[实用新型]一种润湿供液式微细电化学放电线切割加工装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及的是一种特种加工技术领域的微细电化学放电线切割加工装置，具体的说，是针对非导电硬脆材料加工的润湿供液式微细电化学放电线切割加工装置。

背景技术

随着科技的快速发展，器械趋向轻量化、微型化，对高性能材料的应用以及相应微细加工方法的探究日趋重要。非导电硬脆材料如微晶玻璃、石英、陶瓷等因其具有耐磨、耐高温、耐腐蚀和耐热性被越来越多地应用在微机电系统以及MEMS领域。然而这些材料因为其绝缘性以及硬脆特性，对其进行微细加工时，较难采用传统机械切削方法以及电火花加工方法。

电化学放电线切割(也称为电解电火花线切割)是针对非导电硬脆材料线切割加工的新型电加工技术。通过将运动电极丝与辅助电极同时浸入电解液并分别连接电源的阴极和阳极，使发生电化学反应，在阴极生成氢气，当加载电压足够大时，集聚电极丝表面的氢气泡会融合形成致密气膜，形成极间高阻态，并在气膜内发生放电。此时将电极丝靠近工件，可实现对非导电硬脆材料的去除。区别于电火花线切割，电化学放电线切割的放电主要发生在电极丝与电解液之间，而非直接作用于工件，其材料去除机理除了火花热蚀除还包括对工件材料的化学腐蚀作用。通过调控合适的电解液参数以及电源参数，能够实现对非导电硬脆材料的高效切割加工。

经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号201410131769.7，申请公布号为CN103920949A，记载了“一种电解液循环式慢走丝电解电火花线切割加工装置”，该专利的技术自述为：一种包含收丝机构、电解液循环装置和送丝机构的电解电火花线切割加工装置，在运丝过程中，电极丝通过位于电解液循环装置加工槽两侧的行丝轮穿过加工槽置于电解液中，进液口位于电极丝行丝装置上方，电解液浸没加工液槽区域的电极丝。放电加工运丝过程中采用慢走丝运动方式，完成对工件的电解电火花线切割加工，电解液随电极丝流至外接液槽，外接液槽、储液箱、液压泵、加工槽依次连接，实现电解液循环。

该专利采用液槽作为加工反应区域，电极丝须穿过加工液槽，并被电解液完全浸没，工件进给靠近电极丝实现加工；现有其他装置也有将工件固定并完全浸入液槽电解液中，控制电极丝浸入电解液靠近工件实现加工。基于电化学放电线切割加工原理可知，浸入电解液的整段电极丝都将发生反应，若采用以上两种基于液槽环境的电解液供应方式，浸入电解液的电极丝长度不得不大于被加工工件厚度。第一种方式中液槽宽度直接限定了发生反应的电极丝的长度，对于不同厚度工件不具适应性，并且由于要在液槽中放置较大体积的辅助电极，液槽的最小宽度受到了限制；第二种方式中由于导丝机构的存在，发生反应的电极丝长度不仅要大于工件厚度，电极丝的放电对于导丝机构同样有损害。总结目前电化学放电线切割加工装置的不足之处：1、发生反应的电极丝长度不得不大于工件厚度，导致能量利用率低，同时工件两侧的火花放电会导致加工质量下降；2、对于不同厚度工件的加工适应性差，要满足适应性要求需对装置部分结构进行拆装，降低设备使用寿命。上述不足之处是当前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型针对目前设备存在的问题，设计了一种润湿供液式微细电化学放电线切割加工装置。本装置体积小，结构简单，能够实现对不同厚度工件的自适应供液，使发生反应的电极丝长度与工件厚度相等，保证放电能量利用最大化，降低对加工电源的要求，获得更好的加工质量。

本实用新型通过以下方式实现。本实用新型包括三部分：走丝装置、电解液循环装置、导丝装置。采用组合式结构，电解液循环装置紧贴走丝装置前侧，导丝装置安装于走丝装置后侧。整套装置安置于Y轴运动平台。

所述走丝装置由主电机、收丝轮、两个行丝轮、贮丝轮、阻尼器、导电块以及走丝装置载体组成。主电机、阻尼器固定于走丝装置载体，并分别与收丝轮、贮丝轮连接。行丝轮通过支撑件以及螺钉水平固定于走丝装置载体。导电块安装于走丝装置载体上，位于第一行丝轮右侧。电极丝从贮丝轮上抽出，经过第一行丝轮、导电块，穿过导丝装置后穿过第二行丝轮，进入收丝轮。