一种润湿供液式微细电化学放电线切割加工装置制造方法及图纸

一种润湿供液式微细电化学放电线切割加工装置，属于特种加工领域。本实用新型专利技术由走丝装置、电解液循环装置和导丝装置三部分组成。电解液循环装置位于走丝装置前侧，导丝装置安装于走丝装置后侧。本实用新型专利技术利用润湿效应对加工区域进行供液，加工区域电极丝保持水平，且高度可调，能够有效解决现有电化学放电线切割加工装置的缺点和不足，简化机床结构，实现能量利用率最大化，实现对不同厚度工件的自适应供液及加工，提高加工质量。本实用新型专利技术采用高度可调导丝结构，并采用V型导丝轮，实现电极丝准确定位，保证加工效果。

Wet liquid supply type micro electrochemical discharge wire cutting and processing device

The utility model relates to a wet liquid supply type micro electrochemical discharge wire cutting device, belonging to the field of special processing. The utility model is composed of three parts, a wire winding device, an electrolyte circulation device and a guide wire device. The electrolyte circulation device is arranged at the front of the wire feeding device, and the guide wire device is arranged at the back of the wire feeding device. The utility model uses the wetting effect on processing area for liquid, the machining area of wire electrode to maintain the level, and the height adjustable, can effectively solve the existing electrochemical wire cut EDM device's shortcomings and deficiencies, simplify the structure of machine tools, maximize energy efficiency, realize the adaptive to different thickness of the liquid supply and processing. To improve the machining quality. The utility model adopts a highly adjustable guide wire structure, and the V guide wire wheel is adopted to realize accurate positioning of the electrode wire, so as to ensure the processing effect.

