為Φ 3mm通孔；在厚0. 5mm的Al2O3陶瓷上加工出直徑為Φ0. 76mm Φ 12mm孔，加工時(shí)間為5 15秒。5)磨料水射流加工磨料水射流加工是利用射速數(shù)倍于音速的磨料水的機(jī)械沖擊作用，使工件表面產(chǎn)生微裂紋、進(jìn)而形成碎屑剝落蝕除的加工方法。磨料水射流加工陶瓷材料實(shí)際上是一個(gè)材料的動(dòng)態(tài)斷裂的過程，即通過微裂紋的擴(kuò)展實(shí)現(xiàn)材料的切削、磨削、鉆削加工。目前在工程陶瓷、硬質(zhì)合金、復(fù)合材料等材料加工中有所應(yīng)用，但加工精度和表面質(zhì)量較低。(2)電加工方法目前國內(nèi)外陶瓷材料的電加工方法主要有高壓輝光放電加工、電解電火花放電復(fù)合加工、機(jī)械成膜電火花加工、輔助電極法電火花加工等。1)高壓輝光放電加工高壓輝光放電加工是針對不導(dǎo)電的天然金剛石作為拉絲模而發(fā)展的一種方法。在尖電極與平板電極間放入絕緣的工件，兩極間加以直流或工頻交流高電壓，使尖電極附近空氣被擊穿，發(fā)生輝光放電蝕除。但輝光電流小，加工效果差。由于兩極間存在寄生電容，把電源變?yōu)楦哳l或脈沖性，可以流過相當(dāng)多的輝光電流。一般使用高壓高頻電源，其電壓為5000V 6000V，最高電壓為12000V，頻率為數(shù)萬赫茲到數(shù)十兆赫茲。 這種放電加工方法在坑太深時(shí)將發(fā)生側(cè)面放電，使加工難于進(jìn)行。此法加工出的凹坑的形狀粗糙，需要后續(xù)工序修研。2)電解電火花放電復(fù)合加工電解電火花復(fù)合加工方法是目前研究的較多的絕緣材料的電加工技術(shù)，這種方法是利用電解液中的火花放電作用，對工件材料進(jìn)行蝕除加工。 該技術(shù)的關(guān)鍵是如何在電解液中形成火花放電所需的非導(dǎo)電相。當(dāng)電極表面與工作液之間某處的電場強(qiáng)度達(dá)到氣體相的擊穿強(qiáng)度，便在該處產(chǎn)生火花擊穿放電，由火花放電時(shí)的瞬間高溫及沖擊作用來進(jìn)行蝕除加工。日本學(xué)者利用電解電火花復(fù)合加工技術(shù)，最早在NaOH、NaN03> NaCl等溶液中對非導(dǎo)電的Al2O3陶瓷進(jìn)行了加工研究，得出在NaOH溶液中加工效率最高的結(jié)論。日本學(xué)者久保田護(hù)、土屋八郎等人將電火花線切割技術(shù)和電解電火花打孔技術(shù)結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)了對玻璃及絕緣陶瓷的電解電火花線切割；日本學(xué)者近森邦夫還用紅外傳感器檢測控制電弧放電的方法，對電解液中電弧放電加工陶瓷材料進(jìn)行了試驗(yàn)研究。3)機(jī)械成膜電火花加工該方法是使圓周分布的齒狀電極做高速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，空氣由于粘性作用而吸附在齒的端面，當(dāng)齒電極運(yùn)動(dòng)到加工位置時(shí)，吸附的氣膜將齒電極與電解液間的電流通路絕緣隔斷，從而形成電位梯度，進(jìn)而引發(fā)火花放電。通過控制工具電極的回轉(zhuǎn)速度來控制火花放電的頻率。機(jī)械成膜電火花加工方法的加工效率低、能耗大，且不能加工深孔和復(fù)雜型腔。4)輔助電極法電火花加工20世紀(jì)90年代中期，日本長R科技大學(xué)的福澤康教授和東京大學(xué)的毛利尚武教授發(fā)明了絕緣陶瓷輔助電極電火花加工方法。他們用機(jī)械力夾緊的方法在絕緣工件表面上方壓上一張薄銅板或金屬網(wǎng)，作為加工開始階段的一個(gè)放電電極，稱為輔助電極。工具電極、輔助電極以及加工工件都浸入工作液煤油中，將輔助電極與脈沖電源的正極相連，然后利用工具電極和輔助電極之間電火花放電使煤油工作液產(chǎn)生熱分解，分解后生成的碳沉積在絕緣陶瓷加工表面上形成導(dǎo)電膜，使絕緣陶瓷的加工表面具有導(dǎo)電性，從而實(shí)現(xiàn)了絕緣陶瓷的電火花放電加工?？