本发明专利技术公开了一种复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解复合加工机床，包括机床本体、阴极系统、工作液循环系统、电源系统和控制系统，电源系统其控制电路根据不同加工需求控制不同波形电源的切换，电源信号经输出电路施加到工具电极和工件电源系统，采用单回路或多回路供电方式，对工具电极进行独立供电；工作液循环切换装置可实现电火花-电解复合加工所需管电极内外冲液自由切换的特殊需求，还可实现高低压冲液及间歇性冲液；阴极系统加持系统可装夹单个或多个工具电极实现单孔、群孔多工位同步加工。本机床可实现电火花-电解复合制孔加工，其加工后的孔壁无再铸层、微裂纹等缺陷，且机床机构简单、加工效率高、应用范围广泛。
【技术实现步骤摘要】
复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床
本专利技术涉及一种复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床，属于特种加工设备领域。
技术介绍
在航空航天、电器电子、仪器仪表、轻工纺织等工业领域中，出现越来越多微小单/群孔结构的零部件，且零件中孔的数量越来越大、直径越来越小，精度和表面质量要求越来越高，然而工业零部件的材料种类繁多，结构复杂、加工难度大。尤其是在航空航天和军工领域，由于设备工作的特殊环境条件，往往要求其材料具有较高的硬度和强度，具有良好的耐热性和抗腐蚀性，故其零部件通常采用高温合金、钛合金等难加工材料，因此针对微小孔加工工艺提出了更高的要求，传统的机械加工工艺方法已无法满足需求。近年来，微小孔特种加工工艺得到了广泛的应用，如电火花加工、激光加工、超声加工、电子束加工、电解加工等，且均取得了较快的发展，成为难加工材料微小孔加工的主要手段。电火花和电解加工过程中均没有直接接触、不会产生宏观作用力、可用普通的工具电极加工难加工材料。电火花-电解复合加工工艺是将电火花和电解加工有针对性的结合在一起，有效的利用了两者的优点，使其共同作用在同一工件表面，从而高效的获得加工精度高、表面质量好的加工工件。单/群孔电火花-电解复合加工主要应用于难加工材料上的孔的加工，如空心冷却涡轮叶片和导向器叶片上的大量微小孔结构，加工后微孔结构不会产生残余应力，孔壁表无再铸层和微裂纹，可以满足航空零部件的高性能要求。2003年12月24日，中国技术专利CN2593944Y公开了一种带反向冲液装置的高速电火花小孔加工机床，该机床在原有高速电火花小孔加工机上设一反向冲液装置，消除因漏液所带来的不良效果，提高了孔出口的加工质量和加工效率，但该机床只能进行高速电火花小孔加工，不能用于电火花-电解复合加工，更不能用于群孔加工。2007年8月15日，申请号为200710064289.3的中国专利申请公开了一种弯曲孔的电火花/电解加工方法及其装置，该装置针对现有弯曲孔加工方法加工精度差、加工三维空间弯曲孔困难的问题，采用工件和工作台转动而电极的指向不变的方案，使弯曲孔加工中电极方向的控制得到简化，能够容易地实现三维弯曲孔加工，扩大孔加工的范围和提高弯曲孔加工的精度，但该装置对于微小孔单/群孔加工效果不明显，加工效率较低，加工工艺复杂、成本高。2011年2月16日，申请号为201010289524.9的中国专利申请公开了一种电解电火花切削复合微细加工装置及其加工方法，该装置利用加工电极和非导电待加工工件可物理接触的特点，引入切削加工，使其成为一种新的电解电火花切削复合微细加工装置，弥补了原有电解电火花加工机床在加工效率、加工精度等方面的缺点，使其具有材料去除率高、加工精度高、表面质量好、成本低等优点，但该装置主要针对非金属材料加工，且加工过程有直接接触，存在宏观作用力，不适宜于高温合金等难加工金属材料的微小孔加工。2013年5月I日，申请号为201210596365.6的中国专利公开了一种螺母滚道电加工工艺和机床，该机床采用电解、电火花或复合电加工等特种加工工艺，主要针对螺母，尤其是大导程螺母内滚道进行加工，该机床结构简单实用、运动平稳、成本低，但该机床的应用具有一定局限性，主要针对螺母滚道进行加工，不易扩展到微小单/群孔的加工。
技术实现思路
本专利技术在于提供一种复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床，以解决现有技术中的电火花-电解加工机床无法对难加工金属材料进行微小单/群孔无再铸层加工的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供的复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床，包括机床本体、阴极系统、工作液循环系统、电源系统和控制系统，其特征在于:所述电源系统包括控制电路和输出电路，所述控制电路根据不同加工需求控制不同波形电源的切换，电源信号经所述输出电路施加到工具电极和工件；所述电源系统采用单回路或多回路供电方式，对工具电极进行独立供电。本专利技术的有益效果在于:(I)本专利技术机床电源系统中的控制电路，可根据不同加工方式，进行不同电源波形的任意切换，满足了各类工序的供电需求；(2)本专利技术机床采用多回路供电的方式，对群孔加工时多根电极进行分回路单独控制，对具有大量孔结构工件进行加工时能极大的提高加工效率，同时避免了因放电集中而产生的单孔加工过大、加工不均匀现象，有效的保证加工的稳定性，提高群孔加工精度和表面质量；(3)本专利技术机床实现单/群孔的高速、高效数控加工，且机构简单、制造成本低、应用范围广泛。为了满足加工过程中不同波形的电源要求，所述电源系统输出的电源波形为脉冲波形、直流波形及混合波形或为高低压复合电源波形，并可根据复合加工需要进行参数的调节。