专利名称：新型超声振动—脉冲放电复合加工机的制作方法
技术领域：
本实用新型属于难加工材料的成型加工技术领域。确切地说是一种适合于对工程陶瓷、硬质合金、聚晶金刚石、立方氮化硼以及特种钢材等难加工材料进行成型加工的关键设备。
现有的超声波加工机械虽然加工表面质量较好，但存在着材料去除率低等弱点。现有的放电(电火花)机械加工存在着许多使加工过程不稳定的因素，例如脉冲参数、电规准选择不当或用中、精规准加工型腔时没有冲液，随着加工深度或面积的增加，由放电所产生的电蚀产物以及由工作液中高温分解出来的碳墨等会因扩散排泄不畅而引起分布不均、局部浓度过高，从而破坏了平均分布时放电点分散的稳定放电状态，构成放电点集中、电蚀产物集中、放电点更集中的恶性循环。上述原因造成的矛盾不仅使加工稳定性变差、脉冲利用率降低、加工速度变慢，甚至可能达到不能继续维持加工的地步。利用超声振动与放电加工的复合作用对改善排屑条件有明显的作用，一般的作法是使电火花加工设备的工具头作超声波振动，但这种方法使加工设备昂贵，操作复杂。
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，研制出一种能够提高加工效率和加工表面质量、并降低设备成本和加工费用的新的复合加工设备。
该实用新型是通过以下方式实现的，它由一台普通的超声波加工机床附加一套直流电源组成，直流电源的正、负两极分别与工件和超声振动工具头相联接。当极间距离较小时，极间电压击穿两极间的工作液介质而产生放电；当极间距离较大时，极间电压不能击穿两极间的工作液介质，则放电过程停止。工作时，工具头以超声频周期性上下振动，使极间距离产生相应的周期性改变，在极间电压作用下，产生放电和停歇的交替，实现极间的超声频间隙脉冲放电。同时，利用工具头的超声振动，通过工作液中的磨料颗粒不断地锤击、冲击工件表面，将材料表面的电蚀软化层和电蚀产物覆盖层去掉。脉冲放电和超声波加工同时进行，使材料去除率和加工表面质量提高，特别是对于导电的硬脆材料效果更好。通过调整工具电极的振动频率和振幅以及极间直流电压等可以实现对放电参数的控制。
本实用新型由于是由一台普通的超声波加工机床附加一套直流电源组成，所以对工程陶瓷、硬质合金、聚晶金刚石、立方氮化硼以及特种钢材等难加工材料进行成型加工时，具有设备简单、实现容易，以及加工效率高、加工表面质量好和加工成本低等优点。
图1是该实用新型的原理图，图中1为超声波发生器，2为变幅杆，3为工具头，4为工作液介质，5为工件，6为直流电源。
以下结合附图给出本实用新型的一个最佳实施例。
J93025超声波加工机床一台；自行设计的交流整流直流电源一套，其输出电压无级可调，其输出正、负两极分别与工件和超声振动工具头相连接。具体的加工条件为(1).工作液介质采用80#B4C∶水＝1∶4；(2).开路电压为60V；(3).工具头的振动频率为20.12KHz；
(4).工具头的振幅为12μm；(5).平均放电电流为3A；(6).工具材料为45#钢；(7).工具直径为Φ6.0mm；(8).工件材料为SG-4氧化铝基复合陶瓷。
测试结果表明，该实用新型的有效放电率稳定在80％以上，加工效率是超声波加工的2～3倍，是电火花加工的1.5～2倍；加工尺寸精度为0.025～0.05mm；加工表面粗糙度为Ra1.9～3.0μm之间。
权利要求1.新型超声振动——脉冲放电复合加工机，包括一台普通的超声波加工机床，其特征在于本实用新型还含有一套直流电源，直流电源的正、负两极分别与工件和超声振动工具头相连接。
专利摘要新型超声振动—脉冲放电复合加工机，由一台普通的超声波加工机床附加一套直流电源组成，直流电源的正、负两极分别与工件和超声振动工具头相联接。本实用新型结构简单，容易实现对工程陶瓷、硬质合金、聚晶金刚石、立方氮化硼以及特种钢材等材料的成型加工，并且具有加工效率高、加工表面质量好和加工成本低等优点。
文档编号B23P23/00GK2256790SQ95233469
公开日1997年6月25日 申请日期1995年3月29日 优先权日1995年3月29日
发明者张建华, 艾兴, 贾志新 申请人:山东工业大学