v觀以上絕緣陶瓷的加工方法，均能實(shí)現(xiàn)絕緣陶瓷的加工，但在加工精度、加工效率和表面質(zhì)量等方面較難滿足加工要求，且有些方法需要采用金剛石砂輪等刀具以及如激光加工機(jī)等加工設(shè)備，價(jià)格昂貴，不利于技術(shù)的推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有絕緣陶瓷加工方法及裝置存在的加工精度低、加工表面質(zhì)量差的問題，進(jìn)而提供一種經(jīng)濟(jì)有效的絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法及裝置， 將高頻脈沖電源正負(fù)極分別接于表面附有輔助電極的絕緣陶瓷和電極絲上，利用正負(fù)極之間的脈沖火花放電來實(shí)現(xiàn)絕緣陶瓷的加工。本發(fā)明首先提供一種絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法將外表面固定有輔助電極的絕緣陶瓷浸入電火花液或煤油工作液中，再在工作液中放置電極絲，將所述輔助電極與電極絲分別接高頻脈沖電源的正極和負(fù)極，控制二者的距離直到可實(shí)現(xiàn)火花放電，再按加工要求控制電極絲與絕緣陶瓷間的相對運(yùn)動(dòng)，即可。所述高頻脈沖電源的控制參數(shù)如下峰值電流調(diào)節(jié)范圍為1 50A;開路電壓為 100V ；脈寬調(diào)節(jié)范圍為1μ s 150μ s ；脈間調(diào)節(jié)范圍為1μ s 450μ S。所述輔助電極材料為導(dǎo)電金屬或?qū)щ娊饘倩衔?，如銅、鈦、氮化鈦導(dǎo)電薄膜，銅板、鋁板及銅網(wǎng)。所述絕緣陶瓷與輔助電極間的固定方式為涂覆、噴鍍或機(jī)械夾緊。所述電極絲纏繞于走絲裝置的貯絲筒上，由貯絲筒電機(jī)帶動(dòng)貯絲筒做往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電極絲的走絲速度為6 12m/s。所述絕緣陶瓷放置在可實(shí)現(xiàn)X向與Y向運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)上，所述工作臺(tái)通過X方向電機(jī)和Y方向電機(jī)與控制系統(tǒng)連接。本發(fā)明同時(shí)提供一種絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工裝置外表面固定有輔助電極的絕緣陶瓷以及電極絲都置于工作液槽中，工作液槽裝電火花液或煤油工作液，所述輔助電極與電極絲分別與高頻脈沖電源的正負(fù)極連接；所述絕緣陶瓷放置在可實(shí)現(xiàn)χ向與Y向運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)上，所述工作臺(tái)與控制系統(tǒng)連接。所述裝置還包括走絲裝置和導(dǎo)輪，所述導(dǎo)輪包括置于電火花液或煤油工作液之外的導(dǎo)輪和置于工作液中的導(dǎo)輪，所述電極絲纏繞在走絲裝置的貯絲筒上并通過導(dǎo)輪進(jìn)行拉緊，從而形成電極絲往復(fù)運(yùn)動(dòng)的循環(huán)回路。所述裝置包括機(jī)床床身，所述機(jī)床床身上固定導(dǎo)輪支架，所述導(dǎo)輪支架由線架橫梁及固定于線架橫梁兩端下方的線架立柱和L形線架組成；所述線架橫梁的兩端、線架立柱的上端、L形線架的上端分別設(shè)置一個(gè)導(dǎo)輪安裝孔，所述L形線架下端設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)輪安裝孔；每個(gè)導(dǎo)輪安裝孔上都安裝一個(gè)導(dǎo)輪；所述線架立柱下端固定在機(jī)床床身上，所述L形線架下端置于工作液槽中，工作液槽裝電火花液或煤油工作液。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于
(1)利用我國特有的往復(fù)走絲式電火花線切割機(jī)床作為加工設(shè)備，循環(huán)使用電極絲，較國外的單向走絲絕緣陶瓷電火花線切割加工，降低了加工成本；(2)通過編程，進(jìn)而控制機(jī)床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)，可以方便地實(shí)現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)形式，如齒輪、 回轉(zhuǎn)軸、棱柱等絕緣陶瓷構(gòu)件的加工，省去了傳統(tǒng)加工方法中所需的昂貴的刀具制作和修整，提高了加工效率，節(jié)約了成本；(3)可以實(shí)現(xiàn)具有精密配合要求的絕緣陶瓷內(nèi)型孔的加工。實(shí)驗(yàn)證明，利用本發(fā)明所述裝置及方法進(jìn)行邊長為5mm，高14mm的絕緣陶瓷等邊六棱柱的加工，加工所用工作液為煤油，所用的電參數(shù)分別為峰值電流20A，開路電壓 100V，脈寬20 μ s，脈間80 μ s，走絲速度9. 5m/s。加工時(shí)間為2. 5h，加工后表面粗糙度 Ra2. 1 μ m，因此，本發(fā)明可以很好地實(shí)現(xiàn)絕緣陶瓷材料的加工，加工過程穩(wěn)定，從而為絕緣陶瓷材料的加工提供了一種有效的方法。


