专利名称：电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极的制作方法
技术领域：
本发明属于特种加工领域，涉及一种电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极。
背景技术：
电火花铣削加工是20世纪80年代末开始研究，90年代初才发展起来的一种新型加工工艺。它采用简单形状的电极(如棒状电极)像铣刀那样按照一定轨迹作成型运动，该电极在数控系统的控制下可以对三维型腔或型面进行电火花铣削加工。与传统电火花成型加工相比，电火花铣削不仅省去了成型电极的设计与制造，縮短了产品的生产周期，降低了加工费用，提高了加工的灵活性，而且还有效地提高加工稳定性、减少电容效应，是一种极具发展前景的加工技术。目前国内外常用的电火花铣削工具电极均为金属电极，其形状有棒状、管状工具电极等，该类工具电极的主要功能是实现火花放电铣削工件，主要适合于粗和半精加工，不能实现电火花铣削与机械磨削的复合加工。
可实现电火花端面铣削与机械磨削复合加工的工具电极，目前国内外尚未见报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大平面加工用的电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极，实现大平面的高效、高精度电火花端面铣削与机械磨削复合加工，提高难加工导电材料大平面的加工效率和加工精度、降低其加工成本。
本发明的原理所发明的电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极由放电电极1、
支撑盘2、放电电极压紧垫片3、放电电极压紧螺母4、工具电极轴5、螺钉6、磨削棒压紧螺母7、磨削棒压紧垫片8和磨削棒9组成。加工时，电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极被安装在机床的主轴头上，并在主轴头的带动下做旋转运动和Z方向的移动，电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极和工件分别与脉冲电源的负、正极相连，冲注工作液于工具电极和工件间，在电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极的放电电极端面与
工件间产生火花放电，由放电时产生的瞬时高温、高压作用来进行电火花铣削，放电作用在去除工件的同时，还在工件的表面上形成一层变质层，磨削棒的机械磨削作用主要去除该变质层，工件被安装在X、 Y方向移动工作台上，在X、 Y方向移动工作台的带动下做X、 Y方向的移动，由工作台和电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极间的相对运动来实现对工件大平面的电火花铣削与机械磨削的复合加工。本发明具有如下优点
1. 釆用可拆卸更换的方式来设计放电工具电极和磨削棒，可避免制造整体电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极带来的加工困难、材料费用高等问题，可有效地降低电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极的制造和使用费用。
2. 采用间隔交替放置放电工具电极和磨削棒的设计思路，加工时有利于工作液进入放电间隙、电蚀产物容易排出放电间隙，可避免稳定电弧放电的产生，同时还可以提高加工效率
3和精度。
3. 可综合利用电火花铣削与机械磨削的优点，提高精加工的效率，降低加工成本。
4. 可降低机械磨削的磨削力、延长工具的使用寿命。
5. 通过调整火花放电参数，可以在同一台机床上实现对工件大平面的粗、中、精加工。
6. 结构简单、工作可靠。
图1是本发明的电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极的轴向结构示意图，也是图2中A-A位置的剖面图。
图2为本发明的电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极的非加工端径向结构示意图，也是图1的俯视图。
图3为本发明的电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极的加工端径向结构示意图，也是图1的仰视图。
具体实施例方式
参见图1。本发明的电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极由放电电极1、支撑盘2、放电电极压紧垫片3、放电电极压紧螺母4、工具电极轴5、螺钉6、磨削棒压紧螺母7、磨削棒压紧垫片8和磨削棒9组成。
