新型的薄片队列微电极微细电火花加工方法及装置与流程

本发明涉及到电火花加工领域，特别是涉及到一种新型的薄片队列微电极微细电火花加工方法及装置。

背景技术：

现有的将三维微电极离散成若干个薄片队列微电极，并使薄片队列微电极按照规划路径先后进行微细电火花加工方法，可以获得三维微结构。但是在实施的过程中存在以下问题：①薄片队列微电极微细电火花加工曲面特征时，获得的三维微结构表面会有台阶，而台阶会对三维微结构的形状精度产生不利影响；②薄片队列微电极微细电火花加工平面特征时，平面特征表面会出现圆角放电痕，而圆角放电痕会对平面特征的形状精度产生不利影响。

综上所述，为了提高薄片队列微电极微细电火花加工的拟合表面精度，需要将三维微结构表面的台阶效应和平面特征表面的圆角放电痕予以消除。

技术实现要素：

本发明的主要目的为提供一种消除微结构表面电火花加工产生的台阶效应和圆角放电痕的新型的薄片队列微电极微细电火花加工方法及装置。

本发明提出一种新型的薄片队列微电极微细电火花加工方法，薄片队列微电极包括多个依次队列排列的薄片微电极，在集肤效应的影响下，薄片微电极的加工端面被损耗为外凸弧形；新型的薄片队列微电极微细电火花加工方法包括：

通过薄片队列微电极上的薄片微电极依次对工件上与薄片微电极一一相应的位置进行微细电火花加工，在加工面上形成拟合表面。

进一步地，通过薄片队列微电极上的薄片微电极依次对工件上与薄片微电极一一相应的位置进行微细电火花加工，在加工面上形成拟合表面的步骤之后包括：

检测拟合表面精度是否达到精度阈值，若否，则按照设定增加微细电火花加工的工作电压。

进一步地，通过薄片队列微电极上的薄片微电极依次对工件上与薄片微电极一一相应的位置进行微细电火花加工，在加工面上形成拟合表面的步骤包括：

要使加工后的拟合表面为曲面或斜面时，通过第一薄片微电极沿薄片队列方向对工件进行微细电火花加工，在工件上得到第一个加工曲面；第一薄片微电极为第一个用于加工工件的薄片微电极；

依次由薄片队列微电极上第一薄片微电极后列的薄片微电极移动至工件的后一加工位置，对工件进行微细电火花加工；后一加工位置与其前一加工位置的加工曲面平行；薄片队列微电极对工件的加工曲面构成拟合表面。

进一步地，通过薄片队列微电极上的薄片微电极依次对工件上与薄片微电极一一相应的位置进行微细电火花加工，在加工面上形成拟合表面的步骤包括：

要使加工后的拟合表面为平面时，通过第一薄片微电极沿薄片队列方向对工件进行微细电火花加工，在工件上得到第一个加工曲面；第一薄片微电极为第一个用于加工工件的薄片微电极；

第一薄片微电极沿薄片队列微电极厚度方向做多次往返微细电火花加工；第一薄片微电极在其厚度方向的运动行程小于放电间隙；

薄片队列微电极上第一薄片微电极后列的薄片微电极按照第一薄片微电极的加工流程依次循环加工，得到最终的拟合表面。

进一步地，薄片队列微电极的薄片微电极的厚度为0.1mm。

进一步地，在薄片微电极的放电端面中，其放电部分的厚度为0.08mm，未放电的厚度为0.02mm。

进一步地，薄片微电极在其厚度方向的运动行程为0.01mm。

进一步地，薄片微电极的加工电压为100v、放电脉宽为800纳秒且放电脉间为4200纳秒。

进一步地，薄片微电极是铜板、钨板、钨铜板、石墨板、镍板、钼板或钢板。

本发明还揭示了一种新型的薄片队列微电极微细电火花加工装置，包括加工模块；

加工模块用于通过薄片队列微电极上的薄片微电极依次对工件上与薄片微电极一一相应的位置进行微细电火花加工，在加工面上形成拟合表面；薄片队列微电极包括多个依次队列排列的薄片微电极，在集肤效应的影响下，薄片微电极的加工端面被损耗为外凸弧形；

加工模块包括第一加工模块、第二加工模块、第一平面加工模块、第一去痕模块、第二平面加工模块；

第一加工模块用于要使加工后的拟合表面为曲面或斜面时，通过第一薄片微电极沿薄片队列方向对工件进行微细电火花加工，在工件上得到第一个加工曲面；

第二加工模块用于依次由薄片队列微电极上第一薄片微电极后列的薄片微电极移动至工件的后一加工位置，对工件进行微细电火花加工；后一加工位置与其前一加工位置的加工曲面平行；薄片队列微电极对工件的加工曲面构成拟合表面；