圖1是絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法原理圖。圖2是絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工過程中，加工輔助電極部分的示意圖。圖3是絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工過程中，加工輔助電極與絕緣陶瓷交界處的示意圖。圖4是絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工過程中，加工絕緣陶瓷部分的示意圖。圖5是絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是工作液槽與工作臺(tái)裝配示意圖。實(shí)施例1中1-機(jī)床床身；2-機(jī)床X軸；3-機(jī)床Y軸；4-工作臺(tái)；5-工件支架； 6-輔助電極；7-絕緣陶瓷；8-工件夾塊；9-工作液槽；10-工件夾緊螺釘；11-煤油工作液； 12-高頻脈沖電源；13-電極絲；14-貯絲筒；15-走絲裝置；16-導(dǎo)輪；17-導(dǎo)電層。實(shí)施例2中1-機(jī)床床身；2-機(jī)床X軸；3-機(jī)床Y軸；4-工作臺(tái)；5_工件支架; 9-工作液槽；13-電極絲；14-貯絲筒；15-走絲裝置；18-線架立柱；19-六號導(dǎo)輪；20- — 號導(dǎo)輪；21-線架橫梁；22-貯絲筒電機(jī)；23-L形線架；24-五號導(dǎo)輪；25-導(dǎo)電塊；26- 二號導(dǎo)輪；27-四號導(dǎo)輪；28-三號導(dǎo)輪；29-液位調(diào)節(jié)螺桿；30-密封膠墊；31-地腳螺釘；32-機(jī)床墊腳；33-螺釘。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式。本發(fā)明通過對現(xiàn)有絕緣陶瓷加工方法進(jìn)行研究，提出一種絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法及使用該方法的裝置，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法原理、絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工過程以及絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例一絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法原理圖如圖1所示，將絕緣陶瓷7預(yù)先附著上輔助電極6，電極絲13經(jīng)機(jī)床上的導(dǎo)輪16纏繞于走絲裝置15的貯絲筒14上，由貯絲筒電機(jī)(圖1中未示出)帶動(dòng)貯絲筒做往復(fù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，將帶有輔助電極的絕緣陶瓷7工件安裝在往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床的工件支架5上并浸在煤油工作液11中，將高頻脈沖電源12正負(fù)極分別接在輔助電極6和電極絲13上，機(jī)床工作臺(tái)帶動(dòng)絕緣陶瓷7工件按照預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，電極絲13與輔助電極6之間首先發(fā)生火花放電，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)絕緣陶瓷7工件的蝕除加工。絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工過程如圖2、圖3、圖4所示，加工過程主要分為三個(gè)步驟。