本發(fā)明涉及電加工技術領域，尤其涉及一種具有修復工具電極的車削放電加工裝置及方法。

背景技術：

軸(或套)類零件是機械產(chǎn)品中最常見的關鍵零件，其加工精度的高低和表面質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響產(chǎn)品的使用性能。這些零件的回轉(zhuǎn)表面多是通過車削的方式進行加工。

傳統(tǒng)的車削加工是使用硬度較高的物體作為刀具去切削較軟的物體，通過擠壓的方法將待加工工件表面上的多余的材料切除，從而使工件達到規(guī)定的幾何形狀、尺寸精度和表面質(zhì)量的加工方法。隨著科技的發(fā)展，超硬材料大量涌現(xiàn)，該類材料被日益廣泛地應用于航空航天、電子、汽車等工業(yè)領域。然而該類材料屬于典型的難加工材料，采用傳統(tǒng)的車削加工方法難以對該類材料進行有效地加工，電火花車削加工法具有不受工件材料硬度影響、加工精度高、可加工形狀復雜的三維零件等特點，是加工超硬材料的有效方法之一。

然而在利用標準形狀的電極進行電火花車削加工的過程中，由于火花放電效應在去除工件材料的同時也會去除工具電極材料，因此加工過程中工具電極的放電損耗將無法避免，持續(xù)的工具損耗，無疑將極大地影響加工精度和加工質(zhì)量并提高加工的成本。

為解決標準形狀的工具電極的放電損耗問題，推動電火花車削在難加工超硬材料加工領域的應用，迄今為止，人們就對電火花車削加工過程中的電極損耗的補償?shù)募夹g進行了大量的研究，提出了電極修整、電極在線測量和補償?shù)榷喾N解決方案,但這些方法和技術離生產(chǎn)實際仍有較大的距離，標準形狀的工具電極在電火花車削加工過程中的損耗問題目前仍然沒有得到有效的解決。

綜上所述，如何解決標準形狀的工具電極在電火花車削加工過程中的損耗的問題，已成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種具有修復工具電極的車削放電加工裝置及方法，以避免標準形狀的工具電極在車削放電加工過程中的損耗的問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種具有修復工具電極的車削放電加工裝置，包括工具電極組件、位于工作液槽內(nèi)部的工作臺、導電顆粒補償機構和設置在所述工具電極組件斜上方的壓輥；

所述工具電極組件包括工具電極和用于驅(qū)動所述工具電極發(fā)生轉(zhuǎn)動的第一驅(qū)動機構，所述工具電極包括金屬圓柱體和固定在所述金屬圓柱體的柱型面上的絕緣層，所述絕緣層上設置有用于固定導電顆粒的間隙，且所述導電顆粒能夠與所述金屬圓柱體相抵接；

所述絕緣層與所述壓輥的滾型面配合，所述壓輥用于將所述導電顆粒補償機構上的所述導電顆粒滾壓在所述絕緣層的間隙內(nèi)，且所述導電顆粒的高度不小于所述絕緣層的厚度；

