一种电解电火花同步复合线切割加工装置的制作方法

本实用新型涉及线切割技术领域，具体涉及一种电解电火花同步复合线切割加工装置。

背景技术：

电解电火花加工是一种特种加工技术，它是利用高电压脉冲电源与低电压直流电源，复合加工，高电压脉冲利于击穿极间间隙工作液后产生火花放电，去除电解加工难加工部分，使电解加工得以继续进行。与电解加工方法比较，部分难加工材料在常规电解加工时会出现氧化膜，阻止反应的进一步进行。与电火花加工比较，采用电导率良好的电解液做工作液，而且在工件与工具之间电解液的流动速度较高，可以及时带走加工产物和热量，另一方面在高压脉冲停歇时充分发挥电解去除作用，且电解加工是以离子去除的方式加工，有着电火花加工所不具备的优势，如没有热影响区等。

根据现有的研究成果可知，电解电火花加工工程中的击穿放电与一般绝缘介质中的击穿放电不同，属于气液两相组成的复合介质中的击穿放电。复合介质中的气相主要是由于电化学反应生成。所以这种击穿放电过程可以描述为：首先由电解作用产生气体，接着在电极表面生成完整的气体膜，进一步气体膜被击穿，是极间电场发生畸变，引起液相物质气化并击穿，最终形成两极间的击穿通道，发生放电。

本领域技术研究人员已有电解电火花加工技术进行了相当多的研究，并涌出了很多的研究成果，例如申请号为201410373682.0的专利提供了一种多电位电解加工方法，在阴极侧壁绝缘层外包裹不溶性辅助阳极的高电位来约束电场，来减少杂散腐蚀和控制侧壁锥度。此专利设置了三个电位，外电极具有高电位，内电极具有低电位，工件的电位介于内电极与外电极之间；工件、外电极、内电极通过电解液电导通。但由于是电解电加工无法加工类似于钨、硅、碳化硅等难加工材料，且相对于电解电火花加工效率偏低。

申请号为201710103774.0的专利提供了一种平面薄金属片电极的电解电火花加工方法，相对于传统的电解电火花加工是面加工，提高了效率。但因为其供电方式是脉冲电源，电极在加工过程中会有损耗，会影响加工精度。

申请号为201710680993.5的专利提供了一种旋转超声电极微细电解电火花切割装置及方法，利用超声振动辅助加工和旋转电极，降低电解电流，形成了更加均匀的气膜，利于放电。但其供电方式限制了其加工效率，且使用柱状电极，在加工过程中会有损耗，会影响加工精度。

综上所述，现有技术的电解电火花线切割加工技术，存在加工效率低以及在加工过程中电极损耗而影响加工精度等缺点。

技术实现要素：

本实用新型目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种电解电火花同步复合线切割加工装置，能够提高电解电火花线切割加工效率的同时，解决电解电火花线切割加工过程中电极损耗的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种电解电火花同步复合线切割加工装置，包括电解液供应模块、电解槽、高压脉冲电源、走丝机构、旋转主轴和固定在旋转主轴下端的卡盘；走丝机构包括设置在所述电解槽内的水平平台和电极丝，水平平台上设有一对导向轮、旋转阻尼器和电机，旋转阻尼器和电机相对向地固定在水平平台上，电极丝一端缠绕在旋转阻尼器的转轴上，电极丝另一端绕过一对导向轮后固定在电机转轴上，所述一对导向轮相对向地设置在水平平台，旋转主轴位于一对导向轮之间空隙的上方；所述水平平台上设有喷液电极，喷液电极设有相连通的进液口和喷液口，电解液供应模块通过导管与喷液电极进液口连接而提供电解液，喷液口用于向工件喷射电解液；高压脉冲电源的负极与电极丝电连接、正极与喷液电极电连接使得电解液带有正电。

由上可知，本实用新型加工装置可以用于切割工件或者通过线切割加工工件的槽口，具体工作原理如下：将工件夹持在旋转主轴下端的卡盘上，且工件待加工部位正对向电极丝，并将工件与比高压脉冲电源正极电压低的低压直流电源连接，这是为电解加工供电；接着启动电机使电极丝对工件进行切割加工，同时电解液供应模块向工件喷射电解液，工件在初始加工时先产生电解反应，随着电解反应的进行持续不断产生气泡，气泡聚集，形成稳定均匀的气膜，形成放电通道，同时由于喷液电极接入高电压，相对于喷液电极，电极丝和工件是低压，因此形成电位差，进而形成火花放电，达到材料的蚀除与抛出目的，加速加工进程，从而完成电解电火花组合同步加工过程。