在加工的開始階段，電極絲13沿軸向(電極絲長度方向)作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 并沿徑向慢慢地靠近絕緣陶瓷7工件，電極絲13首先與輔助電極6發(fā)生放電，如圖2所示， 由于工作液采用的是煤油或電火花液，其在高溫下會(huì)裂解釋放大量的游離碳，游離碳與放電通道中游離態(tài)的物質(zhì)結(jié)合在一起形成帶負(fù)電的膠團(tuán)并且在電場的作用下吸附于正極表面形成導(dǎo)電層17 ；隨著加工的繼續(xù)進(jìn)行導(dǎo)電層17持續(xù)在正極表面生成，當(dāng)加工到絕緣陶瓷 7工件與輔助電極6的連接面時(shí)，如圖3所示，導(dǎo)電層17已經(jīng)覆蓋延伸至絕緣陶瓷7工件的表面，為繼續(xù)的火花放電提供了可能；導(dǎo)電層17與電極絲13之間的火花放電產(chǎn)生的高溫在將導(dǎo)電層17蝕除掉的同時(shí)也會(huì)帶走一部分的絕緣陶瓷7材料，使絕緣陶瓷的電火花線切割加工得以實(shí)現(xiàn)，隨著放電的進(jìn)行，絕緣陶瓷7不斷被蝕除，同時(shí)，新的導(dǎo)電層也會(huì)在電場力以及其他條件的作用下粘覆于待加工絕緣陶瓷7表面，如圖4所示。可見絕緣陶瓷的往復(fù)走絲電火花線切割加工是一個(gè)導(dǎo)電層17不斷生成，并不斷被蝕除且同時(shí)蝕除掉部分絕緣陶瓷7材料的動(dòng)態(tài)過程。實(shí)施例二 絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工裝置結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5所示。絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工裝置主要由機(jī)床床身1 ；走絲裝置15 ；線架立柱18 ；六號導(dǎo)輪 19 ；貯絲筒14 ；一號導(dǎo)輪20 ；線架橫梁21 ；貯絲筒電機(jī)22 ；L形線架23 ；五號導(dǎo)輪M ；導(dǎo)電塊25 ；二號導(dǎo)輪沈；四號導(dǎo)輪27 ；電極絲13 ；三號導(dǎo)輪觀；工件支架5 ；液位調(diào)節(jié)螺桿四； 工作液槽9 ；密封膠墊30 ；工作臺(tái)4 ；機(jī)床Y軸3 ；機(jī)床X軸2 ；地腳螺釘31和機(jī)床墊腳32構(gòu)成。其中，線架立柱18通過螺釘固定在機(jī)床床身1上，線架橫梁21的一端用螺釘固定在線架立柱18上，線架橫梁21的另一端下方用螺釘固定L形線架23 ；—號導(dǎo)輪20、二號導(dǎo)輪沈安裝在位于線架橫梁21兩端的導(dǎo)輪安裝孔中，并用緊定螺釘分別予以位置固定，同時(shí)用螺釘將導(dǎo)電塊25固定在線架橫梁21上，加工時(shí)導(dǎo)電塊25與電極絲13摩擦接觸，為電極絲13接入高頻脈沖電源負(fù)極；在L形線架23的豎桿上方上設(shè)置一個(gè)導(dǎo)軌安裝孔，在L形線架23下端的橫桿上并排設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)輪安裝孔，所述五號導(dǎo)輪M安裝在L形線架23豎桿上的導(dǎo)輪安裝孔中，所述四號導(dǎo)輪27、三號導(dǎo)輪觀安裝在L形線架23橫桿上的導(dǎo)輪安裝孔中，并用緊定螺釘予以位置固定；所述L形線架23置于工作液槽9之中并使四號導(dǎo)輪27和三號導(dǎo)輪觀置于工作液面以下(工作液槽部分后面闡述)；六號導(dǎo)輪19安裝在線架立柱 18的導(dǎo)輪安裝孔中，同樣用緊定螺釘進(jìn)行位置固定；此時(shí)，線架立柱18、線架橫梁21、L形線架23及安裝于三者之上的導(dǎo)輪共同構(gòu)成了電極絲13運(yùn)動(dòng)時(shí)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；應(yīng)注意，將各個(gè)導(dǎo)輪固定之前，應(yīng)調(diào)整導(dǎo)輪在其各自軸線上的位置，使各導(dǎo)輪上的導(dǎo)向槽對稱面處于同一平面內(nèi)，這樣有助于減小電極絲13運(yùn)行過程中的摩擦力，可降低工作時(shí)電極絲13的振動(dòng)及導(dǎo)輪磨損。