所述工作臺上設置有用于夾緊棒料的夾具和用于驅(qū)動所述夾具繞所述棒料的軸心轉(zhuǎn)動的第二驅(qū)動機構；

所述棒料的軸心與所述金屬圓柱體的軸心平行，所述棒料能夠相對所述工具電極沿所述棒料的軸心方向移動，且所述棒料與所述金屬圓柱體之間的距離可調(diào)。

優(yōu)選地，所述壓輥的軸心與所述金屬圓柱體的軸心平行。

優(yōu)選地，所述壓輥為可旋轉(zhuǎn)的壓輥，且所述壓輥的旋轉(zhuǎn)方向與所述工具電極的旋轉(zhuǎn)方向相反。

優(yōu)選地，所述壓輥連接有用于驅(qū)動所述壓輥旋轉(zhuǎn)的第三驅(qū)動機構。

優(yōu)選地，所述工具電極的驅(qū)動軸和所述壓輥的驅(qū)動軸上均設置有絕緣套。

優(yōu)選地，所述工作液槽的外底面設置有絕緣板。

優(yōu)選地，所述導電顆粒補償機構包括用于盛放所述導電顆粒的漏斗型容器，所述漏斗型容器底部設置有用于所述導電顆粒通過的開口。

優(yōu)選地，還包括控制柜，所述控制柜與電源連接，所述電源的兩極分別與所述工具電極和所述夾具連接。

優(yōu)選地，所述控制柜分別與所述第一驅(qū)動機構和所述第二驅(qū)動機構連接。

相比于背景技術中所介紹的內(nèi)容，上述具有修復工具電極的車削放電加工裝置，通過導電顆粒補償機構向工具電極上的絕緣層的間隙內(nèi)滾壓導電顆粒，當導電顆粒在放電過程中出現(xiàn)損耗后，將有新的導電顆粒進行補償，從而在放電加工過程中，避免了工具電極的金屬圓柱體出現(xiàn)損耗；同時通過工作臺上設置夾緊棒料的夾具，而第二驅(qū)動機構驅(qū)動夾具繞棒料的軸心轉(zhuǎn)動，并且通過調(diào)節(jié)棒料與金屬圓柱體之間的距離來調(diào)節(jié)放電加工的放電間隙，從而實現(xiàn)了對棒料的車削放電加工。

本發(fā)明還提供了一種具有修復工具電極的車削放電加工方法，該方法包括：

制作絕緣層，在可旋轉(zhuǎn)的工具電極的金屬圓柱體的柱型面上固定絕緣層，且所述絕緣層上設置有用于固定所述導電顆粒的間隙；

嵌入導電顆粒，將導電顆粒嵌入至所述間隙內(nèi)，且所述導電顆粒與所述金屬圓柱體相接觸；

車削放電加工，接通電源，所述電源的兩極分別與所述工具電極和固定有棒料的夾具連通，所述夾具繞所述棒料的軸心轉(zhuǎn)動，所述間隙內(nèi)的導電顆粒對所述棒料的表面放電加工，通過調(diào)節(jié)所述工具電極與所述夾具的位置關系，實現(xiàn)所述棒料的車削放電加工；

補償導電顆粒，當所述絕緣層的間隙內(nèi)的導電顆粒損耗掉時，通過壓輥的滾型面將新的導電顆粒滾壓至所述絕緣層的間隙內(nèi)，實現(xiàn)導電顆粒的補償。

由于上述方法采用了上述具有修復工具電極的車削放電加工裝置的核心思想，該具有修復工具電極的車削放電加工裝置具有上述技術效果，具有該裝置的核心思想的方法也應具有相應的技術效果，在此不再贅述。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的具有修復工具電極的車削放電加工裝置的放電加工原理圖的正面結構；

圖2為本發(fā)明實施例提供的圖1的局部放大圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的具有修復工具電極的車削放電加工裝置的放電加工原理圖的側(cè)面結構；

圖4為本發(fā)明實施例提供的具有修復工具電極的車削放電加工裝置的車削結構的示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的具有修復工具電極的車削放電加工方法的流程圖。

上圖1-4中，

棒料1、夾具2、絕緣板3、導電顆粒補償機構4、壓輥5、工作臺6、工具電極7、電源8、絕緣層9、導電顆粒10、工具電極的驅(qū)動軸11、絕緣套12、控制柜13、工作液槽14；

上圖5中，

制作絕緣層100、嵌入導電顆粒200、車削放電加工300、補償導電顆粒400。

具體實施方式

本發(fā)明的核心是提供一種具有修復工具電極的車削放電加工裝置及方法，以避免標準形狀的工具電極在車削放電加工過程中的損耗的問題。

為了使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明提供的技術方案，下面將結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明。

如圖1-4所示，本發(fā)明實施例提供的一種具有修復工具電極的車削放電加工裝置，包括工具電極組件、位于工作液槽14內(nèi)部的工作臺6、導電顆粒補償機構4和設置在工具電極組件斜上方的壓輥5；

