[发明专利]改变工具电极端部形貌的电火花加工方法及系统

说明书

本发明公开了一种改变工具电极端部形貌的电火花加工方法及系统，其中，该方法包括：采用在线法或离线法制备预设端部形貌的工具电极；对预设端部形貌的工具电极进行冲液效果观察实验，观察飞溅的水花形状，根据水花形状对预设端部形貌和冲液参数进行优化；利用优化后的冲液参数和优化后的预设端部形貌的工具电极进行放电实验，观察优化后的预设端部形貌的工具电极的放电现象，根据放电现象对工艺参数进行优化；采用优化后的工艺参数和优化后的预设端部形貌的工具电极进行电弧铣削加工。该方法通过改变工具电极端部形貌，改善冲液效果，促进排屑，降低相对电极损耗率，提高加工质量的电火花加工工艺。

技术领域

本发明涉及特种加工技术领域，特别涉及一种改变工具电极端部形貌的电火花加工方法及系统。

背景技术

电火花加工是指在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的一种特种加工技术。由于电火花加工是利用电、热能进行加工，因此不受材料强度、硬度的限制，广泛应用于各种模具、难加工材料、复杂形貌以及某些特殊或极端要求的零部件的加工。

电火花加工过程中产生的电蚀产物如果不能及时排出加工间隙，会堆积在加工表面，造成二次放电，不仅影响加工的稳定性，而且会造成电火花加工面烧蚀等问题，严重影响加工面的表面质量。为了促进排屑，通常采用的方法是冲油和加工过程中电极抬起，冲油的压力过小，无法有效排屑，冲油压力过大，则会影响放电通道的建立，导致加工效率降低，而在加工过程中不断抬起电极，则会导致无法连续加工，也会造成电火花加工效率低。

针对电火花加工在应用的过程中存在加工效率低、排屑效果差等问题，近几年国内外学者开始研究具有更高能量以及更大去除效率的电弧铣削加工，如短电弧加工、直流运动电弧加工等。电弧铣削加工改变了传统电火花逐点、间歇式的加工方式，在很大程度上提高了电火花加工的材料去除率。但是由于加工过程中能量大，冲液效果不好，造成加工面表面粗糙度值高，并且工具电极的形状是常见的圆柱形，在铣削加工工程中，底部不断磨损，电极损耗非常严重，无法保证加工精度，尤其是在加工具有一定长度的沟槽时，会造成加工沟槽底部呈现斜面状，即沟槽末端深度比刚开始加工端深度小；除此之外，随着工具电极的不断磨损，加工的沟槽侧壁的倾斜角度也越来越大。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种改变工具电极端部形貌的电火花加工方法，该方法能够提高加工质量的电火花加工工艺。

本发明的另一个目的在于提出一种改变工具电极端部形貌的电火花加工系统。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了改变工具电极端部形貌的电火花加工方法，包括以下步骤：采用在线法或离线法制备预设端部形貌的工具电极；对所述预设端部形貌的工具电极进行冲液效果观察实验，观察飞溅的水花形状，根据所述水花形状对预设端部形貌和冲液参数进行优化；利用优化后的冲液参数和优化后的预设端部形貌的工具电极进行放电实验，观察所述优化后的预设端部形貌的工具电极的放电现象，根据所述放电现象对工艺参数进行优化；采用优化后的工艺参数和所述优化后的预设端部形貌的工具电极进行电弧铣削加工。

本发明实施例的改变工具电极端部形貌的电火花加工方法，通过改变工具电极端部形貌，改善冲液效果，促进排屑，降低相对电极损耗率，提高加工质量的电火花加工工艺。

另外，根据本发明上述实施例的改变工具电极端部形貌的电火花加工方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述在线法包括研磨法和反拷法，其中，当待处理的工具电极的尺寸大于5mm或壁厚大于1mm时，采用所述研磨法，当所述待处理的工具电极的尺寸小于5mm或壁厚小于1mm时，采用所述反拷法。