機(jī)床X、Y兩個(gè)坐標(biāo)軸均采用電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠的傳動(dòng)方式，以及滾動(dòng)導(dǎo)軌的導(dǎo)向形式，機(jī)床X軸2處于機(jī)床Y軸3下方，工作臺(tái)4位于機(jī)床Y軸3上方；所述機(jī)床與控制系統(tǒng)連接(圖中未示出)，并通過控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)絕緣陶瓷按目標(biāo)軌跡運(yùn)動(dòng)；工作液槽9與工作臺(tái)4的裝配及密封形式如圖6所示，工作液槽9位于工作臺(tái)4的上方，并在兩者之間安裝有密封膠墊30，首先將工件支架5用螺釘固定在工作臺(tái)4上，再將工作液槽9、密封膠墊30、工作臺(tái)4三者用螺釘33固定成一個(gè)整體，然后用螺釘將工作臺(tái)4與Y軸導(dǎo)軌滑塊相連，這樣就實(shí)現(xiàn)了工作液槽的固定及密封，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了 X、Y軸運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與工作臺(tái)4的連接。電極絲13的往復(fù)走絲路徑為電極絲13從貯絲筒14出發(fā)依次經(jīng)過一號導(dǎo)輪20、 二號導(dǎo)輪沈、三號導(dǎo)輪28、四號導(dǎo)輪27、五號導(dǎo)輪24、六號導(dǎo)輪19，然后返回到貯絲筒14 上，工作時(shí)貯絲筒14上纏繞有一定圈數(shù)的電極絲13，隨著貯絲筒14的正反向轉(zhuǎn)動(dòng)，電極絲 13 —邊從貯絲筒14上被放出并沿走絲路徑進(jìn)入加工區(qū)域進(jìn)行加工，放電之后的電極絲13 又沿走絲路徑被重新纏繞到貯絲筒14上，從而實(shí)現(xiàn)了電極絲13的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。由電極絲13 的走絲路徑可見，電極絲13經(jīng)二號導(dǎo)輪沈進(jìn)入到工作液液面以下，然后又依次經(jīng)導(dǎo)輪觀、 導(dǎo)輪27、導(dǎo)輪M重新返回到工作液液面以上，從而實(shí)現(xiàn)了浸液式的加工。進(jìn)行絕緣陶瓷7往復(fù)走絲線切割加工時(shí)，將電極絲13經(jīng)導(dǎo)輪和導(dǎo)電塊25纏繞在運(yùn)絲裝置15的貯絲筒14上，形成電極絲13往復(fù)運(yùn)動(dòng)的循環(huán)回路；并將固定有輔助電極6 的絕緣陶瓷7工件固定在工件支架5上，輔助電極6和導(dǎo)電塊25分別與高頻脈沖電源12 的正負(fù)極相連；通工作液，直至將絕緣陶瓷7工件完全浸入工作液液面以下，這時(shí)加工區(qū)域的電極絲13也同時(shí)處于工作液之中；接通高頻脈沖電源12(圖5中未示出)，并啟動(dòng)加工， 工作臺(tái)4帶動(dòng)絕緣陶瓷7工件按照預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，直至加工完成。本實(shí)施方式只是對本專利的示例性說明而并不限定它的保護(hù)范圍，本領(lǐng)域人員還可以對其進(jìn)行局部改變，只要沒有超出本專利的精神實(shí)質(zhì)，都視為對本專利的等同替換，都在本專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法，其特征在于，將外表面固定有輔助電極的絕緣陶瓷浸入電火花液或煤油工作液中，再在工作液中放置電極絲，將所述輔助電極與電極絲分別接高頻脈沖電源的正極和負(fù)極，控制二者的距離直到可實(shí)現(xiàn)火花放電，再按加工要求控制電極絲與絕緣陶瓷間的相對運(yùn)動(dòng)，即可。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法，其特征在于，所述高頻脈沖電源的控制參數(shù)如下峰值電流調(diào)節(jié)范圍為1 50A ；開路電壓為100V ；脈寬調(diào)節(jié)范圍為1 μ s 150μ s ； 脈間調(diào)節(jié)范圍為1μ s 450μ S。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法，其特征在于，所述輔助電極材料為導(dǎo)電金屬或?qū)щ娊饘倩衔铩?