第一平面加工模块用于要使加工后的拟合表面为平面时，通过第一薄片微电极沿薄片队列方向对工件进行微细电火花加工，在工件上得到第一个加工曲面；

第一去痕模块用于第一薄片微电极沿薄片队列微电极厚度方向做多次往返微细电火花加工；薄片微电极在其厚度方向的运动行程小于放电间隙；

第二平面加工模块用于薄片队列微电极上第一薄片微电极后列的薄片微电极按照第一薄片微电极的加工流程依次循环加工，得到最终的拟合表面。

本发明新型的薄片队列微电极微细电火花加工方法及装置，其中新型的薄片队列微电极微细电火花加工方法中充分利用在常规薄片微电极的加工端面的圆角损耗特点，用以有效消除三维微结构表面的台阶效应，从而提高加工后拟合面的精度。有效的消除三维微结构拟合表面的台阶效应和平面特征拟合表面的圆角放电痕。

附图说明

图1是本发明新型的薄片队列微电极微细电火花加工方法一实施例的步骤示意图；

图2是本发明新型的薄片队列微电极微细电火花加工方法另一实施例的步骤示意图；

图3是本发明新型的薄片队列微电极微细电火花加工方法又一实施例的步骤示意图；

图4是本发明新型的薄片队列微电极微细电火花加工方法第四实施例的步骤示意图；

图5是本发明新型的薄片队列微电极微细电火花加工方法一实施例的加工流程示意图；

图6是本发明新型的薄片队列微电极微细电火花加工装置一实施例的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1和图5，本发明公示了薄片队列微电极1微细电火花加工方法的一实施例，薄片队列微电极1包括多个依次队列排列的薄片微电极12，在集肤效应的影响下，薄片微电极12的加工端面13被损耗为外凸弧形.

参照图1，薄片队列微电极1微细电火花加工方法包括：

s1、通过薄片队列微电极1上的薄片微电极12依次对工件2上与薄片微电极12一一相应的位置进行微细电火花加工，在加工面上形成拟合表面21。

在上述步骤s1中，固件上的拟合表面21由多个薄片微电极12加工的面组成；由于利用集肤效应影响，薄片微电极12的加工端面13为弧形，相应的，工件2上薄片微电极12加工的面也是弧形，对比过去由多个台阶面构成的拟合表面21，本方法加工的拟合表面21与理想的表面22更接近。

参照图2，在步骤s1之后包括：

s2、检测拟合表面21精度是否达到精度阈值，若否，则按照设定增加微细电火花加工的工作电压。

在上述步骤s2中，通过仪器检测加工后的拟合表面21的精度，如果精度符合要求，则表示加工正常；下一个产品加工时，继续按照现有的工作参数工作；如果不符合要求，则在下一工件2加工时增加加工电压，在合理的范围内适当增加薄片微电极12加工端面13的圆角损耗，从而提高拟合表面21的精度，直到在调整后的加工电压下可以加工出合格产品；通过上述步骤s3可以确定较佳的加工电压。

参照图3，在一些实施例中，步骤s1包括：

s11、要使加工后的拟合表面21为曲面或斜面时，通过第一薄片微电极11沿薄片队列方向对工件2进行微细电火花加工，在工件2上得到第一个加工曲面24；第一薄片微电极11为第一个用于加工工件的薄片微电极12；

s12、依次由薄片队列微电极1上第一薄片微电极11后列的薄片微电极12移动至工件2的后一加工位置，对工件2进行微细电火花加工；后一加工位置与其前一加工位置的加工曲面23平行；薄片队列微电极1对工件2的加工曲面23构成拟合表面21。

在上述步骤s11中，由于利用集肤效应影响，第一薄片微电极11的加工端面13为弧形，相应的，工件2上薄片微电极12加工的第一个加工曲面24也是相应的弧形。

在上述步骤s12中，薄片队列微电极1上第一薄片微电极11后列的薄片微电极12依次对工件2进行微细电火花加工，同理由于利用集肤效应影响，薄片微电极12的加工端面13为弧形，相应的，工件2上薄片微电极12加工的加工曲面23也是相应的弧形；拟合表面21由薄片微电极12加工的加工曲面23构成，对比过去由多个台阶面构成的拟合表面21，本方法加工的拟合表面21与理想的表面22更接近。

参照图4，在另一些实施例中，步骤s1包括：

s13、要使加工后的拟合表面21为平面时，通过第一薄片微电极11沿薄片队列方向对工件2进行微细电火花加工，在工件2上得到第一个加工曲面24；第一薄片微电极11为第一个用于加工工件的薄片微电极12；

s14、第一薄片微电极11沿薄片队列微电极1厚度方向做多次往返微细电火花加工；第一薄片微电极11在其厚度方向的运动行程小于放电间隙；

s15、薄片队列微电极1上第一薄片微电极11后列的薄片微电极12按照第一薄片微电极11的加工流程依次循环加工，得到最终的拟合表面21。

在上述步骤s13中，第一薄片微电极11用于加工拟合表面21为平面的工件2，其中第一薄片微电极11由于利用集肤效应影响，第一薄片微电极11的加工端面13为弧形，相应的，工件2上薄片微电极12加工的第一个加工曲面24也是相应的弧形。