【技术实现步骤摘要】
一种润湿供液式微细电化学放电线切割加工装置
本技术涉及的是一种特种加工
的微细电化学放电线切割加工装置，具体的说，是针对非导电硬脆材料加工的润湿供液式微细电化学放电线切割加工装置。
技术介绍
随着科技的快速发展，器械趋向轻量化、微型化，对高性能材料的应用以及相应微细加工方法的探究日趋重要。非导电硬脆材料如微晶玻璃、石英、陶瓷等因其具有耐磨、耐高温、耐腐蚀和耐热性被越来越多地应用在微机电系统以及MEMS领域。然而这些材料因为其绝缘性以及硬脆特性，对其进行微细加工时，较难采用传统机械切削方法以及电火花加工方法。电化学放电线切割(也称为电解电火花线切割)是针对非导电硬脆材料线切割加工的新型电加工技术。通过将运动电极丝与辅助电极同时浸入电解液并分别连接电源的阴极和阳极，使发生电化学反应，在阴极生成氢气，当加载电压足够大时，集聚电极丝表面的氢气泡会融合形成致密气膜，形成极间高阻态，并在气膜内发生放电。此时将电极丝靠近工件，可实现对非导电硬脆材料的去除。区别于电火花线切割，电化学放电线切割的放电主要发生在电极丝与电解液之间，而非直接作用于工件，其材料去除机理除了火花热蚀除还包括对工件材料的化学腐蚀作用。通过调控合适的电解液参数以及电源参数，能够实现对非导电硬脆材料的高效切割加工。经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号201410131769.7，申请公布号为CN103920949A，记载了“一种电解液循环式慢走丝电解电火花线切割加工装置”，该专利的技术自述为：一种包含收丝机构、电解液循环装置和送丝机构的电解电火花线切割加工装置，在运丝过程中，电极丝通过位于电解液循环装置加工槽两侧的行丝轮穿过加工槽置于电解液中，进液口位于电极丝行丝装置上方，电解液浸没加工液槽区域的电极丝。放电加工运丝过程中采用慢走丝运动方式，完成对工件的电解电火花线切割加工，电解液随电极丝流至外接液槽，外接液槽、储液箱、液压泵、加工槽依次连接，实现电解液循环。该专利采用液槽作为加工反应区域，电极丝须穿过加工液槽，并被电解液完全浸没，工件进给靠近电极丝实现加工；现有其他装置也有将工件固定并完全浸入液槽电解液中，控制电极丝浸入电解液靠近工件实现加工。基于电化学放电线切割加工原理可知，浸入电解液的整段电极丝都将发生反应，若采用以上两种基于液槽环境的电解液供应方式，浸入电解液的电极丝长度不得不大于被加工工件厚度。第一种方式中液槽宽度直接限定了发生反应的电极丝的长度，对于不同厚度工件不具适应性，并且由于要在液槽中放置较大体积的辅助电极，液槽的最小宽度受到了限制；第二种方式中由于导丝机构的存在，发生反应的电极丝长度不仅要大于工件厚度，电极丝的放电对于导丝机构同样有损害。总结目前电化学放电线切割加工装置的不足之处：1、发生反应的电极丝长度不得不大于工件厚度，导致能量利用率低，同时工件两侧的火花放电会导致加工质量下降；2、对于不同厚度工件的加工适应性差，要满足适应性要求需对装置部分结构进行拆装，降低设备使用寿命。上述不足之处是当前亟待解决的问题。
技术实现思路
本技术针对目前设备存在的问题，设计了一种润湿供液式微细电化学放电线切割加工装置。本装置体积小，结构简单，能够实现对不同厚度工件的自适应供液，使发生反应的电极丝长度与工件厚度相等，保证放电能量利用最大化，降低对加工电源的要求，获得更好的加工质量。本技术通过以下方式实现。本技术包括三部分：走丝装置、电解液循环装置、导丝装置。采用组合式结构，电解液循环装置紧贴走丝装置前侧，导丝装置安装于走丝装置后侧。整套装置安置于Y轴运动平台。所述走丝装置由主电机、收丝轮、两个行丝轮、贮丝轮、阻尼器、导电块以及走丝装置载体组成。主电机、阻尼器固定于走丝装置载体，并分别与收丝轮、贮丝轮连接。行丝轮通过支撑件以及螺钉水平固定于走丝装置载体。导电块安装于走丝装置载体上，位于第一行丝轮右侧。电极丝从贮丝轮上抽出，经过第一行丝轮、导电块，穿过导丝装置后穿过第二行丝轮，进入收丝轮。所述电解液循环装置由工件夹具、加工液槽、溢液槽、储液箱、蠕动泵、导管组成。加工液槽固定在溢液槽中间位置，工件夹具设有电解液流道，位于加工液槽上方，安装于Z轴运动平台。工件夹具、蠕动泵、储液箱、溢液槽通过导管连接。电解液由蠕动驱动从储液箱出发进过蠕动泵，流入工件夹具，并顺着工件流入加工槽，加工槽电解液溢出至溢液槽，溢液槽设有电解液流道，电解液最终流回储液槽。加工过程中电极丝距离加工液槽上表面2-4毫米，加工液槽中液面高度则和加工液槽上表面保持一致。电解液流到工件底部时，由于润湿效应以及张力作用，电解液会充满整个工件底部和加工液槽电解液液面之间的区域，形成宽度与工件厚度基本一致的电解液润湿层，电极丝从润湿层通过，并在润湿层内发生反应，工件靠近电极丝产生材料去除。采用蠕动泵实现电解液小流量的供应，用以维持润湿层的存在、维持加工槽电解液的高度，同时避免过大流量导致润湿层发展成大液滴。所述导丝装置由两个V型导丝轮、两个导丝轮支撑块、升降板、手动升降平台组成。升降板通过紧固件安装于手动升降平台上方，为确保走丝稳定性以及定位精度，导丝轮支撑块采用梯形板状结构增加支撑强度，长边通过螺钉竖直方向固定在升降板上，朝向加工液槽，短边安装V型导丝轮，两个支撑块对称布置于手动升降平台左右两侧。手动升降平台可以带动升降板、导丝轮支撑块及导丝轮同时沿Z轴方向运动。本技术提出了微细电化学放电线切割加工的润湿式供液的设计思想。电解液通过工件夹具进行供应，借助润湿效应，在加工区域生成电解液润湿层，形成加工所需的电解液环境。夹具安装于Z轴，整体装置安装于Y轴，利用Y轴和Z轴的联动实现微细二维形状的线切割加工。本技术具有独特性以及有效性。1、利用润湿效应在工件下方形成的润湿层，作为加工反应区域，使发生反应的电极丝长度等于工件长度，提高了能量利用率；2、采用润湿供液方法能够实现对不同厚度材料加工的自适应，提高加工柔性、可操作性；3、采用润湿供液方式降低了对电源的要求，降低了加工电压，使加工质量得到提高；4、采用高度可调节导丝装置，结合V型导丝轮，可以确保走丝的精度，同时可以根据不同材料、不同厚度、不同电解液形成的润湿层的特点对加工区域电极丝高度进行微调，确保最佳加工效果。综上所述，本技术提出的润湿供液式电化学放电线切割加工装置能够有效地解决现有电化学放电线切割加工装置的缺点，提高了能量利用率，并有效地简化了机床结构，同时能够提高加工质量。附图说明图1为本技术的主视图。图2为本技术的左视图。图中：收丝轮1、走丝装置载体2、第一导丝轮支撑块3、升降板4、工件夹具5、Z轴6、导管7、第二导丝轮支撑块8、贮丝轮9、电极丝10、导电块11、第一行丝轮12、溢液槽13、第一V型导丝轮14、辅助电极15、加工液槽16、电解液17、润湿层18、工件19、第二V型导丝轮20、第二行丝轮21、手动升降平台22。具体实施方式如图1所示本技术正视图，图2为本技术左视图，从图1和图2可以看出：本技术装置由走丝装置、电解液循环装置、导丝装置三部分组成。1、走丝装置走丝装置由收丝轮1、第一行丝轮12、第二行丝轮21、贮丝轮9、主电机和阻尼器(图中未示出)、导电块1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种润湿供液式微细电化学放电线切割加工装置，包括走丝装置、电解液循环装置和导丝装置，其特征在于：利用润湿效应对加工区域进行供液，加工区域电极丝保持水平，且高度可调，电解液循环装置位于走丝装置前侧，导丝装置安装于走丝装置后侧，其中：所述走丝装置由主电机、收丝轮、两个行丝导轮、贮丝轮、阻尼器、导电块以及走丝装置载体组成；阻尼器与第一行丝导轮位于走丝装置载体右侧或左侧、主电机与第二行丝导轮位于走丝装置载体左侧或右侧，均固定在走丝装置载体上，收丝轮安装于主电机上，贮丝轮安装于阻尼器上；所述电解液循环装置由工件夹具、加工液槽、溢液槽、储液箱、蠕动泵、导管组成，加工液槽安装于溢液槽中间，工件夹具安装于Z轴，位于加工液槽上方，导管连接溢液槽、储液箱、蠕动泵、工件夹具；所述导丝装置由两个导丝轮、两个导丝轮支撑块、升降板、手动升降平台组成，升降板固定于手动升降平台上方，导丝轮支撑块一端固定于升降板，另一端安装导丝轮，两个支撑块对称分布于手动升降平台左右两侧，朝向加工液槽。