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法，其特征在于，所述絕緣陶瓷與輔助電極間的固定方式為涂覆、噴鍍或機(jī)械夾緊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法，其特征在于，所述電極絲纏繞于走絲裝置的貯絲筒上，由貯絲筒電機(jī)帶動(dòng)貯絲筒做往復(fù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法，其特征在于，電極絲的走絲速度為6 12m/s。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述的絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法，其特征在于，所述絕緣陶瓷放置在可實(shí)現(xiàn)X向與Y向運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)上，所述工作臺(tái)通過X方向電機(jī)和Y方向電機(jī)與控制系統(tǒng)連接。
8.—種絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工裝置，其特征在于，外表面固定有輔助電極的絕緣陶瓷以及電極絲都置于工作液槽中，工作液槽裝電火花液或煤油工作液，所述輔助電極與電極絲分別與高頻脈沖電源的正負(fù)極連接；所述絕緣陶瓷放置在可實(shí)現(xiàn)X向與Y 向運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)上，所述工作臺(tái)與控制系統(tǒng)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工裝置，其特征在于，所述裝置還包括走絲裝置和導(dǎo)輪，所述導(dǎo)輪包括置于電火花液或煤油工作液之外的導(dǎo)輪和置于工作液中的導(dǎo)輪，所述電極絲纏繞在走絲裝置的貯絲筒上并通過導(dǎo)輪進(jìn)行拉緊，從而形成電極絲往復(fù)運(yùn)動(dòng)的循環(huán)回路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工裝置，其特征在于，所述裝置包括機(jī)床床身，所述機(jī)床床身上固定導(dǎo)輪支架，所述導(dǎo)輪支架由線架橫梁及固定于線架橫梁兩端下方的線架立柱和L形線架組成；所述線架橫梁的兩端、線架立柱的上端、L 形線架的上端分別設(shè)置一個(gè)導(dǎo)輪安裝孔，所述L形線架下端設(shè)置兩個(gè)導(dǎo)輪安裝孔；每個(gè)導(dǎo)輪安裝孔上都安裝一個(gè)導(dǎo)輪；所述線架立柱下端固定在機(jī)床床身上，所述L形線架下端置于工作液槽中，工作液槽裝電火花液或煤油工作液。
全文摘要
本發(fā)明涉及絕緣陶瓷加工技術(shù)領(lǐng)域。為了解決現(xiàn)有絕緣陶瓷加工方法及裝置存在的加工精度低、加工表面質(zhì)量差的問題，本發(fā)明提供一種絕緣陶瓷往復(fù)走絲電火花線切割加工方法將外表面固定有輔助電極的絕緣陶瓷浸入電火花液或煤油工作液中，再在工作液中放置電極絲，將所述輔助電極與電極絲分別接高頻脈沖電源的正極和負(fù)極，控制二者的距離直到可實(shí)現(xiàn)火花放電，再按加工要求控制電極絲與絕緣陶瓷間的相對運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明同時(shí)提供一種裝置將外表面固定有輔助電極的絕緣陶瓷以及電極絲都置于電火花液或煤油工作液中并分別與高頻脈沖電源的正負(fù)極連接；所述絕緣陶瓷固定在工作臺(tái)上，并由工作臺(tái)帶動(dòng)絕緣陶瓷運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明加工過程穩(wěn)定，利于推廣應(yīng)用。
文檔編號B23H7/02GK102166676SQ201110133128
公開日2011年8月31日 申請日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者侯朋舉, 白基成, 鄧冠群, 郭永豐, 陳蘭 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)