基于靜電紡絲生成電極絲的微細電火花線切割加工裝置制造方法及圖紙

基于靜電紡絲生成電極絲的微細電火花線切割加工裝置，涉及電火花線切割設備。設有氣體流量控制裝置、氣體噴嘴、靜電紡絲液體、液體噴嘴、精密供液裝置、控制器、電火花加工脈沖電源、x軸進給裝置、y軸進給裝置、碎屑收集器、刮板、真空泵、電機、紡絲收集器、導電碳刷、工件、紡絲、高壓電源、密封基座。將靜電紡絲技術應用到微細電火花加工技術中，利用靜電紡絲出來的絲狀結構，作為電火花加工使用的電極絲，進行放電加工。由于靜電紡絲構造出來的纖維源源不斷的產生，因此可彌補火花放電過程中產生的損耗。即使加工過程中產生“斷絲”，也能迅速重新噴射，繼續加工，解決了微細電火花加工中因斷絲引起的精度差效率低的問題。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】基于靜電紡絲生成電極絲的微細電火花線切割加工裝置，涉及電火花線切割設備。設有氣體流量控制裝置、氣體噴嘴、靜電紡絲液體、液體噴嘴、精密供液裝置、控制器、電火花加工脈沖電源、x軸進給裝置、y軸進給裝置、碎屑收集器、刮板、真空泵、電機、紡絲收集器、導電碳刷、工件、紡絲、高壓電源、密封基座。將靜電紡絲技術應用到微細電火花加工技術中，利用靜電紡絲出來的絲狀結構，作為電火花加工使用的電極絲，進行放電加工。由于靜電紡絲構造出來的纖維源源不斷的產生，因此可彌補火花放電過程中產生的損耗。即使加工過程中產生“斷絲”，也能迅速重新噴射，繼續加工，解決了微細電火花加工中因斷絲引起的精度差效率低的問題。【專利說明】基于靜電紡絲生成電極絲的微細電火花線切割加工裝置
本專利技術涉及電火花線切割設備，尤其是涉及一種基于靜電紡絲生成電極絲的微細電火花線切割加工裝置。
技術介紹
微細電火花線切割加工是一種使用軸向移動的微細電極絲對工件進行脈沖火花放電的加工方法。在加工中，軸向移動的電極絲可自動補償電極損耗，可以獲得很高的加工精度。具有加工余量小、加工精度高、生產周期短、制造成本低等突出優點，已在生產中獲得廣泛的應用，其廣泛應用于微小齒輪、微小花鍵、微小異形孔、以及半導體模具、鐘表模具等具有復雜形狀的二維微小零件的加工。微細電極絲是實現微細電火花線切割加工關鍵工藝條件。隨著電極絲直徑的不斷減小，微細電火花線切割加工的縫寬也逐漸變窄，直接提高了微細電火花的加工精度和加工能力。如日本三菱公司采用直徑為30 μ m的微細電極絲進行了商業應用(http://www.fanuc.c0.jp/en/product/catalog/pdf/R0B0CUT_a-CiA (E).pdf),臺灣學者實現了最小直徑 13 μ m 鶴電極絲的切割加工(Shun-Tong Chen, Hong-Ye Yang and Chih-ffei Du.Study ofan Ultrafine W-EDM Technique.Journal of MicroMechanics and MicroEngineering.2009，I9(11):5033?5041)。但是，微細電極絲的價格昂貴，使用成本較高。而且由于微細電極絲的直徑較小，抗拉強度很低，在加工過程中極易產生斷絲，浪費大量工時，降低加工效率。同時，重新穿絲加工后會破壞加工表面的完整性，增加了實現無人操作和自動化加工的困難。其次，微細電火花線切割加工通常采用抗拉強度較高的鎢絲作為電極絲，提高精密加工的穩定性和可靠性。但是，由于鎢絲的硬度很高，在使用中會增加對走絲裝置的磨損，一些機床制造公司在很長一段時間內采用的是專用線切割機或兩套走絲系統來實現細絲的切割加工，這又增加了機床的制造成本和使用成本。靜電紡絲技術是聚合物溶液或熔體在靜電作用下進行噴射拉伸而獲得納米級纖維的技術，即將直流高壓施加于聚合物溶液或熔體與收集裝置之間，使聚合物溶液或熔體帶上幾千至上萬伏高壓靜電，當電場力足夠大時，帶電的聚合物液滴克服表面張力形成噴射細流，細流在噴射過程中隨溶劑蒸發或冷卻凝固而固化，最終落在收集裝置上，其納米纖維直徑一般在50nm?10 μ m之間，比目前最細的微細電極絲直徑還要小。目前，對于采用靜電紡絲技術產生電極絲的研究尚未見有文獻報道。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提出一種利用靜電紡絲所產生的纖維絲作為工具電極進行電火花線切割加工的方法。