一種電加工用防電化學(xué)雜散腐蝕的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及精密電解加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種電加工用防電化學(xué)雜散腐蝕的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電解加工過程中工件陽極材料是以離子的形式進行去除的，而金屬離子的尺寸非常微小，這種材料去除方式使得電解加工具備微細加工能力。此外，電解加工還具有加工表面無重熔變質(zhì)層，工具電極無損耗等優(yōu)點，因此在微機電系統(tǒng)、汽車、航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域的金屬材料微細孔加工中得到廣泛應(yīng)用。
[0003]由于電解加工時無法完全將電場約束在加工期望的區(qū)域，使得工件上非加工區(qū)域被加工和已加工區(qū)域被二次加工，造成雜散腐蝕。電解加工小孔的雜散腐蝕主要包括側(cè)面雜散腐蝕和端面雜散腐蝕兩種。側(cè)面雜散腐蝕主要是由于電解過程中，作為電介質(zhì)的電解液存在于分布有電場的電極/工件間隙內(nèi)，產(chǎn)生部分電流，致使在已加工區(qū)域的工件表面發(fā)生氧化腐蝕，造成加工精度下降。端面雜散腐蝕主要是由于電解加工初始階段，電極空載移動期間，在電極/工件表面非加工區(qū)域之間出現(xiàn)部分電流，造成工件表面的非加工區(qū)域出現(xiàn)電蝕致使工件表面質(zhì)量下降。針對電極側(cè)面雜散腐蝕，國內(nèi)外學(xué)者已提出了多種電極側(cè)壁絕緣方法，以將電場限定在電極端部，減小對已加工區(qū)域的二次加工，提高電解加工成型精度。而電極端面雜散腐蝕，主要發(fā)生在電解加工過程的開始階段，因為電極/工件間隙遠大于平衡間隙，在電極移至平衡間隙期間，造成電極底部端面對工件表面非加工區(qū)雜散腐蝕嚴(yán)重，致使工件加工精度和表面質(zhì)量顯著降低等問題，因此，電極端面雜散腐蝕一直是電解加工精度和工件表面質(zhì)量提高的瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效減小工件電極端面雜散腐蝕、提高電解加工工件表面質(zhì)量和成型精度的電加工用防電化學(xué)雜散腐蝕的方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種電加工用防電化學(xué)雜散腐蝕的方法，包括以下步驟:1)工具電極的側(cè)面設(shè)置有一圈絕緣膜層，將工具電極固定在機床的主軸上，待加工的工件固定在機床工作臺的電解池中，工具電極和工件分別連接電源的負極和正極，形成回路，回路上設(shè)置有一用于實時采集回路電流大小的電流傳感器，電流傳感器將采集的電流值實時發(fā)送給控制器；2)工具電極在機床主軸的帶動下到達加工的初始位置；3)在機床主軸的帶動下，工具電極繼續(xù)向工件移動，同時，控制器控制電源切換，使工具電極和工件之間施加正負對稱的交流輔助電源；4)調(diào)整交流輔助電源的脈寬和頻率，使工具電極和工件之間電解液中的離子和電子沿原始位置來回移動，原始位置指沒有施加交流輔助電源時離子和電子所處的位置；5)隨著工具電極向工件逐步靠近，電流傳感器采集的電流值逐漸增大，當(dāng)控制器判斷得知電流傳感器采集到電流值不變時，此時工具電極和工件之間的間隙為平衡間隙；6)當(dāng)工具電極和工件之間的間隙為平衡間隙時，控制器控制電源切換，使工具電極與工件之間施加的正負對稱的交流輔助電源切換為電解加工主電源對工件進行加工。
[0006]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明由于在工具電極從加工的初始位置逐步向工件移動過程中，給工具電極與工件之間施加正負對稱的交流輔助電源，使工具電極和工件之間電解液中的離子和電子在小范圍內(nèi)來回“振動”，因此可以減少工具電極移動過程中離子的移動，從而減少對工件表面非加工區(qū)域的雜散腐蝕。2、本發(fā)明由于在工具電極與工件之間的間隙為平衡間隙時，將加工電源由正負對稱的交流輔助電源切換到電解加工主電源，因此可以提高電解加工的表面質(zhì)量和成型精度。3、本發(fā)明的工具電極的側(cè)面設(shè)置有一圈絕緣膜層，僅僅在工具電極的端部與工件產(chǎn)生電場，因此可以減少工件表面的雜散腐蝕。本發(fā)明可以廣泛應(yīng)用于電解加工過程中。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明工具電極與工件的初始位置示意圖；
[0008]圖2是本發(fā)明正負對稱的交流輔助電源的示意圖；