工具電極組件包括工具電極7和用于驅(qū)動工具電極發(fā)生轉(zhuǎn)動的第一驅(qū)動機構，工具電極7包括金屬圓柱體和固定在金屬圓柱體的柱型面上的絕緣層9，絕緣層9上設置有用于固定導電顆粒10的間隙，且導電顆粒10能夠與金屬圓柱體相抵接，使得導電顆粒與金屬圓柱體良好的接觸。

絕緣層9與壓輥5的滾型面配合，壓輥5用于將導電顆粒補償機構4上的導電顆粒10滾壓在絕緣層9的間隙內(nèi)，且導電顆粒10的高度不小于絕緣層9的厚度。在具體放電加工過程中，導電顆粒補償機構向滾型面與絕緣層的配合位置輸送導電顆粒，當導電顆粒經(jīng)過滾型面后，導電顆粒嵌入至上述間隙并使得導電顆粒能夠與金屬圓柱體良好接觸，由于導電顆粒10的高度不小于絕緣層9的厚度，故通過滾壓后，絕緣層上形成了具有一定厚度的顆粒導電區(qū)域。

這里需要說明的是，本領域技術人員都應該理解的是，為了使得壓輥5能夠順利滾壓導電顆粒使其嵌入至絕緣層的間隙內(nèi)，上述設置在工具電極組件斜上方的壓輥5，具體設置方式為：當工具電極順時針旋轉(zhuǎn)時，壓輥設置在所屬工具電極的右上方；當工具電極逆時針旋轉(zhuǎn)時，壓輥設置在所屬工具電極的左上方。另外需要說明的是，上述絕緣層一般為采用高熔點的耐磨絕緣材料制作成的絕緣層。

工作臺6上設置有用于夾緊棒料1的夾具2和用于驅(qū)動夾具2繞棒料1的軸心轉(zhuǎn)動的第二驅(qū)動機構；棒料1的軸心與金屬圓柱體的軸心平行，棒料1能夠相對工具電極沿棒料的軸心方向移動，且棒料1與金屬圓柱體之間的距離可調(diào)。

這里需要說明的是，上述棒料1能夠相對工具電極沿棒料的軸心方向移動，具體可以是棒料沿棒料的軸心方向移動，工具電極沿棒料的軸心方向不能移動；也可以是棒料沿棒料的軸心方向不能移動，工具電極沿棒料的軸心方向能夠移動；還可以是棒料和工具電極沿棒料的軸心方向均能夠移動，來實現(xiàn)工具電極對棒料軸向方向的不同位置進行放電加工。

另外需要說明的是，上述棒料1與金屬圓柱體之間的距離可調(diào)，具體可以是夾具2能夠沿與棒料的軸心和金屬圓柱體的軸心均垂直相交的直線方向移動，金屬圓柱體不能夠沿與棒料的軸心和金屬圓柱體的軸心均垂直相交的直線方向移動；也可以是夾具2不能夠沿與棒料的軸心和金屬圓柱體的軸心均垂直相交的直線方向移動，金屬圓柱體能夠沿與棒料的軸心和金屬圓柱體的軸心均垂直相交的直線方向移動；還可以是夾具2和金屬圓柱體均能夠沿與棒料的軸心和金屬圓柱體的軸心均垂直相交的直線方向移動。來實現(xiàn)棒料1與金屬圓柱體之間的距離可調(diào)。

可以理解的是上述夾具2能夠沿與棒料的軸心和金屬圓柱體的軸心均垂直相交的直線方向移動，具體可以是夾具2能夠沿與棒料的軸心和金屬圓柱體的軸心均垂直相交的直線方向移動，而工作臺不能夠沿與棒料的軸心和金屬圓柱體的軸心均垂直相交的直線方向移動；也可以是夾具2不能夠沿與棒料的軸心和金屬圓柱體的軸心均垂直相交的直線方向移動，而工作臺能夠沿與棒料的軸心和金屬圓柱體的軸心均垂直相交的直線方向移動；還可以是夾具和工作臺均能夠沿與棒料的軸心和金屬圓柱體的軸心均垂直相交的直線方向移動。

