【技术实现步骤摘要】
本公开涉及硬脆绝缘材料的加工，具体涉及一种用于加工硬脆绝缘材料的方法及设备。
技术介绍
1、硬脆绝缘材料如玻璃、石英、工程陶瓷是继金属和塑料之后的“第三代结构材料”，具有优良的综合性能，具有超硬、耐磨、电阻率和熔点高以及导热性好等诸多优异的力学、化学和物理性能，在微机电系统中的应用非常广泛。虽然这些陶瓷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、脆性和电绝缘性，给加工带来了很大的困难。
2、硬脆绝缘材料的现有加工方法主要包括金刚石磨削加工和电解电火花加工。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，但是该方法存在金刚石砂轮损耗大、加工效率较低、加工成本高、加工表面容易出现微裂纹和崩碎等问题，特别是加工微小结构时，由于刀具尺寸微小，刀具容易变形甚至断裂，影响加工精度和加工稳定性。电解电火花加工硬脆绝缘材料目前处于实验室研究阶段，尚未形成工业化应用。电解电火花加工产生放电的必要条件是在电极表面形成较完整的氢气膜。该方法氢气膜不稳定，加工间隙内工作液循环较差，导致放电稳定性差，加工效率低，同时氢气膜厚度变化随机性较大，难以保证加工精度。因此，现有的硬脆绝缘材料加工方法不能满足工件的综合加工要求，迫切需要一种加工稳定性好、精度高的硬脆绝缘材料加工方法。
技术实现思路
1、为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种用于加工硬脆绝缘材料的方法及设备。
2、第一方面，本公开实施例中提供了一种用于加工硬脆绝缘材料的设备，所述设备包括：微波谐振腔、
3、所述微波谐振腔被设置为安置由硬脆绝缘材料制成的工件；
4、所述工件加工装置包括工件加工机构和具有导电性的加工工具，被设置为对所述工件进行加工，其中，所述工件加工机构用于驱动所述加工工具相对于所述工件运动，所述加工工具被安置于所述微波谐振腔内，所述加工工具的非加工端与所述工件加工机构连接；
5、所述导电性粉末提供装置被设置为在所述微波馈入装置向所述微波谐振腔内发射预设频率的微波之前，向所述工件的加工区域提供导电性粉末；
6、所述微波馈入装置被设置为与所述微波谐振腔连接，用于在所述导电性粉末提供装置向所述工件的加工区域提供预设厚度的导电性粉末之后，向所述微波谐振腔内发射预设频率的微波，所述微波在所述微波谐振腔内发生反射累积微波能量，当所述微波能量使得所述加工工具的加工端与所述导电性粉末之间产生强电场进而形成火花放电时，放电位置处的导电性粉末受放电高温影响汽化和/或熔化，利用汽化和/或熔化后的导电性粉末对所述工件进行去除加工。
7、根据本公开的实施例，其中，所述工件加工机构包括：夹具、机床导向轴、机床主轴、机床立柱和机床工作台；所述加工工具、所述夹具、所述机床导向轴、所述机床主轴、所述机床立柱依次连接后与所述机床工作台垂直设置；所述微波谐振腔包括端盖和腔体，所述腔体没有底面，所述端盖和所述腔体能够相对运动，在所述端盖或所述腔体上设有可开合的门，用于放入所述工件以便将其固定在所述机床工作台上以及从所述机床工作台上拿出所述工件；
8、其中，所述加工工具的非加工端固定在所述夹具上；所述夹具固定在所述机床导向轴上；所述机床导向轴透过设置于所述微波谐振腔的端盖上的第一通孔固定在所述机床主轴上，所述机床主轴与所述机床立柱活动连接；所述端盖通过固定座固定在所述机床立柱上，所述腔体封闭连接到所述机床工作台；
9、所述机床主轴被设置为通过连接自动进给调节装置使其在所述机床立柱上竖直往复运动，由此带动所述加工工具随所述机床主轴竖直往复运动；
10、所述机床工作台被设置为通过连接所述自动进给调节装置使其进行水平运动，由此带动所述工件随所述机床工作台水平运动，用以通过所述竖直往复运动和/或所述水平运动使得所述加工工具和所述工件之间发生相对运动，以便结合所述相对运动对所述工件进行加工。
11、根据本公开的实施例，其中，
12、所述微波馈入装置包括：微波源、微波源保护装置、双定向耦合器和功率计，所述微波源、所述微波源保护装置、所述双定向耦合器与所述加工工具通过同轴线缆依次连接，所述双定向耦合器通过同轴线缆连接所述功率计；其中，所述功率计用于测量入射到所述微波谐振腔内的微波功率，所述微波源保护装置包括：环形器或隔直器。
13、根据本公开的实施例，其中，
14、当所述双定向耦合器与所述加工工具相连接时，所述夹具还设有转接口，所述双定向耦合器与所述加工工具透过设置于所述微波谐振腔的端盖上的第二通孔通过所述夹具上的转接口进行连接。
15、根据本公开的实施例，其中，所述导电性粉末提供装置与所述工件加工装置连接，包括：供粉机构和供粉管道，所述导电性粉末提供装置具体设置为：
16、所述供粉管道以通孔方式设置于所述加工工具中，所述供粉管道的第一端开设于所述加工工具的加工端，用于向所述工件的加工区域提供导电性粉末，所述供粉管道的第二端开设于所述加工工具的非加工端，其中，所述夹具具有一内部孔，所述夹具的内部孔的一端与所述供粉管道相连通，另一端连接到所述供粉机构，用于灌入导电性粉末，使得所述导电性粉末由所述供粉机构经所述夹具的内部孔进入所述供粉管道的第二端，再经由所述供粉管道从所述供粉管道的第一端直接喷射到所述工件的加工区域上；所述夹具内部设有开关机构，用于控制供粉的启停；
17、或者，
18、所述供粉管道以套管方式套置于所述加工工具外部，其中，所述加工工具的加工端暴露于所述供粉管道外面，所述供粉管道的内周与所述加工工具的外周之间形成供粉通路，所述供粉管道的第一端用于向所述工件的加工区域提供导电性粉末，所述供粉管道的第二端固定在所述夹具上，其中，所述夹具具有一内部孔，所述夹具的内部孔的一端与所述供粉管道相连通，另一端连接到所述供粉机构，用于灌入导电性粉末，使得所述导电性粉末由所述供粉机构经所述夹具的内部孔进入所述供粉管道的第二端，再经由所述供粉通路从所述供粉管道的第一端直接喷射到所述工件的加工区域上；所述夹具内部设有开关机构，用于控制供粉的启停。