放电电极1的结构由依次同轴联接的螺纹段、定位圆柱段和放电圆柱段构成，定位圆柱段插入支撑盘2的定位孔中，由放电电极压紧垫片3和放电电极压紧螺母4来固定锁紧放电电极l;支撑盘2主要用于安装放电电极1、磨削棒7和工具电极轴5，支撑盘2的中心孔用于安装电工具电极轴5;放电电极压紧垫片3主要用于压紧放电电极1;放电电极压紧螺母4主要用于固定锁紧放电电极压紧垫片3和放电电极1;工具电极轴5由依次同轴联接的长锥柄、法兰盘和短圆柱组成，短圆柱段插入支撑盘2的中心孔中，与法兰盘的端面一起来确定工具电极轴5与支撑盘2间的相对位置，由螺钉6来固定锁紧工具电极轴5，工具电极轴5主要用于联接电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极和机床的主轴、并向电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极传递旋转运动、Z方向的移动和电火花铣削加工的工作电流；螺钉6用于固定锁紧工具电极轴5;磨削棒压紧螺母7主要用于固定锁紧磨削棒压紧垫片8和磨削棒9;磨削棒压紧垫片8主要用于压紧磨削棒9;磨削棒9的结构由依次同轴联接的金属材料结构的螺纹段、金属材料结构的定位圆柱段和磨削圆柱段构成，定位圆柱段插入支撑盘2的定位孔中，由磨削棒压紧压紧螺母7和磨削棒压紧垫片8来固定锁紧磨削棒9。加工时，电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极被安装在机床的主轴头上，并在主轴头的带动下做旋转运动和Z方向的移动，电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极和工件分别与脉冲电源的负、正极相连，冲注工作液于工具电极和工件间，由放电电极1的端面与工件间产生的火花放电作用进行电火花铣削，由磨削棒7的端面与工件间的磨削作用进行机械磨削，由工作台和电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极间的相对运动来实现对工件大平面的电火花铣削与机械磨削的复合加工。参见图2。在所发明的电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极的非加工端径向结构示意图中，2是支撑盘，3是放电电极压紧垫片，4是放电电极压紧螺母，通过放电电极压紧垫片3和放电电极压紧螺母4把放电电极1间隔地安装在支撑盘2的圆周上，6是螺钉，用于固定锁紧工具电极轴5， 7是磨削棒压紧螺母，8是磨削棒压紧垫片，通过磨削棒压紧螺母7和磨削棒压紧垫片8把磨削棒9间隔地安装在支撑盘2的圆周上。
参见图3。在所发明的电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极的加工端径向结构示意图中，l是放电电极，2是支撑盘，9是磨削棒，放电电极1和磨削棒9被间隔交替地安装在与支撑盘2中心同心的圆周上，放电电极1的放电圆柱段与磨削棒9的磨削圆柱段的直径和长度相同，以利于实现电火花铣削与机械磨削的复合。
权利要求
1.一种电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极，它包括放电电极(1)、支撑盘(2)、放电电极压紧垫片(3)、放电电极压紧螺母(4)、工具电极轴(5)、螺钉(6)、磨削棒压紧螺母(7)、磨削棒压紧垫片(8)和磨削棒(9)，其特征在于放电电极(1)和磨削棒(9)被间隔交替地安装在与支撑盘(2)中心同心的圆周上，通过工具电极轴(5)来实现电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极与机床主轴头的连接，并向电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极传递运动和放电加工电流，由放电电极(1)的端面与工件间的火花放电作用进行电火花铣削，由磨削棒(9)的端面与工件间的磨削作用进行机械磨削。
2. 如权利要求l所述的电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极，其特征在于放 电电极(l)的结构由依次同轴联接的螺纹段、定位圆柱段和放电圆柱段构成，定位圆柱段插入 支撑盘(2)的定位孔中，由放电电极压紧垫片(3)和放电电极压紧螺母(4)来固定锁紧放电电极 (1)，支撑盘(2)上带有中心孔和与中心孔同心的圆周上间隔分布的定位孔，工具电极轴(5)的结 构由依次同轴联接的长锥柄、法兰盘和短圆柱组成，短圆柱段插入支撑盘(2)的中心孔中，与 法兰盘的端面一起来确定工具电极轴(5)与支撑盘(2)间的相对位置，由螺钉(6)来固定锁紧工具 电极轴(5)，磨削棒(9)的结构由依次同轴联接的金属材料结构的螺纹段、金属材料结构的定位 圆柱段和磨削圆柱段构成，定位圆柱段插入支撑盘(2)的定位孔中，由磨削棒压紧螺母(7)和磨 削棒压紧垫片(8)来固定锁紧磨削棒(9)。
全文摘要
本发明涉及一种电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极，属于特种加工领域。它包括放电电极(1)、支撑盘(2)、放电电极压紧垫片(3)、放电电极压紧螺母(4)、工具电极轴(5)、螺钉(6)、磨削棒压紧螺母(7)、磨削棒压紧垫片(8)和磨削棒(9)。加工时，电火花端面铣削与机械磨削复合加工工具电极被安装在机床的主轴头上，并在主轴头的带动下做旋转运动和Z方向的移动，该工具电极和工件分别与脉冲电源的负、正极相连，冲注工作液于工具电极和工件间，由放电电极(1)端面与工件间产生的放电作用进行电火花铣削，由磨削棒(9)端面与工件间的磨削作用进行机械磨削。本发明具有结构简单、加工效率和精度高、成本低等优点。
文档编号B23P23/00GK101670519SQ20091001893
公开日2010年3月17日 申请日期2009年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者刘永红, 张彦振, 李小朋, 李庆云, 蓉 沈, 纪仁杰, 蔡宝平 申请人:中国石油大学(华东)