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专利号: 2018106452373
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于脉冲性火花放电的硬脆材料深孔加工装置,其特征在于,包括刀具进给系统,所述刀具进给系统包括刀具连接套(1),所述刀具连接套(1)一端通过三角卡盘固定在机床主轴上,所述刀具连接套(1)另一端通过绝缘连接销(2)固接套料钻电极刀具(4),所述套料钻电极刀具(4)远离所述绝缘连接销(2)的一端外圆周表面套接有绝缘支撑套(6),所述绝缘支撑套(6)固接在竖直放置的支座(17)的一端上,所述支座(17)的另一端固接在水平放置的夹具体(13)表面,所述夹具体(13)表面还固接一组竖直间隔放置的定位板(14),每个所述定位板(14)上均开有通孔,通孔内壁表面均固接有夹紧环(8),所述夹紧环(8)套接在水平放置的工件(10)上,所述工件(10)的一端固接顶紧盘(12),所述顶紧盘(12)通过顶紧螺栓连接轴向顶紧架(11),所述轴向顶紧架(11)固接在所述夹具体(13)表面,所述套料钻电极刀具(4)和所述工件(10)还分别连接在外接的脉冲电源(5)的两极。

2.如权利要求1所述的基于脉冲性火花放电的硬脆材料深孔加工装置,其特征在于,还包括工作液循环系统,所述工作液循环系统包括工作液注入环(15),所述工作液注入环(15)套接在所述套料钻电极刀具(4)远离所述刀具连接套(1)的一端,所述工作液注入环(15)还套接在所述工件(10)远离顶紧盘(12)的另一端、并且通过螺栓固接端盖(16)和支座(17),所述工作液注入环(15)通过螺纹配合过滤接头(7);所述套料钻电极刀具(4)连接在所述刀具连接套(1)的一端还套接有工作液回收环(3),所述工作液回收环(3)通过螺纹配合连接过渡接头(18)。

3.如权利要求2所述的基于脉冲性火花放电的硬脆材料深孔加工装置,其特征在于,所述套料钻电极刀具(4)套接所述工作油注入环(15)的一端上部侧壁开有通孔,通孔连通所述过滤接头(7);所述套料钻电极刀具(4)套接所述工作油回收环(3)的一端底部侧壁开有通孔,通孔连通所述过渡接头(15)。

4.如权利要求1所述的基于脉冲性火花放电的硬脆材料深孔加工装置,其特征在于,所述夹紧环(8)外壁还套接有上盖(9),上盖(9)与每个所述定位板(14)铰链连接,并用拧紧螺钉顶紧。

5.一种采用如权利要求2所述的基于脉冲性火花放电的硬脆材料深孔加工装置进行硬脆材料深孔加工的方法,具体操作包括如下步骤:步骤1.使用车床主轴的三角卡盘将所述刀具连接套(1)夹紧,车床主轴保持静止不动,所述套料钻电极刀具(4)通过所述绝缘连接销(2)与所述刀具连接套(1)紧固配合,同时通过调整溜板箱来调整夹具体(13)的轴向位置使所述套料钻电极刀具(4)的刀头位于所述过滤接头(7)的中间位置,然后调整所述支座(17)使所述绝缘支撑套(6)与所述套料钻电极刀具(4)之间的结合面能承受0.5MPa的工作液不渗漏;

步骤2.将工件(10)安装在所述定位板(14)上,并调整工件(10)位置;

步骤3.步骤1和步骤2完成后,启动工作液循环系统;

步骤4.启动脉冲电源5,然后启动夹具体(13)轴向进给,进行硬脆套料的深孔加工,直至深孔加工完成。

步骤5.深孔加工完成后,首先关闭所述脉冲电源(5),然后调节夹具体(13)反向进给,控制进给速度在10mm/min左右,直至所述套料钻电极刀具(4)完全从所述工件(10)上分离,然后,松开所述夹紧环(8)和所述轴向顶紧架(11),缓慢取出工件和料芯,整个深孔加工过程完成。

6.如权利要求5所述的基于脉冲性火花放电的硬脆材料深孔加工方法,其特征在于,所述步骤2的具体操作如下:

步骤2.1将所述工件(10)置于所述定位板(14)的通孔中,通过轴向顶紧架(11)调整夹具体(13)的位置使所述工件(10)待加工面处于所述过滤接头(7)的中间位置,调整所述夹紧环(8)和定位板(14)之间的位置,使所述工件(10)径向紧固不发生跳动;

步骤2.2通过顶紧螺栓调节所述轴向顶紧架(11)使其与所述工件(10)的端面牢固贴合,保证所述工件(10)的轴向稳定。

7.如权利要求5所述的基于脉冲性火花放电的硬脆材料深孔加工方法,其特征在于,所述步骤3的具体操作如下:

启动工作液循环系统,将0.5MPa的高压工作液从所述工作液注入环(15)和所述过滤接头(7)注入,通过所述套料钻电极刀具(4)上的通孔流入到加工面,经所述套料钻电极刀具(4)内腔和料芯的间隙回流到所述工作液回收环(3)和所述过渡接头(18)。

8.如权利要求5所述的基于脉冲性火花放电的硬脆材料深孔加工方法,其特征在于,所述步骤4的具体操作如下:

步骤4.1工作系统启动后,通电启动所述脉冲电源(5),调节所述脉冲电源(5)的参数;

步骤4.2通电启动夹具体(13)工作,设置所述夹具体(13)的轴向进给速度,同时正向进给一定时间后,再反向进给一段时间,直至整个工件的深孔加工完成。

9.如权利要求8所述的基于脉冲性火花放电的硬脆材料深孔加工方法,其特征在于,所述步骤4.1中所述脉冲电源(5)的参数调节范围是:峰值电流1~20A,脉冲宽度100μs~500μs,脉冲间隔100μs~500μs。

10.如权利要求8所述的基于脉冲性火花放电的硬脆材料深孔加工方法,其特征在于,所述夹具体(13)的轴向进给速度为0.1-0.8mm/min,正向进给时间为5-10min,反向进给时间为1-3min。