在上述步骤s14中，第一薄片微电极11沿薄片队列微电极1厚度方向做多次往返微细电火花加工能够，多次往返的第一薄片微电极11，通过微细电火花加工可以有效消除第一薄片微电极11加工对应的加工曲面23时产生的圆角放电痕，使拟合表面21的平面精度更高，更接近理想平面。

在上述步骤s15中，薄片队列微电极1上第一薄片微电极11后列的薄片微电极12依次在对应的工件2部位上，重复第一薄片微电极11进行的加工步骤，得到多个加工曲面23，多个加工曲面23构成拟合表面21，拟合表面21接近平面，同理，由于利用集肤效应影响，薄片微电极12的加工端面13为弧形，相应的，工件2上薄片微电极12加工的加工曲面23也是相应的弧形，而且其中的薄片微电极12多次往返，通过微细电火花加工可以有效消除薄片微电极12加工对应的加工曲面23时产生的圆角放电痕，使拟合表面21的平面精度更高，更接近理想平面。

参照图5，在本实施例中，薄片队列微电极1的薄片微电极12的厚度为0.1mm；在薄片微电极12的放电端面中，其放电部分的厚度为0.08mm，未放电的厚度为0.02mm；薄片微电极12在其厚度方向的运动行程为0.01mm；薄片微电极12的加工电压为100v、放电脉宽为800纳秒且放电脉间为4200纳秒。

薄片微电极12可以是铜板、钨板、钨铜板、石墨板、镍板、钼板或钢板。

在本实施例中，薄片微电极12是钨铜板；

工件2的材料为304不锈钢，薄片队列微电极1加工的对象是具有45度倾角的拟合表面21，其理想的斜面为平滑的斜面，斜面高度为0.6mm。

因为拟合表面21为斜面，所以采用步骤s11和s12的方法加工。

具体为：

首先，通过第一薄片微电极11沿薄片队列方向对工件2进行微细电火花加工，在工件2上得到第一个加工曲面24，在薄片微电极12的放电端面中，其放电部分的厚度为0.08mm，未放电的厚度为0.02mm；

其次，依次由薄片队列微电极1上第一薄片微电极11后列的薄片微电极12移动至工件2的后一加工位置，对工件2进行微细电火花加工；后一加工位置与其前一加工位置的加工曲面23平行；所有薄片队列微电极1对工件2的加工曲面23共同构成拟合表面21，其中，得到的拟合表面21接近45度倾角且斜面高度为0.6mm的平滑斜面；

之后，检测已完成的拟合表面21精度是否达到精度阈值，若否，则按照设定增加微细电火花加工的工作电压为110v，增加幅度为10v，通过增加工作电压在合理的范围内适当增加薄片微电极12加工端面13的圆角损耗，从而提高拟合表面21的精度。

通过上述步骤，可以得到在工件2上加工的拟合表面21，并确定当前加工电压是否合适，若已完成的拟合表面21精度达到精度阈值，则，下一个工件2的加工是的工作电压为100v。

参照图6，本发明还揭示了一种薄片队列微电极1微细电火花加工装置，包括加工模块8；

加工模块8用于通过薄片队列微电极1上的薄片微电极12依次对工件上与薄片微电极12一一相应的位置进行微细电火花加工，在加工面上形成拟合表面21；薄片队列微电极1包括多个依次队列排列的薄片微电极12，在集肤效应的影响下，薄片微电极12的加工端面13被损耗为外凸弧形。

加工模块8包括第一加工模块3、第二加工模块4、第一平面加工模块5、第一去痕模块6、第二平面加工模块7；

第一加工模块3用于要使加工后的拟合表面21为曲面或斜面时，通过第一薄片微电极11沿薄片队列方向对工件2进行微细电火花加工，在工件2上得到第一个加工曲面24；

第二加工模块4用于依次由薄片队列微电极1上第一薄片微电极11后列的薄片微电极12移动至工件2的后一加工位置，对工件2进行微细电火花加工；后一加工位置与其前一加工位置的加工曲面23平行；薄片队列微电极1对工件2的加工曲面23构成拟合表面21；

第一平面加工模块5用于要使加工后的拟合表面21为平面时，通过第一薄片微电极11沿薄片队列方向对工件2进行微细电火花加工，在工件2上得到第一个加工曲面24；

第一去痕模块6用于第一薄片微电极11沿薄片队列微电极1厚度方向做多次往返微细电火花加工；薄片微电极12在其厚度方向的运动行程小于放电间隙；

第二平面加工模块7用于薄片队列微电极1上第一薄片微电极11后列的薄片微电极12按照第一薄片微电极11的加工流程依次循环加工，得到最终的拟合表面21。

本发明薄片队列微电极1微细电火花加工方法及装置，其中薄片队列微电极1微细电火花加工方法中充分利用在常规薄片微电极12的加工端面13的圆角损耗特点，用以有效消除三维微结构表面的台阶效应，从而提高加工后拟合面的精度。有效的消除三维微结构拟合表面21的台阶效应和平面特征拟合表面21的圆角放电痕。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。