本專利技術設有氣體流量控制裝置、氣體噴嘴、靜電紡絲液體、液體噴嘴、精密供液裝置、控制器、電火花加工脈沖電源、X軸進給裝置、y軸進給裝置、碎屑收集器、刮板、真空泵、電機、紡絲收集器、導電碳刷、工件、紡絲、高壓電源、密封基座；所述液體噴嘴固定在密封基座內部，噴嘴垂直向下；液體噴嘴內裝有靜電紡絲液體，液位高度由精密供液裝置控制；所述紡絲收集器安裝在密封基座底部；所述高壓電源的正極與靜電紡絲液體連接，高壓電源的負極通過導電碳刷與紡絲收集器連接；所述X軸進給裝置水平固定安裝在密封基座內的底部，X軸進給裝置上的滑臺沿著X軸方向進給；所述y軸進給裝置水平安裝在X軸進給裝置的滑臺之上，y軸進給裝置的滑臺沿著y軸方向進給；所述工件安裝在y軸進給裝置的滑臺上；所述電火花加工脈沖電源的正極與靜電紡絲液體連接，電火花加工脈沖電源的負極與工件連接；所述控制器通過控制X軸進給裝置和y軸進給裝置進給，帶動工件靠近紡絲；所述氣體噴嘴安裝在液體噴嘴前端，垂直向下對加工區域噴出氣體；所述控制器根據電火花加工脈沖電源實時測到間隙電壓值，用于控制X軸進給裝置和y軸進給裝置的進給速度和方向。所述紡絲收集器可采用導電金屬材料制作，上部分為圓錐形，下部分為圓柱形，可繞自身中心軸線轉動，上部分的圓錐形尖與液體噴嘴正對。所述紡絲收集器在電機的帶動下繞自身中心軸線轉動，落在圓錐形尖上的紡絲隨紡絲收集器一起轉動；所述刮板固定不動，并沿著紡絲收集器上部分圓錐形的母線方向安裝；隨著紡絲收集器的轉動，刮板將落在紡絲收集器上的紡絲不斷的從紡絲收集器上剝離下來，并隨著刮板上的凹槽導入到碎屑收集器中。所述密封基座可采用密封容器，所述真空泵可以將密封基座內的氣體抽出，使密封基座內部的絕對壓力值保持在O?I個大氣壓內，以減小周圍環境對加工過程的影響。所述紡絲直徑可以通過改變高壓電源的電壓值、調整液體噴嘴和紡絲收集器之間的距離、調整靜電紡絲液體濃度等方式實現。所述控制器內具有路徑插補功能，可控制X軸進給裝置與y軸進給裝置按照預先設計好的軌跡進給，完成切割。本專利技術將靜電紡絲技術應用到微細電火花加工技術中，利用靜電紡絲出來的絲狀結構，作為電火花加工使用的電極絲，進行放電加工。由于靜電紡絲構造出來的纖維源源不斷的產生，因此可以彌補火花放電過程中產生的損耗。即使加工過程中產生“斷絲”，也能迅速重新噴射，繼續加工，解決了微細電火花加工中因斷絲引起的精度差效率低的問題。另夕卜，靜電紡絲產生的纖維直徑比微細電極絲還要細，因此可以進行更小尺度的加工，提升微細電火花的加工能力。【專利附圖】【附圖說明】圖1為本專利技術實施例的結構組成示意圖。【具體實施方式】參見圖1，本專利技術實施例設有氣體流量控制裝置1、氣體噴嘴2、靜電紡絲液體3、液體噴嘴4、精密供液裝置5、控制器6、電火花加工脈沖電源7、x軸進給裝置8、y軸進給裝置9、碎屑收集器10、刮板11、真空泵12、電機13、紡絲收集器14、導電碳刷15、工件16、紡絲17、高壓電源18、密封基座19。所述密封基座19為一個金屬密封容器，所述氣體流量控制裝置1、氣體噴嘴2、靜電紡絲液體3、液體噴嘴4、精密供液裝置5、X軸進給裝置8、y軸進給裝置9、碎屑收集器10、刮板11、電機13、紡絲收集器14、導電碳刷15、工件16、紡絲17均設在密封基座19內。所述液體噴嘴4固定在密封基座19之上，液體噴嘴4垂直向下；液體噴嘴4內裝有靜電紡絲液體3，液位高度由精密供液裝置5控制，精密供液裝置5與外部供液管道連接；氣體噴嘴2安裝在液體噴嘴4的前端，氣體噴嘴2垂直向下，并與液體噴嘴4同軸心；氣體流量控制裝置I與外部供氣裝置連接，可以控制進入到氣體噴嘴2中的氣體流量；高壓電源18的正極與靜電紡絲液體3連接，高壓電源18的負極通過導電碳刷本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于靜電紡絲生成電極絲的微細電火花線切割加工裝置，其特征在于設有氣體流量控制裝置、氣體噴嘴、靜電紡絲液體、液體噴嘴、精密供液裝置、控制器、電火花加工脈沖電源、x軸進給裝置、y軸進給裝置、碎屑收集器、刮板、真空泵、電機、紡絲收集器、導電碳刷、工件、紡絲、高壓電源、密封基座；所述液體噴嘴固定在密封基座內部，噴嘴垂直向下；液體噴嘴內裝有靜電紡絲液體，液位高度由精密供液裝置控制；所述紡絲收集器安裝在密封基座底部；所述高壓電源的正極與靜電紡絲液體連接，高壓電源的負極通過導電碳刷與紡絲收集器連接；所述x軸進給裝置水平固定安裝在密封基座內的底部，x軸進給裝置上的滑臺沿著x軸方向進給；所述y軸進給裝置水平安裝在x軸進給裝置的滑臺之上，y軸進給裝置的滑臺沿著y軸方向進給；所述工件安裝在y軸進給裝置的滑臺上；所述電火花加工脈沖電源的正極與靜電紡絲液體連接，電火花加工脈沖電源的負極與工件連接；所述控制器通過控制x軸進給裝置和y軸進給裝置進給，帶動工件靠近紡絲；所述氣體噴嘴安裝在液體噴嘴前端，垂直向下對加工區域噴出氣體；所述控制器根據電火花加工脈沖電源實時測到間隙電壓值，用于控制x軸進給裝置和y軸進給裝置的進給速度和方向。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：褚旭陽，吳德志，鄭高峰，
申請(專利權)人：廈門大學，
類型：發明
國別省市：福建;35