[发明专利]喷涂低温合金的电火花放电加工非导电陶瓷的装置及方法

说明书

本发明公开了一种喷涂低温合金的电火花放电加工非导电陶瓷件的装置，包括数控机床、电控装置、工作台以及喷涂装置，工作台上支撑有待加工的非导电陶瓷件。本发明还公开了使用上述装置的加工方法，依次按以下步骤进行：在工作台上安放待加工的非导电陶瓷件，安装喷涂装置；在线喷涂低温合金蒸汽，生成低温合金薄膜；设定电加工参数，进行电火花放电加工；检测放电过程，抬刀及继续在线喷涂，继续进行电火花放电加工；重复进行直到加工完成。本发明方便、快捷、效率高，加工准备周期短；能平衡喷涂效率和质量的关系；薄膜的均匀性更好，厚度一致；能实现精加工；加工不同型号零件时，方便规划导流嘴运动轨迹，不需要更换电磁铁装置。

技术领域

本发明涉及特种加工技术领域，尤其涉及辅助电极电火花放电加工非导电陶瓷的加工装置及方法。

背景技术

非导电陶瓷类零件烧结时尺寸变化较大，因此烧结后通常需要进一步加工才能使用，但非导电陶瓷晶体由阴阳离子之间的化学键结合而成的，具有很大的硬脆性，采用传统“以硬碰硬”的机械加工方法难以加工此类复杂形状零件，特别是一些薄壁类的特殊零件。稍有不慎即可能产生裂纹和烧伤。由于电火花加工无宏观作用力，作为非传统加工技术对于这类零件加工非常合适。但是放电加工必须是在电极对双方都局部导电的条件下才能进行的一种热加工方法。因此，必须使被加工的非导电陶瓷工件表面具有放电的加工条件，才能对其进行电火花放电加工。

通过对现有技术文献检索发现，日本长冈科技大学的福泽康教授和东京大学的毛利尚武在用电火花加工金属和绝缘陶瓷的结合面时，发现金属侧面被电火花加工蚀除的同时，绝缘陶瓷也被加工蚀除，从而发明了辅助电极法电火花加工绝缘陶瓷的方法，其绝缘陶瓷材料的放电加工工艺是：在陶瓷表面放置薄铜片或者金属网作为辅助电极，并放置在煤油介质中，加工过程中，煤油碳化附着在汽化、熔化的区熔，从而形成新的辅助电极，使得电火花加工能继续下去。但是，在实际的放电加工过程中，生成的“导电碳化薄膜”是一种自然过程，容易受到外围条件的干扰。因而，薄膜与陶瓷表面结合不牢固，厚度也不太均匀，表面质量不高，影响加工稳定及其加工后的性能，因而，其放电参数主要是长脉冲脉宽加工，对于精加工的短脉冲不能很好生成“导电碳化薄膜”，电火花加工应用受到限制。

国内方面，上海交通大学提出了“利用导电磁粉加工非导电陶瓷的放电加工方法”发明专利，其申请号为200510111502.2。该方法在非导电陶瓷件下面安置电磁铁，利用磁场效应将导电磁粉吸附在非导电陶瓷件的表面上，有一定的应用价值。但是该方法利用导电磁粉生成的辅助电极其均匀性不好控制，加工的精度与导电磁粉颗粒直径有很大关系，而且还需要在煤油沉浸方式中加工，对于冲刷或者气中电火花加工不适用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种既适用于长脉冲脉宽放电加工，也适用于中短脉冲放电精加工的喷涂低温合金的电火花放电加工非导电陶瓷的装置。

为实现上述目的，本发明的喷涂低温合金的电火花放电加工非导电陶瓷件的装置包括数控机床、电控装置、工作台以及用于喷涂低温金属合金的喷涂装置，工作台上支撑有待加工的非导电陶瓷件；

电控装置与数控机床的数控系统相连接，喷涂装置包括低温合金蒸汽箱，低温合金蒸汽箱连接有蛇形金属软管，蛇形金属软管的另一端连接有万向喷嘴，万向喷嘴连接有喷嘴支架，电控装置与万向喷嘴相连接；

数控机床上设有加工电极，加工电极位于待加工的非导电陶瓷件的正上方，万向喷嘴的喷出口朝向非导电陶瓷件；数控机床的数控系统以及电控装置分别通过导线连接加工电极；

非导电陶瓷件上喷涂有低温合金薄膜，低温合金薄膜连接有导电块，导电块通过导线与电控装置和数控机床的数控系统相连接。

所述万向喷嘴前端设有导流嘴。

所述蛇形金属软管包括由绝缘保温材料制成并位于外层的绝缘保温层，以及位于内层并与绝缘保温层固定连接的加热层，加热层内设有电加热装置，电加热装置与电控装置相连接。