19、根据本公开的实施例，其中，所述供粉管道与所述加工工具具有相同轴向。
20、根据本公开的实施例，其中，所述供粉机构包括：供粉桶、吸粉管、吸粉泵和送粉管；所述吸粉泵的入口通过所述吸粉管连接到所述供粉桶，所述吸粉泵的出口通过所述送粉管透过设置于所述微波谐振腔上的第三通孔连接到所述夹具的内部孔。
21、根据本公开的实施例，所述设备还包括：控制模块，所述控制模块分别与所述工件加工装置、所述导电性粉末提供装置和所述微波馈入装置相连接，控制所述导电性粉末提供装置向所述工件的加工区域提供预设厚度的导电性粉末，并在之后，控制所述微波馈入装置向所述微波谐振腔内发射预设频率的微波，以使所述微波在所述微波谐振腔内发生反射累积微波能量，当所述微波能量使得所述加工工具的加工端与所述导本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于加工硬脆绝缘材料的设备，其特征在于，所述设备包括：微波谐振腔、工件加工装置、导电性粉末提供装置和微波馈入装置，其中，
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，所述工件加工机构包括：夹具、机床导向轴、机床主轴、机床立柱和机床工作台；所述加工工具、所述夹具、所述机床导向轴、所述机床主轴、所述机床立柱依次连接后与所述机床工作台垂直设置；所述微波谐振腔包括端盖和腔体，所述腔体没有底面，所述端盖和所述腔体能够相对运动，在所述端盖或所述腔体上设有可开合的门，用于放入所述工件以便将其固定在所述机床工作台上以及从所述机床工作台上拿出所述工件；
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，其中，
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，其中，
5.根据权利要求2～4任一项所述的设备，其特征在于，其中，所述导电性粉末提供装置与所述工件加工装置连接，包括：供粉机构和供粉管道，所述导电性粉末提供装置具体设置为：
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，其中，所述供粉管道与所述加工工具具有相同轴向。
7.根据权利
8.根据权利要求1～4任一项所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：控制模块，所述控制模块分别与所述工件加工装置、所述导电性粉末提供装置和所述微波馈入装置相连接，控制所述导电性粉末提供装置向所述工件的加工区域提供预设厚度的导电性粉末，并在之后，控制所述微波馈入装置向所述微波谐振腔内发射预设频率的微波，以使所述微波在所述微波谐振腔内发生反射累积微波能量，当所述微波能量使得所述加工工具的加工端与所述导电性粉末之间产生强电场进而形成火花放电时，放电位置处的导电性粉末受放电高温影响汽化和/或熔化，控制所述工件加工装置利用汽化和/或熔化后的导电性粉末对所述工件进行去除加工，并循环先通过所述导电性粉末提供装置向所述工件的加工区域提供导电性粉末、再通过所述微波馈入装置向所述微波谐振腔内发射预设频率的微波、最后通过所述工件加工装置利用汽化和/或熔化后的导电性粉末对所述工件进行去除加工的过程。
9.一种用于加工硬脆绝缘材料的方法，其特征在于，所述方法包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：循环先向所述工件的加工区域提供预设厚度的导电性粉末、再向所述微波谐振腔内发射预设频率的微波、最后利用汽化和/或熔化后的导电性粉末对所述工件进行去除加工的过程。
...【技术特征摘要】
1.一种用于加工硬脆绝缘材料的设备，其特征在于，所述设备包括：微波谐振腔、工件加工装置、导电性粉末提供装置和微波馈入装置，其中，
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，其中，所述工件加工机构包括：夹具、机床导向轴、机床主轴、机床立柱和机床工作台；所述加工工具、所述夹具、所述机床导向轴、所述机床主轴、所述机床立柱依次连接后与所述机床工作台垂直设置；所述微波谐振腔包括端盖和腔体，所述腔体没有底面，所述端盖和所述腔体能够相对运动，在所述端盖或所述腔体上设有可开合的门，用于放入所述工件以便将其固定在所述机床工作台上以及从所述机床工作台上拿出所述工件；
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，其中，
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，其中，
5.根据权利要求2～4任一项所述的设备，其特征在于，其中，所述导电性粉末提供装置与所述工件加工装置连接，包括：供粉机构和供粉管道，所述导电性粉末提供装置具体设置为：
6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，其中，所述供粉管道与所述加工工具具有相同轴向。
7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，其中，所述供粉机构包括：供粉桶、吸粉管、吸粉泵和送粉管；所述吸粉泵的入口通过所述吸粉管连接到所述供粉桶，所述吸粉泵的出口通过所述送粉管透过设...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。