本专利技术中，所述阴极系统包括电极夹持装置、工具电极、导向装置，所述工具电极的一端被电极夹持装置夹持，另一端穿过导向装置。为进一步提高机床的加工效率，所述阴极系统包括由多个电极夹持装置、多根工具电极、分流腔、多工位夹持支座组成的多工位夹持导向系统。为了改善微小孔加工时小间隙冲液困难问题，提高工作液在小间隙中的流速，力口速产物从加工间隙中流出，所述工具电极外壁采用开槽或者螺纹结构。为了夹持不同数量的工具电极，以满足单/群孔加工需要，所述电极夹持装置可夹持单个或者多个工具电极，也可以为组合式夹持装置；为了实现复杂异型孔的加工，所述组合式夹持装置可夹持多根工具电极组成的具有不同形状的电极单元。为适应不同空间结构和复杂曲面的加工，避免产生加工干涉，所述导向装置为短粗形或细长形，其截面为圆形、方形及其他形状。本专利技术中，所述工作液循环系统为:净液槽中工作液通过电磁换向阀控制，分别从工具电极内部流入加工区域，形成工具电极内冲液、从导流装置沿工具电极外壁流入加工区域，实现工具电极外冲液；加工后所产生的废液经排液管从工作槽流至浊液槽，再经过滤后排到净液槽中，从而实现废液的净化及工作液的再循环。采用内外冲液的方式，实现了同一工位处管电极内外同时冲液，分别满足电火花加工和电解加工对工作液的要求，实现了同一工位的电火花-电解复合加工，提高了加工效率，保证了加工质量。同时可实现工作液的重复利用，降低了加工成本，减少了环境污染。为实现X、Y、Z、W、S、B、C七轴联动数控加工，所述机床本体中X向平台、Y向平台、工作台依次安装在机床底座上，工作台沿X轴、Y轴方向上的移动；工作台与X向平台间安装有回转平台，控制工作台在C轴方向上的转动；机床主轴沿Z轴方向上下运动，转盘安装于机床主轴上，沿B轴方向上的转动；电极进给装置安装在微动平台上，实现W轴方向上的微进给，电极进给装置自身可实现工具电极的旋转及S轴方向上的加工进给。为实现X、Y、Z、W、S、A、B、C八轴联动及小工件数控加工，所述机床本体中X向平台、Y向平台依次安装在机床底座上，工作台安装在X向平台上，工作台可沿X轴、Y轴方向的移动；A轴回转主轴安装在工作台上，A轴回转平台安装在A轴回转主轴上，C轴回转主轴安装A轴回转平台上、C轴回转平台安装在C轴回转主轴上，实现工作台沿A轴、C轴方向上的移动；机床主轴沿Z轴方向上下运动，转盘安装于机床主轴上，沿B轴方向上的转动；电极进给装置安装在微动平台上，实现W轴方向上的微进给，电极进给装本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花?电解加工机床，包括机床本体、阴极系统、工作液循环系统、电源系统(7)和控制系统(6)，其特征在于：所述电源系统(7)包括控制电路和输出电路，所述控制电路根据不同加工需求控制不同波形电源的切换，电源信号经所述输出电路施加到工具电极(17)和工件(4)；所述电源系统采用单回路或多回路供电方式，对工具电极(17)进行独立供电。
【技术特征摘要】
1.一种复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床，包括机床本体、阴极系统、工作液循环系统、电源系统(7)和控制系统(6)，其特征在于:所述电源系统(7)包括控制电路和输出电路，所述控制电路根据不同加工需求控制不同波形电源的切换，电源信号经所述输出电路施加到工具电极(17)和工件(4);所述电源系统采用单回路或多回路供电方式，对工具电极(17)进行独立供电。2.根据权利要求1所述的复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床，其特征在于:所述电源系统(7)输出的电源波形为脉冲波形、直流波形及混合波形或为高低压复合电源波形，并可根据复合加工需要进行参数的调节。3.根据权利要求1所述的复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床，其特征在于:所述阴极系统包括电极夹持装置(14)、工具电极(17)、导向装置(57)，所述工具电极(17)的一端被电极夹持装置(14)夹持，另一端穿过导向装置(14)。4.根据权利要求1所述的复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床，其特征在于:所述阴极系统包括由多个电极夹持装置(14)、多根工具电极(17)、分流腔(61)、多工位夹持支座(62)组成的多工位夹持导向系统。5.根据权利要求1、2、3、4任一项所述的复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床，其特征在于:所述工具电极(17)外壁采用开槽或者螺纹结构。6.根据权 利要求3或4所述的复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床，其特征在于:所述电极夹持装置(14)可夹持单个或者多个工具电极(17)，也可以为组合式夹持装置；所述组合式夹持装置夹持多根工具电极(17)组成的具有不同形状的电极单元。7.根据权利要求3所述的复杂曲面无再铸层单/群孔多工位电火花-电解加工机床，其特征在于:所述导向装置(57)为短粗形或细长形，其截面为圆形、方形及其他形状。8.根据权利要求1所述的复杂曲面无再铸...
【专利技术属性】
技术研发人员：张彦，徐正扬，曲宁松，朱荻，刘欣，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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