本发明专利技术公开了一种弱导电材料自放电辅助加工装置，包括：固定基座，所述固定基座可导电；工作台，所述工作台与所述固定基座对向设置，所述工作台用于放置待磨削或切割的工件；电源，所述电源的正极与所述固定基座串联连接，所述电源的负极与所述工件串联连接；喷嘴，所述喷嘴的一端固定在所述固定基座上，所述喷嘴的另一端用于喷射电解液。本发明专利技术的弱导电材料自放电辅助加工装置，可以兼顾金刚石磨削和电火花加工的优点，克服以往电极放电辅助磨削电极损耗大、放电稳定性差的问题，提高了加工效率。效率。效率。
【技术实现步骤摘要】
一种弱导电材料自放电辅助加工装置、加工方法及其应用
[0001]本专利技术属于材料加工
，具体涉及一种弱导电材料自放电辅助磨削加工装置、加工方法及其应用。
技术介绍
[0002]半导体材料、导电陶瓷材料和金属基复合材料等弱导电材料具有重要的应用价值。以Si和SiC为代表的半导体材料是芯片领域至关重要的原材料。导电陶瓷材料如ZnO/Al2O3和TiN/Si3N4等广泛应用于石油、地质、电子、机械、冶金、化工、航空航天等。金属基复合材料如PCD复合片，是制作超硬刀具的材料，在有色金属加工、陶瓷切削、复合地板切割、木材加工、石料切削、石油钻井、地质勘探、工程施工、宝石切割等领域得到了广泛的使用。虽然这些材料具有优异的性能和十分重要的应用价值，但是其较高的硬度和脆性，给加工带来了很大的困难。
[0003]现有加工方法主要包括金刚石磨削加工、电火花加工和电极放电辅助磨削加工。金刚石磨削是目前使用最广泛、技术最成熟的一种加工方法，其去除机理是机械与热化学的混合作用，但是该方法存在金刚石砂轮消耗大、加工效率较低、加工成本高、磨削量控制不好导致加工表面出现微裂纹和崩碎等问题。电火花加工利用电极和弱导电材料之间放电实现加工，其电极材料成本低，无机械切削力，但是，由于工件材料电阻率较大，其加工效率较低。电极放电辅助磨削是利用表面固结了金刚石颗粒的金属做电极，金属与工件发生放电，使工件材料融化或软化，再利用金刚石磨粒将融化或软化的材料从工件上去除，该方法综合了金刚石磨削加工和电火花加工的优势，提高了加工效率和加工表面质量。然而，由于电极的金属材料直接参与放电，导致金属损耗较大，金属对金刚石颗粒的固结作用减弱，加速了金刚石磨粒的脱落，另外，由于电极的金属基体与工件之间被金刚石颗粒隔离开，如果金刚石颗粒较大，则金属基体和工件的距离较大，很难在二者之间产生电火花放电。
技术实现思路
[0004]本专利技术解决的技术问题是现有技术中的电极放电辅助磨削技术加工弱导电材料时电极损耗大，难以维持稳定放电的问题，提出了一种弱导电材料自放电辅助加工装置，可以兼顾金刚石磨削和电火花加工的优点，克服以往电极放电辅助磨削电极损耗大、放电稳定性差的问题，提高了加工效率。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提出了一种弱导电材料自放电辅助加工装置，包括：
[0007]固定基座，所述固定基座可导电；
[0008]工作台，所述工作台与所述固定基座对向设置，所述工作台用于放置待磨削或切割的工件；
[0009]电源，所述电源的正极与所述固定基座串联连接，所述电源的负极与所述工件串联连接；
[0010]喷嘴，所述喷嘴的一端固定在所述固定基座上，所述喷嘴的另一端用于喷射电解液。
[0011]具体地，所述喷嘴可以是一体成型的喷嘴，也可以在喷嘴上设置供液管，所述供液管的一端固定在所述固定基座上，所述供液管的另一端安装喷嘴，电解液经所述供液管，由所述喷嘴流出。
[0012]本专利技术对电解液不作特别限定，凡是电解电火花加工适用的电解液，例如氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、氯化钠溶液和硝酸钠溶液等。
[0013]作为本专利技术的具体实施方式，所述弱导电材料自放电辅助加工装置还包括夹具和磨具；所述夹具设置在所述固定基座上，所述夹具可随所述固定基座转动而转动，所述夹具与所述固定基座间设置有绝缘层；所述磨具的一端固定在所述夹具上，所述磨具的另一端靠近所述工作台，用于磨削加工所述工件。
[0014]作为本专利技术的具体实施方式，所述磨具为金刚石磨具。
[0015]作为本专利技术的具体实施方式，所述弱导电材料自放电辅助加工装置还包括线锯和线锯走丝机构；所述线锯走丝机构设置在所述固定基座上，所述线锯走丝机构与所述固定基座间设置有绝缘层；所述线锯设置在所述线锯走丝机构上，用于切割加工所述工件。
[0016]作为本专利技术的具体实施方式，所述线锯为金刚石线锯。
[0017]作为本专利技术的具体实施方式，所述喷嘴为导电材料，如不锈钢、石墨等。
