一种对形状复杂的外表面进行放电加工的装置

摘要

本发明公开了一种对形状复杂的外表面进行放电加工的装置，包括加工电源、用于装夹工件的工件夹具，还包括：外缘电极，固定在工件的待加工外表面四周，其内壁与工件外缘相隔一定的间隙；进给系统，一端设置有电机，侧壁设置有在电机的驱动下可在预定行程范围内沿直线往复运动的磁极夹具；环形磁极组，固定设置在所述磁极夹具上，并相隔一定间隙地包围外缘电极的外壁；控制系统，通过电路与电机及加工电源连接；所述加工电源的两个电极分别与工件和外缘电极连接，所述外缘电极与工件的待加工外表面之间设置有导电磁粉。本发明可用于对形状复杂的外表面进行粗化、改性、强化等，也可用于对形状复杂的外表面进行涂覆，其效率高，成本低。

说明书

 

技术领域

本发明属于电加工领域，特别涉及一种对形状复杂的外表面进行放电加工的装置。

背景技术

随着经济技术的发展，各种具有复杂形状外表面的器件在生产和生活中得到了广泛的应用，研究表明，对此类器件的外表面进行二次加工处理，比如在器件的外表面上制造各种微结构，对器件的外表面进行强化，或者在器件的外表面上形成涂层等，能有效提高此类器件的功能，具有极大的现实意义，例如，如果能在应用于各工业领域的散热片外表面制造出微小的结构，便能有效地增大传热表面积，从而有效地提高传热的效率，然而由于此类表面的形状非常复杂，采用现有的切削、磨削、激光、水射流等加工方法和手段很难有效地对此类表面进行有效的二次加工，因此需要探索新的技术满足此类难加工外表面的二次加工的要求。

电火花加工法已经在工业领域得到了广泛的应用，可用于零件的的成型、表面的改性、强化、以及在零件表面制造功能涂层等。

然而若采用传统的成型电极放电加工方法对形状复杂的外表面进行加工,要求必须先制造出刚性的成型电极, 由于成型电极在制作、安装方面均具有相当的难度，另外电火花加工过程还存在工具电极的损耗，因此采用成型电极电火花法加工形状复杂的外表面不仅费时而且成本高昂。

若采用电火花线切割的方法加工形状复杂的外表面，虽然可以避免耗费大量的成本进行成型电极的制作的问题，也可以忽略工具电极的损耗对加工过程的影响，然而该方法加工速度极低，难以满足实际生产的需要。

发明内容

针对上述技术问题，本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明的目的是提供一种结构简单，效率高、成本低的对形状复杂的外表面进行放电加工的装置。

本发明采用如下技术方案：

一种对形状复杂的外表面进行放电加工的装置，包括加工电源、用于装夹工件的工件夹具，还包括：

外缘电极，通过电极夹具固定在工件的待加工外表面四周，将工件包围，所述外缘电极内壁与工件外缘相隔一定的间隙；

进给系统，所述进给系统的一端设置有电机，侧壁设置有在电机的驱动下可在预定行程范围内沿直线往复运动的磁极夹具；

环形磁极组，固定设置在所述磁极夹具上，并相隔一定间隙地包围外缘电极的外壁，且可在磁极夹具的带动下沿外缘电极的轴线做直线往复运动；

控制系统，通过电路与电机及加工电源连接；

所述加工电源的两个电极分别与工件和外缘电极连接，所述外缘电极与工件的待加工外表面之间设置有由铁粉或镍粉为材料的导电磁粉。

进一步地，所述工件的底部还设置有用于隔离工件与外缘电极的绝缘挡板。

进一步地，所述工件夹具与工件的接触面之间、外缘电极与电极夹具的接触面之间均为绝缘的。

进一步地，还包括向外缘电极与工件的外表面之间补充导电磁粉的磁粉供应系统，所述磁粉供应系统与控制系统通过电路相连接。

进一步地，还包括防粉罩，设置于所述工件上端的中心孔的入口处。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：导电磁粉能自动适应并贴附于形状复杂的工件外表面上，无需进行特别的控制，贴附于工件表面的磁粉能在磁极组的带动下相对工件表面进行运动，并在运动的过程中对工件表面进行放电加工。

导电磁粉和磁极均获取方便，价格低廉。

本发明无需进行复杂的电极的制作安装，手段简便易行，且可具有较大的加工面积，因而能获得极快的加工速度，对提高具有复杂形状外表面的零件的加工效率，促进该类零件的工业应用具有积极的意义。