進一步需要說明的是，上述導電顆?？梢允倾~、鐵、鋁等導電顆粒，也可以是本領域技術人員常用的其他導電顆粒；上述絕緣層可以是金剛石絕緣層、立方氮化硼絕緣層等等，或本領域技術人員常用的其他絕緣材料制得的絕緣層。

相比于背景技術中所介紹的內(nèi)容，上述具有修復工具電極的車削放電加工裝置，通過導電顆粒補償機構向工具電極上的絕緣層的間隙內(nèi)滾壓導電顆粒，當導電顆粒在放電過程中出現(xiàn)損耗后，將有新的導電顆粒進行補償，從而在放電加工過程中，避免了工具電極的金屬圓柱體出現(xiàn)損耗；同時通過工作臺上設置夾緊棒料的夾具，而第二驅(qū)動機構驅(qū)動夾具繞棒料的軸心轉(zhuǎn)動，并且通過調(diào)節(jié)棒料與金屬圓柱體之間的距離來調(diào)節(jié)放電加工的放電間隙，從而實現(xiàn)了棒料的車削放電加工。

進一步地，上述壓輥5的軸心與金屬圓柱體的軸心平行。通過上述軸心的平行使得壓輥滾壓導電顆粒的效果更好。當然可以理解的是上述壓輥5的軸心與金屬圓柱體的軸心還可以是非平行的，只不過本發(fā)明實施例優(yōu)選采用上述軸心平行的方式而已。

進一步地，壓輥5為可旋轉(zhuǎn)的壓輥，且壓輥5的旋轉(zhuǎn)方向與工具電極7的旋轉(zhuǎn)方向相反。通過將上述壓輥設置成可旋轉(zhuǎn)的，使得滾壓導電顆粒是更加順暢，同時將壓輥5的旋轉(zhuǎn)方向與工具電極7的旋轉(zhuǎn)方向設置成相反方向，使得壓輥和工具電極上的絕緣層之間具有擠壓效果，進一步使得導電顆粒的滾壓更加順暢。當然可以理解的是，上述壓輥5也可以是不可旋轉(zhuǎn)的，只不過本發(fā)明實施例優(yōu)選采用上述可旋轉(zhuǎn)的方式而已。

進一步地，上述壓輥5連接有用于驅(qū)動壓輥5旋轉(zhuǎn)的第三驅(qū)動機構。通過上述第三驅(qū)動機構使得壓輥能夠主動旋轉(zhuǎn)，增強了滾壓效果。當然可以理解的是，上述壓輥5還可以是沒有驅(qū)動機構，隨著工具電極的旋轉(zhuǎn)與導電顆粒的擠壓帶動壓輥5發(fā)生旋轉(zhuǎn)。

進一步地，上述工具電極7的驅(qū)動軸和壓輥5的驅(qū)動軸上均設置有絕緣套12；上述工作液槽14的外底面設置有絕緣板3。上述絕緣套和絕緣板均起到隔電保護作用，使得放電加工過程更加安全可靠。

進一步地，上述導電顆粒補償機構4包括用于盛放導電顆粒的漏斗型容器，漏斗型容器底部設置有用于導電顆粒10通過的開口。通過上述漏斗型容器內(nèi)的導電顆粒在重力作用下從上述開口中掉落至工具電極的絕緣板與壓輥的滾型面之間，在壓輥的滾壓作用下，使得絕緣板的間隙內(nèi)損耗的導電顆粒得到補償。當然可以理解的是，上述導電顆粒補償機構還可以是本領技術人員容易想到的其他結構，比如導電顆粒通過傳送帶等方式輸送至絕緣板與壓輥的滾型面之間等等。

