[发明专利]一种自修复工具电极磨削式放电加工装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械加工设备技术领域，特别涉及一种自修复工具电极磨削式放电加工装置及方法。

背景技术

磨削加工在机械加工中隶属于精加工，其具有切削量少、加工精度高等特点。磨削加工后的表面往往是机械零件中的重要表面。这些表面对加工精度和加工质量往往有着严格的要求。

传统的磨削加工是使用硬度较高的物体作为刀具去切削较软的物体，通过挤压的方法将待加工工件表面上的多余的材料去除，从而使工件达到规定的几何形状、尺寸精度和表面质量的加工方法。随着科技的发展，具有优良性能的材料被应用于众多先进装备中，如高温合金、不锈钢、钛合金、超高强度钢等，这类材料的切削加工性较差，难以采用传统的方法进行零件的磨削加工，由此诞生了非传统的磨削方法。

非传统的磨削方法主要有电化学磨削和电火花磨削等。电化学磨削加工是通过电化学的方法将待加工区域的金属去除，使工件达到规定的几何形状、尺寸精度和表面质量的加工方法。虽然其在加工过程中阴极无损耗、无宏观切削力、适宜加工各种难切削材料零件及薄壁件、加工效率高、表面质量好等优点，但是其定域性不好控制，容易出现杂散腐蚀，不利于保证加工精度，电火花磨削加工是通过采用标准形状的电极对工件进行火花放电加工，从而将待加工区域的金属去除，使工件达到规定的几何形状、尺寸精度和表面质量的加工方法。虽然该方法可以加工任何硬度的导电材料，但由于该过程为放电加工，电极在加工工件的同时自身也会受到损伤，这无疑将极大地影响加工精度和加工质量，因此，如何提供一种对于超硬材料的加工具有：加工精度高、使用寿命长、加工成本低的磨削加工方法成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种自修复工具电极磨削式放电加工装置及方法，以达到在加工过程中使工具电极的几何形状能得以及时恢复，提高加工精度和加工质量，延长工具电极的使用寿命长，降低加工成本的目的。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案：

一种自修复工具电极磨削式放电加工装置，主要包括：

工具电极，包括金属基体以及固结在所述金属基体表面的磨粒层，所述磨粒层包括磨粒，所述磨粒通过磨粒结合剂固结于所述工具基体上，所述磨粒结合剂为导电材料；

金属块，压紧在所述磨粒层上；

所述工具电极可在其轴线上旋转，且可沿着工件(3)表面运动。

优选地，所述金属块为铝块或铜块。

优选地，所述磨粒密布在所述磨粒层的内部及表面。

优选地，所述磨粒可由金刚石、碳化硅、氧化铝或者立方氮化硼制成。

优选地，所述磨粒可为菱形、三角形或者不规则多边形结构。

优选地，所述工具电极在第一驱动装置驱动下旋转，所述第一驱动装置的输出端通过旋转轴与所述工具电极相连接。

优选地，还包括承载机构，所述承载机构包括工作台以及设置于所述工作台上可横向及纵向移动的运动平台及其控制系统。

优选地，还包括用于盛放工作液的容槽，其内部设置有用于夹持所述待加工工件的夹具，所述容槽设置于所述运动平台上，且所述容槽的顶部开口高于所述待加工工件的顶部。

一种自修复工具电极磨削式放电加工方法，包括步骤：

当工具电极旋转时，其上的磨粒层磨削金属块，由此产生的金属碎屑将粘附到磨粒层表面磨粒的间隙中形成金属粘附层；

接通电源，将电源的两极分别连接于工具电极及固定有待加工工件的夹具，所述夹具能够相对于所述工具电极沿工作台所在平面移动，使所述工具电极接近所述待加工工件的表面，在此过程中金属粘附层对待加工工件表面进行磨削放电加工；

当所述金属粘附层放电损耗掉以后，暴露出来的磨粒将重新磨削金属块，磨削产生的金属碎屑将粘附到磨粒的间隙中，从而实现金属粘附层的补偿重建。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的一种自修复工具电极磨削式放电加工装置，主要包括工具电极1以及金属块2；其中，工具电极1包括金属基体11以及通过导电磨粒结合剂固结于金属基体11表面的磨粒层12，工具电极1可绕自身轴线旋转，且可沿着工件3表面运动；金属块2压紧在工具电极1的磨粒层12上；