一种机械铣削与电火花复合切削装置的制作方法

本实用新型涉及一种复合切削装置，尤其涉及一种机械铣削与电火花复合切削装置。

背景技术：

铣削是加工型腔、轮廓和平面的一种最常用的机械切削方法，电火花是应用最广的特种加工方法。电火花铣削，是用电火花的工具电极代替铣刀，电极旋转，再利用铣床的进给系统走刀加工零件。工具电极与零件间保持一定间隙，并往间隙中喷工作液，零件材料的去除完全是靠电火花热蚀除，没有任何机械铣削作用。加工三维型腔时，可以用简单电极，通过铣床的数控进给系统(多轴联动)走刀，代替复杂的电火花电极(只做轴向进给)，从而降低成本，当然工具电极的旋转以及与工件之间的相对进给运动，也有利于电火花排屑，所以它完全是电火花的加工机理。这类方法还是避免不了电火花加工所固有的缺陷，例如，加工效率低、工具电极损耗对加工精度的影响等。

在制造领域中存在大量难加工材料，特别是在干铣削和硬铣削的情况下，如果采用常规铣削，常用的硬质合金刀具或者是国内CBN(立方氮化硼)刀具，即使啃得动，磨损也很大，铣削加工后表面粗糙度较高，降低了加工结果的可靠性。而电火花加工是靠热蚀除，它不怕材料硬、强度高，也不会产生切削力，非常适合加工这些难加工材料。但是电火花加工也有它的缺点，一方面，相对于机械切削加工，它的加工速度很慢，效率非常低，另一方面，因为它是靠放电形成高温热蚀除金属，所以电火花加工表面都会有一层热影响层，这个热影响层，在疲劳载荷的作用下，容易剥落。另外电火花工具电机的损耗，对加工精度有很大影响，而工具电机的损耗又是不可避免的。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种机械铣削与电火花复合切削装置。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种机械铣削与电火花复合切削装置，包括工作台、控制单元、电源单元；控制单元分别通过导线与工作台、电源单元电连接；电源单元通过导线与工作台电连接；

工作台内设置有熔断器；工作台上设置有固定台；固定台的中部竖直设置有主轴；主轴的下端设置有用于切削工件的端铣刀；

端铣刀的底部两端均朝同一方向弯曲；端铣刀弯曲端的表面均设置有多个在端铣刀旋转过程中与工件接触的切削部；切削部均向外凸出；凸出的切削部之间均设置有凹槽；

控制单元内并列设置有间隙控制器、比较器；间隙控制器的一端通过电容位移传感器与工作台相连接、另一端通过比较器与主轴相连接。

比较器与电源单元电连接。

电容位移传感器分别与工作台、间隙控制器电连接。

电源单元内设置有电容器。

固定台的中部设置有工件；工件设置于端铣刀的下端。

端铣刀的材质为硬质合金或高速钢或金刚石。

本实用新型采用混合切削加工，不仅大大提高了切削速度，而且降低了现有电火花加工方式的高表面粗糙度，使其可以降低到机械铣削加工水平，同时增强了加工效果，具有广泛的适用性。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为端铣刀与工件之间的工作状态示意图。

图中：1、工作台；2、固定台；3、工件；4、电容位移传感器；5、电源单元；6、控制单元；7、主轴；8、端铣刀；9、间隙控制器；10、比较器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1、图2所示的一种机械铣削与电火花复合切削装置，包括工作台1、控制单元6、电源单元5；控制单元6分别通过导线与工作台1、电源单元5电连接；电源单元5通过导线与工作台1电连接；电源单元5内设置有电容器，为端铣刀8工作提供电源并产生放电。控制单元6控制端铣刀8与工件3之间的间隙，同时控制电源供应。电火花放电加工是在工件3和电源单元5之间进行的。通过控制单元6对端铣刀8和工件3之间的间隙进行控制。根据工件3的材料不同，在电源连接中将工件3连接至正电极或负电极，则端铣刀8连接至电源的另一电极。

