一種用于超聲電火花加工的工件附加超聲振動裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于航天或航空特種加工工藝領(lǐng)域，具體涉及一種用于超聲電火花加工的工件附加超聲振動裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]微細(xì)電火花加工微細(xì)深孔時，工件上的蝕除物不易排出而聚積在孔的底部，容易產(chǎn)生二次放電、拉弧和短路等非正常放電現(xiàn)象，導(dǎo)致材料的蝕除速度急劇下降，甚至無法加工。為了提高微細(xì)電火花的加工能力和適用范圍，改善加工狀態(tài)，提高生產(chǎn)率，人們提出了超聲波振動輔助微細(xì)電火花加工的方法。
[0003]超聲波振動輔助微細(xì)電火花加工可分為工件振動的超聲波振動輔助微細(xì)電火花加工和工具振動的超聲波振動輔助微細(xì)電火花加工兩種，但無論是工件振動還是工具振動，其加工原理是相同的。在超聲波振動輔助微細(xì)電火花加工中，工件表面上所獲得的超聲能量很小，超聲振動不直接參與加工過程，因此，其單次脈沖放電的物理過程與電火花加工基本相同。
[0004]附加的超聲振動，可以使電極端面頻繁進(jìn)入合適的放電間隙，提高火花擊穿的概率；同時超聲的空化作用和泵吸作用，可以增大被加工材料的去除量，加速工作液循環(huán)，改善間隙放電條件，從而提高被加工孔的深徑比、加工穩(wěn)定性和加工效率，且在振幅得到良好控制的情況下，可以獲得更高的加工精度。
[0005]鑒于上述優(yōu)勢，有必要研制一種用于超聲電火花加工的工件附加超聲振動裝置，以提尚微細(xì)孔加工株徑比。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種用于超聲電火花加工的工件附加超聲振動裝置，利用該裝置進(jìn)行工件的超聲輔助振動微細(xì)深小孔電火花加工，以提高微小孔的深徑比、加工穩(wěn)定性和加工效率。
[0007]為了實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:
[0008]—種用于超聲電火花加工的工件附加超聲振動裝置，適用于工件的超聲輔助振動微細(xì)深小孔電火花加工，在電火花加工過程中將工件固定在超聲工作臺上，把超聲發(fā)生裝置的高頻電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，帶動工件做超聲振動，輔助微細(xì)電火花加工；具體包括如下部件:
[0009](I)超聲發(fā)生裝置
[0010]通過超聲發(fā)生裝置將工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂泄β瘦敵龅某曨l電振蕩，輸出功率和頻率在設(shè)定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)；超聲發(fā)生器超聲頻率為28kHz和45kHz，45kHz為主頻率，28kHz為諧振頻率；超聲功率50W，功率可調(diào)，輸出功率調(diào)整范圍為40%?100%的功率輸出；
[0011](2)壓電陶瓷換能器
[0012]壓電陶瓷換能器是筒狀結(jié)構(gòu)，利用壓電效應(yīng)將超聲發(fā)生裝置提供的超聲頻電振蕩轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動；
[0013]⑶變幅桿
[0014]在換能器中軸向設(shè)置3個變幅桿，3個變幅桿沿壓電陶瓷換能器圓周方向均勻分布并且距離壓電陶瓷換能器的軸線位置相同，每個變幅桿的結(jié)構(gòu)是上底直徑小于下底直徑的上細(xì)下粗的圓臺結(jié)構(gòu)，通過變幅桿將超聲振幅擴(kuò)大；
[0015]⑷工裝
[0016]工件通過工裝連接在工件附加超聲振動裝置，超聲發(fā)生裝置的機(jī)械振動經(jīng)變幅桿放大后傳給工件；工裝為與壓電陶瓷換能器的直徑相同的筒狀結(jié)構(gòu)，通過焊接直接與變幅桿聯(lián)接，工裝圓心與壓電陶瓷換能器的圓心重合。
[0017]進(jìn)一步的，如上所述的一種用于超聲電火花加工的工件附加超聲振動裝置，壓電陶瓷換能器的直徑為40mm ;每個變幅桿是上底直徑為2mm，下底直徑為4mm，長度為30mm的上細(xì)下粗的圓臺結(jié)構(gòu)；工裝是直徑為40mm的圓柱體。
[0018]進(jìn)一步的，如上所述的一種用于超聲電火花加工的工件附加超聲振動裝置，超聲發(fā)生裝置為雙頻超聲波發(fā)生器。
[0019]進(jìn)一步的，如上所述的一種用于超聲電火花加工的工件附加超聲振動裝置，超聲發(fā)生裝置的功率為50W。
[0020]進(jìn)一步的，如上所述的一種用于超聲電火花加工的工件附加超聲振動裝置，工裝通過焊接固定在超聲振幅桿的頂端。
[0021]進(jìn)一步的，如上所述的一種用于超聲電火花加工的工件附加超聲振動裝置，應(yīng)用該工件附加超聲振動裝置時，微細(xì)電火花加工參數(shù)是:脈寬為100?200 μ S、脈間為100?200 μ S、脈寬:脈間=1:1 ;平均電流、電壓不變，加工過程中電源能量不變；單個脈沖能量和放電間隙隨著脈寬的增大而增大；峰值電流為0.9?1.65Α，開路電壓為150?200V，伺服參考電壓為55?70V。
[0022]進(jìn)一步的，如上所述的一種用于超聲電火花加工的工件附加超聲振動裝置，加工的工件是深徑比為1:16的限流片，材料為lCrl8Ni9，加工參數(shù)為:超聲發(fā)生裝置超聲頻率為45kHz，超聲輸出功率為50% x50ff = 25W，脈寬為lOOys，脈間為lOOys，峰值電流1.05A(14x0.075A = 1.05A)，開路電壓為150V，伺服參考電壓為70V。
[0023]采用上述技術(shù)方案中的有益效果在于:
[0024](I)形成超聲輔助振動裝置I套，利用該裝置完成了工件振動的超聲波振動輔助微細(xì)電火花加工；
[0025](2)在超聲輔助振動適配參數(shù)組合狀態(tài)下，加工深徑比多15 ;
[0026](3)在超聲輔助振動適配參數(shù)組合狀態(tài)下，加工效率提高I倍以上；
[0027](4)在超聲輔助振動適配參數(shù)組合狀態(tài)下，電極損耗減少30%。
【附圖說明】
[0028]圖1是本發(fā)明摩擦焊接接頭結(jié)構(gòu)示意圖及形成的嵌接結(jié)構(gòu)形式；
[0029]圖2是變幅桿分布狀況示意圖。
[0030]圖中:1超聲發(fā)生裝置，2壓電陶瓷換能器，3變幅桿，4工裝，5工件。
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0032]如圖1所示，本發(fā)明一種用于超聲電火花加工的工件附加超聲振動裝置，適用于工件的超聲輔助振動微細(xì)深小孔電火花加工，在電火花加工過程中將工件固定在超聲工作臺上，把超聲發(fā)生裝置的高頻電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，帶動工件做超聲振動，輔助微細(xì)電火花加工；具體包括如下部件:
[0033](I)超聲發(fā)生裝置
[0034]通過超聲發(fā)生裝置將工頻交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂泄β瘦敵龅某曨l電振蕩，