[实用新型]非导电材料超声电解放电复合加工装置

说明书

本实用新型涉及一种对非导电材料、确切的说是一种对氧化铝工业陶瓷等非导电材料进行加工的装置。

工业陶瓷是从七十年代发展起来的新型超硬、耐磨材料，其具有独特的物理机械性能，如高硬度、耐磨、耐高温、耐腐蚀和高导热等，在化工、机械、汽车及纺织等国民经济的骨干行业中有着及其广泛的应用前景。因此，其成型加工技术的研究也越来越受到世界各国的高度重视，利用机械能、热能、电能等的各种加工技术正在开发研究。在机械加工方法中，一般是用金刚石砂轮磨削加工，其优点是加工表面粗糙度好，缺点是加工效率低，砂轮损耗严重，如日本Osaka金刚石工业公司研制的CPG系列专用磨床和CP系列专用金刚石砂轮等。在超声波加工方法中，目前已由超声波磨粒破碎加工发展到旋转超声磨粒破碎加工，但一般用于超硬、脆硬材料的研磨、抛光，用于成型加工的很少，且存在生产效率低，生产成本高等缺点。

针对以上提出的问题，本实用新型的目的在于革新氧化铝工程陶瓷等非导电材料的电加工技术，提高其加工效率，且能有效地解决材料各种成型，内外表面加工粗糙所存在的问题。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种非导电材料超声电解放电复合加工装置，它包括有超声加工机和设置在超声加工机上的超声波电源，超声波电源是由超声波正弦振荡器、超声波前置放大器、超声波功率放大器和超声波换能器组成，其特征在于：将超声波电源、电火花电源和电解电源组合在一起，形成一个复合电源，即：将电解电源的阴极同工具电极联接，将电解电源的阳极与在电解磨料液中的辅助阳极相连接；电解电源与电火花电源相联接；电火花电源与超声波电源的调制电路相联接。

本实用新型所应用的原理是将超声磨料破碎加工及电解放电复合加工的有机结合，并以超声频信号调制电火花电源，达到复合加工的目的。此原理适合于所有非导电材料的加工，包括聚晶金刚石，蓝、白宝石，氮化硅陶瓷等新型超硬、耐磨材料的加工。

本实用新型的优点是：1、氧化铝工程陶瓷由电解磨料液中的火花放电、超声磨料破碎及碱性电解液化学腐蚀三方面综合作用来成型加工，提高了加工效率和加工精度。2、电解磨料液工具电极端面超声机械振动的影响而产生的高频、交变的液压正负冲击波和“空化”效应，加剧了火花放电对工件材料的蚀除，碱性电解液对工件材料的腐蚀，并促使工具电极的消电离，蚀除产物的排除及电解磨料液更新等速度加快，从而解决了深孔、复杂型面加工中的困难。3、本实用新型以超声频信号调制电火花电源，解决了电解放电加工中放电过程是随机的，脉冲参数无法控制所存在的问题。本实用新型设备简单，工作性能稳定，使用方便，利于推广。

附图1为本实用新型的原理图；

附图2为本实用新型的结构示意图。

下面结合附图通过实施方式对本实用新型加以具体描述：

本实用新型是这样实现的：对非导电材料进行超声电解放电复合加工中，将电解电源8(直流电源)的两个电极分别同工具电极5(阴极)和在电解磨料液中的辅助阳极11相连接，电解电源8可以取自整流器，也可以取自电火花电源7。工具电极5是用导电的金属材料(如钢、钨等)制成，辅助阳极11采用石墨块制成。电解液内加入磨料，混合成为悬浮的电解磨料液10。在超声加工机上配置电火花电源7，或在电火花打孔机上配置超声波电源。超声波电源是由超声波正弦振荡器1、超声波前置放大器2、超声波功率放大器3和超声波换能器4组成，由超声波正弦振荡器1产生18-25kHz的正弦振荡信号，经超声波前置放大器2、超声波功率放大器3的放大后送入超声换能器4，将电信号转换为超声频机械振动并传到工具电极5上，使工具电极相对工件9作超声机械振动，工具电极5与工件9之间的加工区域充满了不断循环的电解磨料液10，采用的超声频信号与控制电火花放电脉冲信号间相位或相差Kπ相位。同时，通过超声波前置放大器2将超声频信号送入调制电路6，并控制电火花电源7，使工具电极5缩短时，电火花电源7发出高频火花加工放电脉冲，送到工具电极5与工件9之间进行电火花脉冲放电加工。在工具电极伸长时，放电脉冲被调制电路6截断，工具电极5在磨料作用下加工工件，如此周而复始地进行下去，因而大大地提高了加工的效率。