本专利技术手段简便易行，具有积极的技术效果。 

附图说明

图1是本发明实施例1的机构示意图。

图2是图1中A-A处剖视示意图。

图3是图2中I处局部放大示意图。

图中：1-工件； 2-外缘电极；3-导电磁粉；4-加工电源；5-绝缘挡板；6-磁极组；7-磁极夹具；8-磁粉供应系统；9-工件夹具；10-电极夹具； 11-控制系统；12-进给系统；13-电机；14-工作台；15-防粉罩。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。

实施例：

如图1及图3所示，一种对形状复杂的外表面进行放电加工的装置，包括加工电源4、用于装夹工件1的工件夹具9，还包括：

外缘电极2，通过电极夹具10固定在工作台14上，并将工件1的待加工外表面包围，所述外缘电极2内壁与工件1外缘相隔一定的间隙

进给系统12，所述进给系统12的一端设置有电机13，侧壁设置有在电机13的驱动下可在预定行程范围内沿直线往复运动的磁极夹具7；

环形磁极组6，固定设置在所述磁极夹具7上，并相隔一定间隙地包围外缘电极2的外壁，且可在磁极夹具7的带动下沿外缘电极2的轴线做直线往复运动；

控制系统11，通过电路与电机13及加工电源4连接；

所述加工电源4的两个电极分别与工件1和外缘电极2连接，所述外缘电极2与工件1的待加工外表面之间设置有由铁粉或镍粉为材料的导电磁粉3。

进一步地，所述工件1的底部还设置有用于隔离工件1与外缘电极2的绝缘挡板5。

进一步地，所述工件夹具9与工件1的接触面之间、外缘电极2与电极夹具10的接触面之间均为绝缘的。

进一步地，还包括向外缘电极2与工件1的外表面之间补充导电磁粉3的磁粉供应系统8，所述磁粉供应系统8与控制系统11通过电路相连接。

进一步地，还包括防粉罩15，设置于所述工件1上端的中心孔的入口处。

本实施例所提供的对形状复杂的外表面进行放电加工的装置的操作过程及工作原理如下：

（1）通过工件夹具9将工件1固定在工作台14上，通过电极夹具10将外缘电极2同轴地固定在工件1的待加工外表面四周； 

（2）通过磁粉供应系统8向外缘电极2和工件1待加工外表面之间供应适量的导电磁粉3，使得导电磁粉3和工件1待加工外表面有效贴合。

（3）加工过程中，工件1连接加工电源4的正极，外缘电极2连接加工电源4的负极（或者根据实际加工的需要，工件1也可以接加工电源4的负极，而外缘电极2连接加工电源4的正极）；

（4）加工过程中，磁极组6固定在磁极夹具7上，进给系统12驱动磁极夹具7带动磁极组6进行直线运动，导电磁粉3在磁极组6的带动下在工件1的待加工外表面上滑动，并在与之贴合的外表面处形成火花放电效应，从而实现对工件1外表面进行放电加工的目的，加工中可通过控制放电参数，如放电加工电压、放电加工电流、脉冲宽度、脉冲间隔等对加工程度进行控制。 

  在导电磁粉3的放电加工过程中，导电磁粉3的放电损耗，可以通过磁粉供应系统8补充导电磁粉3，磁粉供应系统8补充的导电磁粉3的量可根据实际的加工情况通过控制系统11进行控制。

加工过程中，导电磁粉3能自动适应各种复杂形状的工件外表面，在导电磁粉3与工件1表面的相对运动过程中，对工件1的外表面进行放电加工。

导电磁粉即可在空气、氩气等气体中放电，也能在去离子水、乳化液等液体中放电，本装置可用于各种形状复杂的外表面的粗化、改性、 强化等，也可用于对各种形状复杂的外表面进行涂覆。

加工过程中，外缘电极2和工件1之间的磁粉虽然会不断被放电效应去除，然而导电磁粉3能通过磁粉供应系统8进行不断的补充，使得导电磁粉能有效地保持和工件表面的贴合状态，从而保证加工能得以持续进行。

加工过程中设置在工件1上端的中心孔的入口处的防粉罩15能有效防止导电磁粉3进入工件的内孔。

在加工中为适应不同的加工要求，磁极组6的运动速度可通过控制系统11对电机13的作用来进行调节。此外，可通过数据采集卡监测加工电信号，以实现对加工过程的控制。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。