工作台1内设置有熔断器；工作台1上设置有固定台2；固定台2的中部竖直设置有主轴7；主轴7的下端设置有用于切削工件3的端铣刀8；端铣刀8的材质为硬质合金或高速钢或金刚石。端铣刀8的表面喷涂有碳化钨。碳化钨在电火花加工中具有较好的耐热性能、耐久性。端铣刀8用于切割和加工工件3。固定台2的中部设置有工件3；工件3设置于端铣刀8的下端。工件3固定在固定台2上。

端铣刀8的底部两端均朝同一方向弯曲；端铣刀8弯曲端的表面均设置有多个在端铣刀8旋转过程中与工件3接触的切削部；切削部均向外凸出；凸出的切削部之间均设置有凹槽；端铣刀8的底面和侧边形成加工部位，可以加工工件3的平面和侧面。多个切削部在端铣刀8的旋转过程中与工件3接触，且时间间隔恒定。切削部上设置有外围刀片，端铣刀8的端部做旋转运动，外围刀片切割加工工件3。端铣刀8由电源单元5提供工作电源，进行机械切削加工。

在端铣刀8的切削部和凹槽底表面对工件3进行机械铣削加工和电火花加工。电火花加工是在工件3的切割表面和切削部槽底表面上进行的。在工件3的切削区域内，电火花加工在一定程度上形成了熔化状态，大大提高了切削速度和切割表面，并且使电火花加工后的表面粗糙度降低，提高了加工性能。

控制单元6内并列设置有间隙控制器9、比较器10；间隙控制器9的一端通过电容位移传感器4与工作台1相连接、另一端通过比较器10与主轴7相连接。电容位移传感器4分别与工作台1、间隙控制器9电连接。比较器10与电源单元5电连接。间隙控制器9通过计算端铣刀8或工件3之间的一个平移距离来检测放电间隙，并将其通过控制单元6中的比较器10传送给电源单元5，该比较器10是将电容器C与R3之间的电压差进行比较的电路。在间隙控制器9中分析切割部之间产生的间隙，同时在电容器C中是否会形成放电电压，并且这种放电电压将在比较器10的正偏移中检测到。在比较器10中检测到这种放电电压的电压与R3之间的电压差，并通过检测量形成适当的间隙。

电容位移传感器4将感应到的控制单元6和工作台1之间的间隙通过间隙控制器9传递给电源单元5，电源单元5调整控制主轴7的移动。为了控制端铣刀8和工件3之间的间隙，控制单元6控制电源单元5，通过比较器10和间隙控制器9将检测到的电压差传递给电源单元5。电源单元5对工件3进行电火花加工。主轴7或工件3的运动控制是根据切削进行的，根据电容器的电压或外加电压来控制工作台1的运动速度。铣削是一种断续加工方法，端铣刀8的切削部和工件3是一种瞬时接触，利用这个原理实现电火花加工。

本实用新型的工作过程为：第一步，工件3放置在工作台1上部的固定台2上；第二步，将主轴7与端铣刀8连接，端铣刀8包括凸出的多个切削部，以及在多个切削部之间形成的凹槽底部表面，端铣刀8在工件3上侧轴向弯曲，将主轴7安装到固定台2上；第三步，将主轴7与电源单元5接通，将工件3与控制单元的正极或负极相连接；第四步，端铣刀8与工件3接触，端铣刀8转动，工件3被切削部机械切割。

本实用新型将电火花加工与机械铣削加工巧妙地融合起来，将正极或负极分别应用于加工过程的工件中，在多个切削部与多个切削部之间的槽底表面进行机械铣削加工和电火花加工，不仅解决了电火花慢的问题，消除了电火花的热影响层，而且降低了工件的表面粗糙度，同时减轻了端铣刀的负担，增强了加工精度，可广泛应用于各车床铣削机构。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。