【技术特征摘要】
1.一种润湿供液式微细电化学放电线切割加工装置，包括走丝装置、电解液循环装置和导丝装置，其特征在于：利用润湿效应对加工区域进行供液，加工区域电极丝保持水平，且高度可调，电解液循环装置位于走丝装置前侧，导丝装置安装于走丝装置后侧，其中：所述走丝装置由主电机、收丝轮、两个行丝导轮、贮丝轮、阻尼器、导电块以及走丝装置载体组成；阻尼器与第一行丝导轮位于走丝装置载体右侧或左侧、主电机与第二行丝导轮位于走丝装置载体左侧或右侧，均固定在走丝装置载体上，收丝轮安装于主电机上，贮丝轮安装于阻尼器上；所述电解液循环装置由工件夹具、加工液槽、溢液槽、储液箱、蠕动泵、导管组成，加工液槽安装于溢液槽中间，工件夹具安装于Z轴，位于加工液槽上方，导管连接溢液槽、储液箱、蠕动泵、工件夹具；所述导丝装置由两个导丝轮、两个导丝轮支撑块、升降板、手动升降平台组成，升降板固定于手动升降平台上方，导丝轮支撑块一端固定于升降板，另一端安装导丝轮，两个支撑块对称分布于手动升降平台左右两侧，朝向加工液槽。2...

【专利技术属性】
技术研发人员：李其，蒋毅，石子灿，周波，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：新型
国别省市：江苏,32