[发明专利]基于低温环境的冰冻辅助微小孔加工方法及装置

权利要求书

1. 一种基于低温环境的冰冻辅助微小孔加工方法，其特征在于包括以下过程：

步骤1、将待加工工件固定在夹具上并置于容器中，将制冰溶液加入容器或注入空心零件中，至少保证待加工工件的制孔出口面被溶液淹没；

步骤2、采用低温实施措施，对加工区域进行降温处理，为整个加工营造低温环境；

步骤3、在低温环境下，至少使得待加工工件的制孔出口面所处部位的溶液被冻结，形成冰层，并和待加工工件自然地冻结在一起且具有连接强度，形成冰冻辅助结构；

步骤4、工作液采用管电极内冲液，即工作液从中空管电极内流入，从管电极和孔侧壁的间隙流出；随后进行电火花、电解、电火花电解复合、电液束微小孔加工； 

对于电火花微小孔加工，在孔刚穿通的瞬间电火花放电产生的热量使冰层局部融解，保证孔出口处充足的工作液供应，使加工顺利进行，从而改善孔出口质量；

对于电解微小孔加工，在孔刚穿通的瞬间从管电极中冲出的溶液的热量使冰层局部融解，保证出口处充足的工作液供应，使加工顺利进行，从而改善孔出口质量；

对于电液束微小孔加工，在孔刚穿通的瞬间从管电极中冲出的溶液的热量使冰层局部融解，从而保证出口处充足的工作液供应，使加工顺利进行，从而改善孔出口质量；

对于电火花电解复合加工，在孔刚穿通的瞬间电火花放电产生的热量使冰层局部融解，加工中同步实现电火花高速穿孔，以及电解加工；通过冰冻作用减小电火花热影响层和电解非加工面杂散腐蚀层，同时通过冰层保证穿透瞬间的电解液流场稳定，从而提高加工稳定性和加工质量；

步骤5、加工结束后，提高加工环境温度，待冰冻结构融化取出被加工工件。

2.根据权利要求1中所述的一种基于低温环境的冰冻辅助微小孔加工方法，其特征在于：上述工作液的温度可调以通过工作液温度控制制孔出口面所处部位冰层融化范围。

3.根据权利要求1所述的一种基于低温环境的冰冻辅助微小孔加工方法，其特征在于：上述制冰溶液与制孔工作液成分相同。

4.根据权利要求1所述的一种基于低温环境的冰冻辅助微小孔加工方法，其特征在于：所述的低温温度范围为-50～0℃。

5.根据权利要求1所述的一种基于低温环境的冰冻辅助微小孔加工方法，其特征在于：所述的冰层厚度从0.1～100mm。

6.根据权利要求1所述的一种基于低温环境的冰冻辅助微小孔加工方法，其特征在于：所述的低温实施措施包括液氮制冷、半导体制冷、空气压缩制冷。

7.根据权利要求1所述的一种基于低温环境的冰冻辅助微小孔加工方法，其特征在于：该方法可用于加工平面结构、复杂曲面结构、中空零件、实心零件。

8.一种实现权利要求1所述的基于低温环境的冰冻辅助微小孔加工方法的装置，其特征在于：该装置包括制冰系统；该制冷系统包括容器（10）、工件夹具，该工件夹具将工件（11）安装于容器（10）内，且使工件底部与容器底部预留制冰空间的夹具；该制冷系统还包括用于使制冰溶液冻结成冰的制冰部件。

9.根据权利要求8所述的制冰装置，其特征在于：该装置还包括工作液温度控制系统。