一种电极导向器及电极侧壁绝缘状态在线快速切换方法技术

本发明专利技术涉及一种电极导向器及电极侧壁绝缘状态在线快速切换方法，电极导向器包括导向段，导向段与绝缘段固定连接成一体，直线通孔贯通导向段和绝缘段，工具电极穿设在直线通孔内。电极侧壁绝缘状态在线快速切换方法步骤为：（1）选择电极导向器的直线通孔截面尺寸与工具电极截面尺寸相匹配；（2）在线控制电极导向器或工具电极沿电极长度方向运动，使工具电极前端伸出电极导向器对工件进行电火花加工；（3）在线控制电极导向器或工具电极沿电极长度方向运动，使工具电极前端位于电极导向器绝缘段的出口处；（4）电极导向器绝缘段与工具电极整体作为侧壁绝缘电极，控制电极导向器与工具电极整体进行进给运动，对工件进行电解加工。本发明专利技术可以广泛应用于微细电加工领域中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微细电加工领域中的电极导向器及特种加工方法，特别是关于一种用于微细电火花电解组合加工中的电极导向器及电极侧壁绝缘状态在线快速切换方法。
技术介绍
电解加工是利用金属阳极溶解的原理对金属加工成型的一种特种加工方法。在电解加工特别是在微细电解加工中，对工具电极的侧壁进行绝缘，即在柱状细长电极的侧壁表面制作一层薄的绝缘材料，阻隔电极侧壁的电化学反应，仅留出电极端面不被绝缘材料覆盖，这样电场被约束在电极端面附近，可以有效地减少侧壁对工件的杂散腐蚀，提高加工定域性和加工精度。微细电解加工可获得较高的成型精度和较好的表面质量，电极无损耗。但是，由于加工间隙微小，加工反应产物不易排出，导致材料的蚀除速率降低。电火花加工是使工具电极和工件之间产生脉冲性火花放电，利用放电时局部瞬 时产生的高温蚀除导电材料的加工方法。在微细电火花加工中，一般不对柱状工具电极进行侧壁绝缘。如果对工具电极进行侧壁绝缘，由于火花放电区域温度较高，容易对绝缘层造成损坏。而且电火花加工中电极存在损耗，加工过程中难以保证绝缘层与电极具有一致的损耗速度，无法保证电极在加工过程中有稳定的侧壁绝缘状态。相对而言，微细电火花加工有较高的材料蚀除速率，但加工表面有再铸层和热影响层，表面质量较差。电解加工与电火花加工都是非接触加工，工具电极和工件之间无机械力作用，适合于难切削材料的加工以及微细加工，加工方法和加工机床具有共通性，具有实现组合加工或复合加工的优势。如果在一台电火花/电解组合加工机床上，综合电火花加工、电解加工双方的优点，可以使加工既有较快的材料蚀除速率，又可以获得较高的加工表面质量。即首先采用电火花加工进行成形粗加工，快速去除大部分的材料。然后采用电解加工进行精加工，完成剩余较少部分的材料去除，并获得较高的加工精度和较好的表面质量。但是，在微细电火花/电解组合加工中，在先进行电火花加工后，需要用侧壁绝缘电极进行电解加工。若采用在线下对电极进行侧壁绝缘后再装夹进行加工，则会由于电极的二次装夹造成一定的加工误差。因此，如何在线对电极进行侧壁绝缘，以避免电极二次装夹带来的加工误差成为亟待解决的问题。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种能满足电解加工和电火花加工的要求，避免电极二次装夹带来的加工误差，并能提高加工效率的电极导向器及电极侧壁绝缘状态在线快速切换方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种电极导向器，其特征在于它包括导向段、绝缘段和直线通孔，所述导向段与所述绝缘段固定连接成一体，所述直线通孔贯通所述导向段和绝缘段，工具电极穿设在所述直线通孔内。所述导向段与所述绝缘段采用一体成型式结构。所述导向段与所述绝缘段采用由通用导向柱和薄壁套管粘接而成，所述通用导向柱与所述薄壁套管重叠部分构成所述导向段，所述薄壁套管伸出所述通用导向柱的部分构成所述绝缘段。所述导向段的孔壁 厚度大于所述绝缘段的孔壁厚度；所述导向段的孔壁厚度为I 10毫米，所述绝缘段的孔壁厚度为5 100微米。所述绝缘段采用陶瓷或聚酰亚胺材料制成。所述直线通孔的截面形状尺寸根据所述工具电极的截面形状尺寸进行设置，所述直线通孔的截面直径略大于所述工具电极的截面直径。利用上述电极导向器进行的电极侧壁绝缘状态在线快速切换方法，进行电火花/电解组合加工，其包括以下步骤(1)选择电极导向器的直线通孔截面尺寸与工具电极截面尺寸相匹配，将工具电极穿入电极导向器的直线通孔内；(2)在线控制电极导向器或工具电极沿电极长度方向运动，使工具电极前端伸出电极导向器的绝缘段长度为0. 5 3mm的范围内，对工件进行电火花加工；(3)将工件电火花加工完成后，在线控制电极导向器或工具电极沿电极长度方向运动，使工具电极前端位于电极导向器绝缘段的出口处±10 Pm的范围内，工具电极侧壁被绝缘段内壁覆盖、绝缘；(4)电极导向器绝缘段与工具电极整体作为侧壁绝缘电极，控制电极导向器与工具电极整体进行进给运动，对工件进行电解加工，电解加工完成后，再进行步骤(I)，进行下一道工序的电火花加工，循环操作，在电火花/电解组合加工中实现工具电极侧壁绝缘状态在线快速切换。