[发明专利]一种附加超声振动的电火花线切割装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电火花线切割装置，特别是一种用于加工含有不导电相的复合材料的电火花线切割装置。

背景技术

现有的电火花切割装置一般包括机架、工作台、上、下导向器、丝架、丝电极，利用电火花线切割加工是一种常用的成型加工方法，目前已成为模具行业的主要加工手段之一，随着科学技术的不断进步，各种新材料不断研究和开发，复合材料(如陶瓷、金属基复合材料、聚晶金刚石等)已越来越多地用于机械制造领域，然而由于复合材料是多相复合而成，材料中含有大量不导电的强化相(如颗粒、纤维等)，给复合材料的线切割加工带来了极大的困难，主要表现在加工电流受到限制、断丝现象频繁发生、切割效率极低、表面粗糙度受影响，特别是材料的颗粒或纤维尺寸较大时，加工几乎无法进行。目前国内外对这种问题的解决一般采用脉冲电源的电一力爆破效应，如美国专利NO.4766281、中国专利ZL90109392.0(公告号：CN10228848C)公开的导电陶瓷材料加工电火花脉冲电源都采用这种办法，但这种办法只能解决一些单一的超硬、耐磨、电导率较高的材料的加工、且加工效果受到各方面的限制，如加工电流的增大，断丝现象的发生、切割效率的提高均受影响，特别是不能从根本上解决含有不导电相的复合材料的加工中出现的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种在电加工的基础上附加有机械振动并有效剔除复合材料中的不导电相、提高复合材料的加工效率和加工效果的附加超声振动的电火花线切割装置。

本发明包括机架、工作台、上导向器、下导向器、丝架、丝电极，其特征在于还包括有超声振动机构，该超声振动机构包括超声振动发生器、传动装置、振动装置，其中超声振动发生器的输出电极安装在上导向器上，振动装置包括振子、振动头、导电柱，且振动装置固定在传动装置上并通过其导电柱与超声振动发生器电连接，其振动头与线电极相接触。

本发明由于利用机械与电加工复合的电火花线切割加工方法，在加工过程中，除了火花放电外，还利用线电极的机械振动有效剔除复合材料中的不导电相(如颗粒、纤维等)，有效提高复合材料的加工效率和加工效果。此外，线电极的超声频振动，可有效地转移放电点，使其在加工电流峰值增大时不会发生断丝现象，且加工的表面粗糙度有所改善，可广泛应用于陶瓷、金属基复合材料、聚晶金刚石等复合材料的电火花线切割加工中，且结构简单、巧妙、实现容易、方便、成本低、实用性强。

以下结合附图详细说明本发明的基本结构与原理：

附图说明

图1是本发明的结构原理示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括机架1、工作台11、上导向器12、下导向器13、丝架21、丝电极22、超声振动机构，该超声振动机构包括超声振动发生器3、传动装置4、振动装置5，其中超声振动发生器3安装在机架1上，其输出电极31为环形碳刷，该环形碳刷设置在与上导向器12固接的环架14上。传动装置4包括步进电机、蜗杆42、蜗轮43，其中步进电机安装在机架1上并带动蜗杆42转动，蜗杆42通过支板41固定在机架1上，蜗轮43安装在丝架21上并与蜗杆42相啮合。为保证在工作过程中振动装置5始终与超声振动发生器3的电连接，并使振动装置5跟踪线电极22的切割方向，振动装置5包括振子51、振动头52、导电柱53，且振动装置5固定在传动装置4下方并通过其导电柱53与超声振动发生器3相电连接，其振动头52与线电极22相接触，上述振动装置5的导电柱设置在蜗轮43内位于超声振动发生器3的环形碳刷下方并与环形碳刷相连接，且该导电柱53分为两段，其下段固定在蜗轮43下部并与振动装置5的振子51相连接，其上段可上、下滑动套置在蜗轮43内，且上段导电柱与下段导电柱之间设有弹簧54，以保证在旋转过程中，导电柱53始终与环形碳刷相接。上述振动装置5的振子为压电晶体，该压电晶体通过导电柱53与超声振动发生器3的环形碳刷相接，同时振动装置5安装在传动装置4的蜗轮43下方并随蜗轮43一起转动，振动装置5的振动头52与线电极22相接触，达到跟踪切割和使丝电极22在进行电火花线切割的同时产生机械振动以剔除复合材料中的不导电相的目的，从而有效提高加工效率和改善加工效果。