[0018]作为本专利技术的具体实施方式，所述喷嘴为非导电材料非导电材料，例如聚乙烯、聚丙烯等塑料，且当所述喷嘴为非导电材料时，所述固定基座上还设置有辅助电极，所述辅助电极通过所述固定基座与所述电源的正极串联连接。
[0019]作为本专利技术的具体实施方式，所述辅助电极为金属电极或石墨电极。
[0020]作为本专利技术的具体实施方式，所述电源为直流电源或脉冲电源。
[0021]作为本专利技术的具体实施方式，所述固定基座为环形。
[0022]第二方面，本专利技术提出了一种弱导电材料自放电辅助加工方法，包括如下步骤：
[0023]S101：将待磨削或切割的工件固定在工作台上，将所述待磨削或切割的工件与电源的负极串联连接，所述电源的正极与可导电的固定基座串联连接；其中，所述固定基座与所述工作台对向设置；
[0024]S102：在所述固定基座上固定用于切割或磨削加工所述工件的装置以及辅助电极的一端；
[0025]S103：在所述固定基座上固定喷嘴的一端，所述喷嘴的另一端同时向所述辅助电极和所述工件喷射电解液；
[0026]S104：当所述电源的输出电压超过预设电压时，所述工件表面产生火花放电，所述用于切割或磨削加工所述工件的装置对所述工件进行切割或磨削。
[0027]作为本专利技术的具体实施方式，所述用于磨削所述工件的装置为夹具和磨具；所述夹具设置在所述固定基座上，所述夹具可随所述固定基座转动而转动，所述夹具与所述固定基座间设置有绝缘层；所述磨具的一端固定在所述夹具上，所述磨具的另一端靠近所述工作台，用于磨削加工所述工件；优选地，所述磨具为金刚石磨具。
[0028]作为本专利技术的具体实施方式，所述用于切割所述工件的装置为线锯和线锯走丝机构；所述线锯走丝机构设置在所述固定基座上，所述线锯走丝机构与所述固定基座间设置
有绝缘层；所述线锯设置在所述线锯走丝机构上，用于切割加工所述工件。
[0029]优选地；所述线锯为金刚石线锯。
[0030]第三方面，本专利技术提出了所述的加工装置和/或加工方法在半导体材料、导电陶瓷材料和金属基复合材料领域中的应用。
[0031]本专利技术和现有技术相比具有以下优点：
[0032]本专利技术兼顾了金刚石磨削和电火花加工的优点，克服了以往电极放电辅助磨削放电稳定性差的问题，提高了加工效率。本专利技术利用电解电火花放电原理在工件表面产生火花放电，同时利用带有金刚石磨粒的工具(金刚石磨具)去除放电区域的工件材料。金刚石磨具不参与放电，金刚石磨具损耗小，另外，本专利技术的工艺流程简单，设备成本低。
附图说明
[0033]图1为本专利技术一实施例的弱导电材料自放电辅助加工装置示意图。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例进行详细描述。
[0035]如图1所示，本发本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种弱导电材料自放电辅助加工装置，其特征在于，包括：固定基座，所述固定基座可导电；工作台，所述工作台与所述固定基座对向设置，所述工作台用于放置待磨削或切割的工件；电源，所述电源的正极与所述固定基座串联连接，所述电源的负极与所述工件串联连接；喷嘴，所述喷嘴的一端固定在所述固定基座上，所述喷嘴的另一端用于喷射电解液。2.根据权利要求1所述的弱导电材料自放电辅助加工装置，其特征在于，还包括夹具和磨具；所述夹具设置在所述固定基座上，所述夹具可随所述固定基座转动而转动，所述夹具与所述固定基座间设置有绝缘层；所述磨具的一端固定在所述夹具上，所述磨具的另一端靠近所述工作台，用于磨削加工所述工件；优选地，所述磨具为金刚石磨具。3.根据权利要求1所述的弱导电材料自放电辅助加工装置，其特征在于，还包括线锯和线锯走丝机构；所述线锯走丝机构设置在所述固定基座上，所述线锯走丝机构与所述固定基座间设置有绝缘层；所述线锯设置在所述线锯走丝机构上，用于切割加工所述工件；优选地；所述线锯为金刚石线锯。4.根据权利要求1所述的弱导电材料自放电辅助加工装置，其特征在于，所述喷嘴为导电材料；或，所述喷嘴为非导电材料，且当所述喷嘴为非导电材料时，所述固定基座上还设置有辅助电极，所述辅助电极通过所述固定基座与所述电源的正极串联连接。5.根据权利要求4所述的弱导电材料自放电辅助加工装置，其特征在于，所述辅助电极为金属电极或石墨电极。6.根据权利要求1所述的弱导电材料自放电辅助加工装置，其特征在于，所述固定基座为环形。7.一种弱导电材料自放电辅助加工方法，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：王津，贾志新，刘江，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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