進一步地，上述裝置還包括控制柜13，該控制柜13與電源8連接，電源8的兩極分別與工具電極7和夾具2連接。通過上述控制柜可以控制工具電極和夾具的通電和斷電。

進一步地，上述控制柜13分別與第一驅(qū)動機構和第二驅(qū)動機構連接。進而控制柜可以控制第一驅(qū)動機構和第二驅(qū)動機構的運轉(zhuǎn)。

如圖5所示，本發(fā)明實施例還提供了一種具有修復工具電極的車削放電加工方法，該方法包括：

制作絕緣層100，在可旋轉(zhuǎn)的工具電極的金屬圓柱體的柱型面上固定絕緣層(需要說明的是，上述絕緣層一般為采用高熔點的耐磨絕緣材料制作成的絕緣層)，且絕緣層上設置有用于固定導電顆粒的間隙；

嵌入導電顆粒200，將導電顆粒嵌入至間隙內(nèi)，且導電顆粒與金屬圓柱體相接觸；

車削放電加工300，接通電源，電源的兩極分別與工具電極和固定有棒料的夾具連通，夾具繞棒料的軸心轉(zhuǎn)動，間隙內(nèi)的導電顆粒對棒料的表面放電加工，通過調(diào)節(jié)工具電極與夾具的位置關系(調(diào)節(jié)工具電極與夾具的距離來調(diào)節(jié)放電間隙，通過調(diào)節(jié)工具電極與夾具沿棒料的軸向方向的位置調(diào)節(jié)車削長度)，實現(xiàn)棒料的車削放電加工；

補償導電顆粒400，當絕緣層的間隙內(nèi)的導電顆粒損耗掉時，通過壓輥的滾型面將新的導電顆粒滾壓至絕緣層的間隙內(nèi)，實現(xiàn)導電顆粒的補償。

由于上述方法采用了上述具有修復工具電極的車削放電加工裝置的核心思想，該具有修復工具電極的車削放電加工裝置具有上述技術效果，具有該裝置的核心思想的方法也應具有相應的技術效果，在此不再贅述。

為了使本領域技術人員更好的理解本發(fā)明提供的技術方案，下面結合具體的操作過程進行說明：

首先，將棒料1安裝在夾具2上，夾具2安裝在工作臺6上并置于工作液槽14中，工作液槽中的去離子水沒過棒料。工具電極7下端加工棒料1，工具電極繞其驅(qū)動軸11旋轉(zhuǎn)，通過電源8提供電流。加工過程中，導電顆粒10與棒料1之間的間隙被擊穿，對棒料進行電加工。絕緣套12與絕緣板3起隔電保護作用。工具電極上方壓輥5與工具電極配合，不斷將導電顆粒10，壓進工具電極表面的絕緣層9的間隙內(nèi)，通過導電顆粒補償機構4可不斷供給導電顆粒，由此來補充放電加工中導電顆粒的消耗?？刂乒?3可控制夾具和工具電極的轉(zhuǎn)動以及電源電能的接通和斷開。

上述裝置，在加工過程中工具電極做旋轉(zhuǎn)運動，外界供應的導電顆粒將被不斷壓入工具本體表面上，并在壓力的作用下和金屬圓柱體連通，其高度將略高于絕緣層或與絕緣層基本持平，從而形成一定厚度的壓入顆粒導電區(qū)域，加工過程中的放電效應在該區(qū)域發(fā)生，放電效應雖然會造成導電顆粒的損耗，然而損耗的導電顆粒在加工過程中可以不斷地得到補充，如此往復，可使工具電極的金屬圓柱體及其表面的絕緣層在加工過程中得到有效的保護，并避免工具電極的金屬圓柱體遭到損傷，這無疑將極大地延長工具電極的壽命，保證了加工的精度并降低了加工的成本。

以上對本發(fā)明所提供的具有修復工具電極的車削放電加工裝置及方法進行了詳細介紹。需要說明的是，本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。

還需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者設備中還存在另外的相同要素。

本文中應用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內(nèi)。