[0009]圖3是本發(fā)明工具電極與工件之間達到平衡間隙的示意圖；
[0010]圖4是本發(fā)明電解加工主電源的示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0012]本發(fā)明提供的電加工用防電化學(xué)雜散腐蝕的方法，包括以下步驟:
[0013]I)如圖1所示，工具電極I的側(cè)面設(shè)置有一圈絕緣膜層3，將工具電極I固定在現(xiàn)有機床的主軸上，待加工的工件2固定在機床工作臺的電解池中，工具電極I和工件2分別連接電源的負極和正極，形成回路，回路上設(shè)置有一用于實時采集回路電流大小的電流傳感器，電流傳感器將采集的電流值實時發(fā)送給現(xiàn)有的控制器；
[0014]2)工具電極I在機床主軸的帶動下到達加工的初始位置(起點位置)(如圖1所示);
[0015]3)在機床主軸的帶動下，工具電極I繼續(xù)向工件2移動，同時，控制器控制電源切換，使工具電極I和工件2之間施加正負對稱的交流輔助電源(如圖2所示)，如圖1所示，由于工具電極I的側(cè)面設(shè)置有一圈絕緣膜層3，因此僅僅在工具電極I的端部與工件2的非加工區(qū)域5及加工區(qū)域6之間產(chǎn)生電場4 ;
[0016]4)調(diào)整交流輔助電源的脈寬和頻率，使工具電極I和工件2之間電解液中的離子和電子沿原始位置來回移動，即電解液中的離子和電子在小范圍內(nèi)來回“振動”，原始位置指沒有施加交流輔助電源時離子和電子所處的位置；
[0017]5)隨著工具電極I向工件2逐步靠近，電流傳感器采集的電流值逐漸增大，當(dāng)控制器判斷得知電流傳感器采集到電流值不變時，此時工具電極I和工件2之間的間隙為平衡間隙(如圖3所示)，即工具電極I的進給速度和工件2的溶解去除速率相匹配，工具電極I和工件2之間的間隙保持不變，達到平衡；
[0018]6)當(dāng)工具電極I和工件2之間的間隙為平衡間隙時，控制器控制電源切換，使工具電極I與工件2之間施加的正負對稱的交流輔助電源切換為電解加工主電源(如圖4所示)對工件進行加工，從而得到加工精度高的工件2。
[0019]上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進行的等同變換和改進，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護范圍之外。
【主權(quán)項】
1.一種電加工用防電化學(xué)雜散腐蝕的方法，包括以下步驟: 1)工具電極的側(cè)面設(shè)置有一圈絕緣膜層，將工具電極固定在機床的主軸上，待加工的工件固定在機床工作臺的電解池中，工具電極和工件分別連接電源的負極和正極，形成回路，回路上設(shè)置有一用于實時采集回路電流大小的電流傳感器，電流傳感器將采集的電流值實時發(fā)送給控制器； 2)工具電極在機床主軸的帶動下到達加工的初始位置； 3)在機床主軸的帶動下，工具電極繼續(xù)向工件移動，同時，控制器控制電源切換，使工具電極和工件之間施加正負對稱的交流輔助電源； 4)調(diào)整交流輔助電源的脈寬和頻率，使工具電極和工件之間電解液中的離子和電子沿原始位置來回移動，原始位置指沒有施加交流輔助電源時離子和電子所處的位置； 5)隨著工具電極向工件逐步靠近，電流傳感器采集的電流值逐漸增大，當(dāng)控制器判斷得知電流傳感器采集到電流值不變時，此時工具電極和工件之間的間隙為平衡間隙； 6)當(dāng)工具電極和工件之間的間隙為平衡間隙時，控制器控制電源切換，使工具電極與工件之間施加的正負對稱的交流輔助電源切換為電解加工主電源對工件進行加工。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電加工用防電化學(xué)雜散腐蝕的方法，包括以下步驟：1)將工具電極固定在機床主軸上，工件固定在機床工作臺的電解池中，工具電極和工件分別連接電源負、正極，形成回路，回路有電流傳感器，電流傳感器將采集的電流值實時發(fā)送給控制器；2)工具電極到達初始位置；3)工具電極繼續(xù)向工件移動，控制器控制電源切換，使工具電極和工件之間施加正負對稱的交流輔助電源；4)調(diào)整交流輔助電源脈寬和頻率，使工具電極和工件之間的離子和電子沿原始位置來回移動；5)隨著工具電極向工件逐步靠近，電流值逐漸增大，當(dāng)不變時，工具電極和工件之間的間隙為平衡間隙；6)控制器控制電源切換為電解加工主電源對工件進行加工。
【IPC分類】B23H11/00, B23H3/00
【公開號】CN105033371
【申請?zhí)枴緾N201510492888
【發(fā)明人】韓福柱, 陳偉
【申請人】清華大學(xué)
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月12日