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点1、本专利技术由于采用电极导向器由导向段和绝缘段构成，导向段和绝缘段内由直线通孔贯通，工具电极穿设在直线通孔内。通过导向段导引工具电极的进给方向，绝缘段在电解加工中用作电极侧壁的绝缘层。因此，满足了电解加工和电火花加工的要求。2、本专利技术由于采用电极侧壁绝缘状态在线快速切换方法，可以在机床上在线进行，通过电极导向器或工具电极沿电极长度方向上运动，在线直接对工具电极进行快速侧壁绝缘，或快速使电极从侧壁绝缘状态回到非绝缘状态，这样在电火花、电解组合加工中，有效地避免了工具电极二次装夹带来的误差。3、本专利技术由于采用微细电火花/电解组合加工用在线电极侧壁绝缘切换方法可以使电极在侧壁绝缘、侧壁不绝缘之间快速切换，满足不同加工的应用要求，有助于提高生产效率。4、本专利技术由于采用的电极导向器由导向段和绝缘段构成，电极导向器同时具有导引工具电极进给方向和对工具电极进行侧壁绝缘的功能，而已有电极导向器仅仅具有导引电极进给方向的功能，不具有绝缘段与电极侧壁绝缘功能。因此，本专利技术可以广泛应用于微细电加工领域中。附图说明图I是本专利技术的电极导向器整体结构示意图；图2是本专利技术的电极导向器第一种结构剖视图；图3是本专利技术的电极导向器第二种结构剖视图；图4a 图4c是本专利技术的电极侧壁绝缘状态在线快速切换方法示意图；图5a 图5d是利用本专利技术进行电火花/电解组合加工实现简单线槽加工示意图；图6a 图6d是利用本专利技术进行电火花/电解组合加工实现高质量通孔加工示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细的描述。 本专利技术的电极导向器主要用在电极侧壁绝缘状态在线快速切换方法中，对待加工电极起到导引方向和侧壁绝缘的作用。如图I 图3所示，电极导向器包括导向段I、绝缘段2和直线通孔3，导向段I与绝缘段2固定连接成一体，且直线通孔3贯通导向段I和绝缘段2，工具电极4穿设在直线通孔3内(如图4a所示)。其中，导向段I用于导引工具电极4的进给方向；绝缘段2用于在电解加工中用作电极侧壁的绝缘层。上述实施例中，导向段I的孔壁厚度大于绝缘段2的孔壁厚度。与绝缘段2相比，导向段I的孔壁较厚，通常在I 10毫米的范围内，这样可以保证导向段I具有足够的刚度，使其不会在装夹力或其他可能的外力作用下弯曲变形，而影响其导引工具电极4方向 的功能。与导向段I的孔壁相比，绝缘段2的孔壁较薄，通常在5 100微米的范围内，这是由于微细电解加工的侧面间隙较小，通常在100微米以内，若侧壁绝缘层的厚度太厚，容易造成电解液更新不畅，以及绝缘层与加工表面发生机械干涉等问题，影响电解加工的正常进行。上述各实施例中，导向段I与绝缘段2可以采用一体成型式结构(如图2所示)，也可以采用由通用导向柱5和薄壁套管6粘接而成(如图3所示)，通用导向柱5与薄壁套管6重叠部分构成导向段1，薄壁套管6伸出通用导向柱5的部分构成绝缘段2，该结构较为简单，易制作。本专利技术采用的通用导向柱5为已有的普通电极导向器，其本身不具有绝缘段，通常为中心有一通孔的柱体；薄壁套管6为绝缘材料制成的薄壁套管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极导向器，其特征在于它包括导向段、绝缘段和直线通孔，所述导向段与所述绝缘段固定连接成一体，所述直线通孔贯通所述导向段和绝缘段，工具电极穿设在所述直线通孔内。2.如权利要求I所述的一种电极导向器，其特征在于所述导向段与所述绝缘段采用一体成型式结构。3.如权利要求I所述的一种电极导向器，其特征在于所述导向段与所述绝缘段采用由通用导向柱和薄壁套管粘接而成，所述通用导向柱与所述薄壁套管重叠部分构成所述导向段，所述薄壁套管伸出所述通用导向柱的部分构成所述绝缘段。4.如权利要求I或2或3所述的一种电极导向器，其特征在于所述导向段的孔壁厚度大于所述绝缘段的孔壁厚度；所述导向段的孔壁厚度为I 10毫米，所述绝缘段的孔壁厚度为5 100微米。5.如权利要求I或2或3所述的一种电极导向器，其特征在于所述绝缘段采用陶瓷或聚酰亚胺材料制成。6.如权利要求4所述的一种电极导向器，其特征在于所述绝缘段采用陶瓷或聚酰亚胺材料制成。7.如权利要求I或2或3或6所述的一种电极导向器，其特征在于所述直线通孔的截面形状尺寸根据所述工具电极的截面形状尺寸进行设置，所述直线通孔的截面直径略大于所述工具电极的截面直径。8.如权利要求4所述的一种电极导向器，其特征在于所述直线通孔的截面形状尺寸根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇，胡瑞钦，佟浩，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：