[发明专利]游离电极的电火花放电加工方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种游离电极的电火花放电加工方法及其设备。

背景技术

电火花加工是使工件和工具电极之间不断产生脉冲性的电火花，靠放电时局部、瞬时产生的高温把工件上的多余材料蚀除下来，从而实现对零件的加工。但是在加工过程中，不仅工件材料会被去除，工具电极也会产生相应的损耗。

由于工具电极的制作较为复杂，特别是一些包含复杂曲面工具电极，为增加其使用次数，并提高加工质量。国内外大量学者在减少工具电极的损耗方面进行了大量的研究，并提出了一些减少工具电极损耗的方法，主要是利用电火花加工过程中存在的几个效应：1，极性效应：针对不同的加工要求，确定合适的加工电参数，根据极性效应，选择工件和工具电极的极性，利用此方法能有效减少工具电极的相对损耗；2，吸附效应：以煤油之类的碳氢化合物为工作介质时，工具电极接脉冲电源的正极，工件接负极，利用放电过程中碳氢化合物热裂解产生的大量带电荷的碳胶粒(一般带负电荷)在电场的作用下吸附在正极表面，从而保护工具电极，此方法在一定程度上也能减少电极的损耗；3，传热效应：电火花加工的本质是利用高温的能量使材料去除，通过选择导热性能好的工具电极材料和优化加工电参数，使作用在工件上的能量更加集中，同时使工具上的能量快速扩散，也能实现减少工具电极损耗的目的，但是当工件和工具电极材料相同，或者工件材料导热效果更好时，此方法基本不起作用；4，面积效应：在加工条件相同的条件下，加工面积加大，增加了排屑和冷却难度，提高了非正常放电的概率，因而增加了工具电极的相对损耗，通过采用集束电极的方式，减少加工面积，能有效减少损耗。

由上述可知，尽管大量的学者在减少工具电极相对损耗方面提出了很多有益的方法，取得了很好的效果，但是不能从更本上避免工具电极的损耗。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：加工过程中，不仅工件材料会被去除，工具电极也会产生相应的损耗，从而使工具电极不能重复使用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种游离电极的电火花放电加工方法，工件和工具电极分别与脉冲电源的正负两极连接，形状相同、尺寸均匀的游离电极在工具电极表面运动，在电火花加工过程中，工件、工具电极和游离电极都浸没在绝缘介质中，利用工具电极给游离电极进电，运动的游离电极与所要加工的工件产生电火花放电，进而去除工件表面的材料，最终将工具电极的形状复制在工件上，实现零件的加工。

用于实现上述加工方法的一种游离电极的电火花放电加工设备，包括工作介质槽，工件、脉冲电源和工具电极，工件和工具电极分别与脉冲电源的正负两极连接，游离电极形状相同、尺寸均匀，工具电极位于工件的下方，游离电极在磁控装置的电磁力驱动下在工具电极的表面往复运动；或者，工具电极的表面具有倾斜度，游离电极利用工具电极的表面的倾斜度在自身重力的作用在工具电极的表面由高点移动到低点后被游离电极回收装置回收，游离电极回收装置将回收的游离电极重新输送至工具电极的表面的高点，使工具电极的表面不断有游离电极在移动。

进一步限定，游离电极回收装置为输送带式游离电极回收装置，输送带式游离电极回收装置通过输送带和相应的游离电极导向轨道将将回收的游离电极重新输送至工具电极的表面的高点，输送带上具有推动游离电极移动的刮板。

进一步限定，游离电极回收装置包括循环槽、回收导向轨道、输送带、输送导向轨道和工作介质循环泵，循环槽位于工作介质槽的外部，并相对工作介质槽处于低位，回收导向轨道连通工作介质槽和循环槽，将落下工具电极的游离电极导入循环槽，输送导向轨道连通循环槽和工作介质槽，输送导向轨道和输送带配合设置，输送带上具有推动游离电极移动的刮板，输送带提供推动游离电极由循环槽向工作介质槽移动的动力，而输送导向轨道对游离电极的移动轨迹进行导向，将游离电极导向至工具电极的表面的高点，工作介质循环泵通过管路将流入循环槽的工作介质返回工作介质槽。

进一步限定，游离电极的形状为球体、立方体。

进一步限定，游离电极的体积为1×10^-3～1×10⁶mm³。

进一步限定，游离电极的尺寸偏差小于0.1mm。

进一步限定，游离电极在工具电极表面的运动速度为0.01～10m/s。

进一步限定，工件和工具电极通过倾斜设置的方式，使工具电极的表面具有倾斜度。

本发明的有益效果是：