综上所述，本实用新型走丝机构采用慢走丝的形式，通过不断引进新的电极丝而保证了电极丝的完整性，避免了因电极丝损耗而出现的加工误差，既提高电解电火花线切割加工效率，又解决电解电火花线切割加工过程中电极损耗的问题；本实用新型采用定向喷射电解液的方式，可以限制电场的作用，使得定域性更好，加工质量更好。

作为本实用新型的一种改进，所述导向轮与旋转阻尼器之间和/或导向轮与电机之间分别设有导电柱，所述电极丝绕过导电柱，高压脉冲电源的负极与导电柱电连接而使得电极丝带负电。

作为本实用新型的一种改进，所述导向轮与导电柱之间设有用于张紧电极丝的棉毡柱，所述电极丝绕过棉毡柱。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型走丝机构采用慢走丝的形式，通过不断引进新的电极丝而保证了电极丝的完整性，避免了因电极丝损耗而出现的加工误差，既提高电解电火花线切割加工效率，又解决电解电火花线切割加工过程中电极损耗的问题；本实用新型采用定向喷射电解液的方式，可以限制电场的作用，使得定域性更好，加工质量更好。

附图说明

图1为本实用新型电解电火花同步复合线切割加工装置的正视图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型电解电火花同步复合线切割加工装置喷液电极的示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图对本实用新型的技术方案作进一步描述说明，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

请参考图1至图3，一种电解电火花同步复合线切割加工装置，包括电解液供应模块1、电解槽2、高压脉冲电源3、走丝机构、旋转主轴4和固定在旋转主轴4下端的卡盘5；

走丝机构包括设置在所述电解槽2内的水平平台6和电极丝7，水平平台6上设有一对导向轮8、旋转阻尼器9和电机10，旋转阻尼器9和电机10相对向地固定在水平平台6上，电极丝7一端缠绕在旋转阻尼器9的转轴上，电极丝7另一端绕过一对导向轮8后固定在电机10转轴上，所述一对导向轮8相对向地设置在水平平台6，旋转主轴4位于一对导向轮8之间空隙的上方；

所述水平平台6上设有喷液电极11，喷液电极11设有相连通的进液口12和喷液口13，电解液供应模块1通过导管14与喷液电极11进液口12连接而提供电解液，喷液口13用于向工件17喷射电解液；高压脉冲电源3的负极与电极丝7电连接、正极与喷液电极11电连接使得电解液带有正电。

请参考图1和图2，由上可知，本实用新型加工装置可以用于切割工件或者通过线切割加工工件的槽口，具体工作原理如下：将工件17夹持在旋转主轴4下端的卡盘5上，且工件17待加工部位正对向电极丝7，并将工件17与比高压脉冲电源正极电压低的低压直流电源连接，这是为电解加工供电；接着启动电机10使电极丝7对工件17进行切割加工，同时电解液供应模块1向工件17喷射电解液，工件在初始加工时先产生电解反应，随着电解反应的进行持续不断产生气泡，气泡聚集，形成稳定均匀的气膜，形成放电通道，同时由于喷液电极接入高电压，相对于喷液电极，电极丝和工件是低压，因此形成电位差，进而形成火花放电，达到材料的蚀除与抛出目的，加速加工进程，从而完成电解电火花组合同步加工过程。

综上所述，本实用新型走丝机构采用慢走丝的形式，通过不断引进新的电极丝而保证了电极丝的完整性，避免了因电极丝损耗而出现的加工误差，既提高电解电火花线切割加工效率，又解决电解电火花线切割加工过程中电极损耗的问题；本实用新型采用定向喷射电解液的方式，可以限制电场的作用，使得定域性更好，加工质量更好。

在本实施例中，所述导向轮6与旋转阻尼器9之间、导向轮6与电机10之间分别设有导电柱15，所述电极丝7绕过导电柱15，高压脉冲电源3的负极与导电柱15电连接而使得电极丝7带负电。导电柱一方面可以张紧电极丝，同时保证电极丝张力，以及电极丝与导电柱可靠接触，另外电极丝与导电柱的接触面积大，避免电极丝在运动过程出现导电松动的情况。

在上述基础上，本实用新型再作一种改进，所述导向轮8与导电柱15之间设有用于张紧电极丝的棉毡柱16，所述电极丝7绕过棉毡柱16。棉毡柱一方面可以张紧电极丝，同时可以避免电极丝随意上下滑动的情况，保障了线切割加工质量。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。