本发明专利技术公开了一种旋转线电极辅助式电解线切割加工装置，包括脉冲电源、切割线电极系统、运动进给系统、电解液循环系统、工控机和运动控制卡，所述切割线电极系统包括机床立粱、Z向精密移动平台、换向连接板、换向柱、线电极夹具和切割线电极。本发明专利技术中旋转的绝缘线电极对加工间隙内的电场不产生影响，光滑的切割线电极能够保证电场的均匀分布，绝缘线电极和切割线电极组成的复合运动可以加速间隙内电解液的快速流动更新、产物排出，使得加工过程中间隙内的新鲜电解液更加充足，能够减少加工产物和气泡附着在电极丝和工件表面，电导率分布更加均匀，提高了加工的精度、效率和稳定性。效率和稳定性。效率和稳定性。
【技术实现步骤摘要】
一种旋转线电极辅助式电解线切割加工装置及其使用方法
[0001]本专利技术涉及电化学微细制造
，具体为一种旋转线电极辅助式电解线切割加工装置及其使用方法。
技术介绍
[0002]电解线切割采用金属丝或棒作为工具阴极，基于金属电化学阳极溶解原理去除材料，加工过程中，工件阳极发生氧化反应离子形式蚀除材料，加工表面无应力，不存在重铸层、微裂纹、热影响区域，工具电极简单，避免了常规电解成形加工复杂的阴极设计、流场设计，大大缩短加工准备时间，而且电解液沿程特性对加工精度的影响相对简单，更容易实现高精度加工，特别适应高硬度等难加工材料加工，逐渐成为国内外学术界和工业界关注和聚集的热点研究课题。
[0003]在电解线切割加工中，微缝结构的电解成型过程伴随着大量加工产物的产生，阴极产生的气泡、阳极产生的离子和不溶性加工产物大部分产生于微缝结构的前端的加工间隙内，尤其是当加工金属工件的厚度较大时，加工间隙内的加工产物排出更加困难，产物的扩散不及时会导致加工质量和加工速度的下降，甚至出现线电极变形、加工短路等，造成加工失败。
[0004]采用合理的传质方案，增强加工间隙内的传质效率，可以使加工产物的产生和扩散形成动态平衡，在加工稳定的前提下提高加工精度、效率和稳定性，具有重要意义。
[0005]目前，已有科研人员提出了环形线电极单向走丝线和电极轴向往复微幅振动，但由于线电极表面光滑，其对电解液的拖曳、扰动作用有限，加工产物和气泡易附着在电极丝和工件表面；而线电极轴向低速冲液又容易造成线电极的扰动，诱发短路；另外，也有科研人员提出了非圆截面电解切割电极及其装置，该方法提出的非圆截面电极虽然可以提高电解液的流动更新，但是线电极直径尺寸相对较大同时不规则截面的电极会造成电场的分布不均匀，降低了加工精度。
[0006]因此，本申请提供一种旋转线电极辅助式电解线切割加工装置及其使用方法，用以解决上述问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种旋转线电极辅助式电解线切割加工装置及其使用方法，旋转的绝缘线电极对加工间隙内的电场不产生影响，光滑的切割线电极能够保证电场的均匀分布，绝缘线电极和切割线电极组成的复合运动可以加速间隙内电解液的快速流动更新、产物排出，使得加工过程中间隙内的新鲜电解液更加充足，能够减少加工产物和气泡附着在电极丝和工件表面，电导率分布更加均匀，提高了加工的精度、效率和稳定性，可以有效解决
技术介绍
中的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种旋转线电极辅助式电解线切割加工装置，包括脉冲电源、切割线电极系统、运动进给系统、电解液循环系统、工控机和运动
控制卡，所述切割线电极系统包括机床立粱、Z向精密移动平台、换向连接板、换向柱、线电极夹具和切割线电极，所述Z向精密移动平台安装在机床立粱上，所述换向连接板固定连接在Z向精密移动平台上，所述换向柱的上端通过螺栓固定在换向连接板上，所述线电极夹具安装在换向柱的下端，所述切割线电极安装在线电极夹具的线电极定位槽中，所述线电极夹具通过其侧壁上设置的微拉力计和引电螺钉进行切割线电极的预紧，所述机床立粱上设置有旋转线电极系统，所述旋转线电极系统包括支撑板、微精密电机和竖向的微精密转轴，所述支撑板的一端固定连接在机床立粱上，所述微精密电机安装在支撑板的另一端，所述微精密转轴的上端固设在微精密电机的驱动轴上，所述微精密转轴的下端安装有微夹头，所述微夹头下方安转有非圆形截面的绝缘线电极，所述绝缘线电极并列设置在切割线电极的正后方并用于加速切割线电极后方的电解液流动，所述支撑板上开设有与换向柱对应的通孔，且换向柱活动穿插在通孔中。
[0009]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述线电极夹具对应绝缘线电极的位置设置有直通微孔，绝缘线电极穿设在直通微孔内并与其间隙配合。
[0010]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述绝缘线电极中部的截面形状为半圆形、菱形、三角形、矩形中的任意一种。
[0011]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述绝缘线电极中部的表面设置有微凸起、微坑、微槽中的一种。
[0012]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述切割线电极的截面为圆形。
[0013]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述运动进给系统包括隔震平台、X
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Y精密移动平台、电解液槽、工件夹具；所述工件夹具通过定位螺钉固定在电解液槽内，工件夹具的卡槽内通过紧固螺钉固定连接有金属工件，工控机控制X
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Y精密移动平台带动的金属工件向切割线电极进给，进行电解线切割加工。
[0014]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述电解液循环系统包括管道、流量计、流量阀、过滤器、微量泵、储液箱、加热器和温控仪，电解液通过电解液槽底部的管道和外部的储液箱相连，并保持加工过程中电解液的循环流动更新，沿储液箱到电解液槽的方向，管道上依次设置微量泵、过滤器、流量阀和流量计，且加热器和温控仪均安装在储液箱，保持加工过程中电解液的恒温状态。
[0015]作为本专利技术的一种优选技术方案，所述工控机通过运动控制卡控制运动进给系统动作。
[0016]一种旋转线电极辅助式电解线切割加工装置的使用方法，使用上述旋转线电极辅助式电解线切割加工装置；所述旋转线电极辅助式电解线切割加工装置的使用方法包括如下步骤：步骤1：把金属工件安装在运动进给系统中的工件夹具上；步骤2：将电解液完全浸没金属工件，线电极夹具通过引电螺钉与脉冲电源负极电连接，金属工件与脉冲电源正极电连接；步骤3：切割线电极沿其轴向的往复运动和绝缘线电极绕自身轴线的旋转运动组成复合运动；步骤4：通过工控机经运动控制卡控制运动进给系统实现金属工件相对于切割线电极和绝缘线电极的切割运动；
其中，当Z向精密移动平台换向停顿时，切割线电极后方的绝缘线电极通过微精密转轴按照设定的转速旋转带动电解液流动，更新微缝结构加工间隙内的电解液、促进产物排出；当Z向精密移动平台带动切割线电极按照设定的速度上下往复运动时，切割线电极将加工产物从金属工件的上方或者下方拖曳带出，绝缘线电极的旋转运动将加工产生的气泡和不溶性产物向加工间隙外扩散，提高加工间隙内的传质效率；步骤5：分离并清洗金属工件，从而完成金属工件的电解线切割加工。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术中，微拉力计能够保证线电极在整个加工中始终保持恒拉力状态不因电解液的流动而产生扰动，绝缘线电极的旋转运动和切割线电极的切割加工互相独立不产生相互影响。
[0018]2、本专利技术中，不规则的绝缘线电极的旋转运动促进加工间隙内电解液的更新流动、产物排出，切割线电极的轴向往复运动带动加工产物和气泡从金属工件上部和下部扩散。
[0019]3、本专利技术中，旋转的绝缘线电极对加工间隙内的电场不产生影响，光滑的切割线电极能够保证电场的均匀分布，绝缘线电极和切割线电极组成的复合运动可以加速间隙内电解液的快速流动更新、产物排出，使得加工过程中间隙内的新鲜电解液更加充足，能够本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种旋转线电极辅助式电解线切割加工装置，包括脉冲电源（7）、切割线电极系统、运动进给系统、电解液循环系统、工控机（22）和运动控制卡（23），所述切割线电极系统包括机床立粱（8）、Z向精密移动平台（17）、换向连接板（18）、换向柱（19）、线电极夹具（10）和切割线电极（1），所述Z向精密移动平台（17）安装在机床立粱（8）上，所述换向连接板（18）固定连接在Z向精密移动平台（17）上，所述换向柱（19）的上端通过螺栓（20）固定在换向连接板（18）上，所述线电极夹具（10）安装在换向柱（19）的下端，所述切割线电极（1）安装在线电极夹具（10）的线电极定位槽（30）中，所述线电极夹具（10）通过其侧壁上设置的微拉力计（11）和引电螺钉（12）进行切割线电极（1）的预紧，其特征在于：所述机床立粱（8）上设置有旋转线电极系统，所述旋转线电极系统包括支撑板（16）、微精密电机（21）和竖向的微精密转轴（26），所述支撑板（16）的一端固定连接在机床立粱（8）上，所述微精密电机（21）安装在支撑板（16）的另一端，所述微精密转轴（26）的上端固设在微精密电机（21）的驱动轴上，所述微精密转轴（26）的下端安装有微夹头（14），所述微夹头（14）下方安转有非圆形截面的绝缘线电极（2），所述绝缘线电极（2）并列设置在切割线电极（1）的正后方并用于加速切割线电极（1）后方的电解液流动，所述支撑板（16）上开设有与换向柱（19）对应的通孔（15），且换向柱（19）活动穿插在通孔（15）中。2.根据权利要求1所述的旋转线电极辅助式电解线切割加工装置，其特征在于：所述线电极夹具（10）对应绝缘线电极（2）的位置设置有直通微孔（29），绝缘线电极（2）穿设在直通微孔（29）内并与其间隙配合。3.根据权利要求1所述的旋转线电极辅助式电解线切割加工装置，其特征在于：所述绝缘线电极（2）中部的截面形状为半圆形（4）、菱形（5）、三角形（6）、矩形中的任意一种。4.根据权利要求1所述的旋转线电极辅助式电解线切割加工装置，其特征在于：所述绝缘线电极（2）中部的表面设置有微凸起、微坑、微槽中的一种。5.根据权利要求1所述的旋转线电极辅助式电解线切割加工装置，其特征在于：所述切割线电极（1）的截面为圆形。6.根据权利要求1所述的旋转线电极辅助式电解线切割加工装置，其特征在于：所述运动进给系统包括隔震平台（36）、X
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Y精密移动平台（31）、电解液槽（9）、工件夹具（...
【专利技术属性】
技术研发人员：田长留，毕晓磊，李亚楠，裴文超，
申请(专利权)人：河南工学院，
类型：发明
国别省市：
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