專利名稱：一種微細(xì)銑削刀具電火花加工方法及其專用電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微細(xì)銑削刀具電火花加工方法及其專用電極，屬于微細(xì)加工 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微細(xì)銑刀的制備工藝是制約微細(xì)銑削加工技術(shù)發(fā)展的難點(diǎn)之一，聚焦離子束 加工、超聲振動(dòng)研磨、激光束加工、精密磨削等技術(shù)手段是目前主要的微細(xì)銑刀 制備技術(shù)，存在的主要問(wèn)題是制造能力以及成本和效率問(wèn)題。聚焦離子束加工材 料去除率低，加工時(shí)間長(zhǎng)，難以獲得凹曲面形狀，同時(shí)設(shè)備昂貴，微細(xì)銑刀制作 的造價(jià)高周期長(zhǎng)。超聲振動(dòng)研磨制造微細(xì)銑刀，這種方法能夠減小研磨力，但這 種方法的缺點(diǎn)是研磨力不易控制，非常容易引起刀具的破碎，特別是在刀具的直 徑比較小的時(shí)候。采用激光東加工來(lái)制作微細(xì)銑刀，不易控制熱熔區(qū)的大小，加 工刀具的精度難以保證。同時(shí)這些加工方法，往往受到材料硬度、強(qiáng)度、韌性等 性能的要求限制，或由于微細(xì)銑刀剛性低，加工時(shí)易產(chǎn)生變形彎曲等問(wèn)題，并不 完全適用于深寬比較高以及外型復(fù)雜的微細(xì)銑刀的加工，不但制作成本高而且過(guò) 程過(guò)于復(fù)雜。
電火花加工利用微細(xì)電極和被加工物之間所產(chǎn)生的放電作用，將加工物材料 去掉，與以往的機(jī)械加工法不同，電火花加工過(guò)程屬于非接觸性加工，加工力小， 電火花制作微細(xì)銑刀能夠方便的改變刀具的結(jié)構(gòu)，可以獲得極小的刀具直徑，同 時(shí)加工時(shí)間短，材料去除率高，刀具制造成本比較低。但是由于電火花加工的尖 端放電效應(yīng)，難以獲得鋒利的切削刃口。
Lim等研究人員采用配備線電極絲的微細(xì)電火花磨削裝置來(lái)制作微小部件， 由于線電極在其導(dǎo)軌內(nèi)一直不斷的緩慢滑動(dòng)，對(duì)于放電加工時(shí)的散熱幫助不大； 而且加工越微小的部件，需要越細(xì)的電極絲，越細(xì)的線電極其強(qiáng)度越低，容易斷 裂。另有 一篇文章(C.S, Chen, The research and application on micro electrical
discharge machining of minimum grooves with a micro rotating disk electrode. National Yunlin University of Science and Technology, 2005.)介紹了 一種采用圓 盤(pán)電極利用電火花加工直槽的方法，但是由于圓盤(pán)電極結(jié)構(gòu)和尺寸的限制，其并 不能用于尺度更加微小的微細(xì)銑刀的制作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種微細(xì)銑削刀具微細(xì)電火花加工方法及其專用電極， 以解決微細(xì)銑削加工中微細(xì)銑刀制作難題。
一種微細(xì)銑削刀具電火花加工方法，其特征在于釆用成型的微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán) 電極，利用高速主軸帶動(dòng)微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極旋轉(zhuǎn)，以旋轉(zhuǎn)的電極外緣的放電研磨 方式加工出微細(xì)銑刀的刀體和切削刃，其中根據(jù)微細(xì)銑刀的刀體直徑和長(zhǎng)度，確 定電火花加工的放電加工參數(shù)。
一種微細(xì)銑削刀具電火花加工方法的專用電極，其特征在于它為一種周邊 開(kāi)有均布電極槽的微細(xì)圓盤(pán)電極，在圓盤(pán)電極的外緣，圓盤(pán)的頂面和底面的交角 為銳角。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是以微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極代替以往的盤(pán)、柱狀電極或線電極， 克服了微細(xì)線電極容易斷線的缺點(diǎn)；微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極單脈沖電火花能量密度 高，所需要的放電能量小，尺寸精確且容易控制；微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極有利于消電 離，排屑能力佳；加工速度也更快，在得到相同加工質(zhì)量的情況下，材料去除率 高，加工時(shí)間可以節(jié)省IO倍以上。


圖1為本發(fā)明的微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極示意圖。
圖2為本發(fā)明的微細(xì)銑刀刀體部分加工示意圖。
圖3為本發(fā)明的微細(xì)銑刀切削刃部分加工示意圖。
圖中標(biāo)號(hào)名稱1、電極槽；2、微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極；3、微細(xì)銑刀；4、刀具 切削刃。
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明的微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極示意圖。
圖2和圖3,為本發(fā)明的微細(xì)銑刀的電火花加工方法的一個(gè)較佳實(shí)施案例的 兩個(gè)示意圖。
(1)、制作微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極，把制作好的微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極裝夾在高速主軸上。
(2) 、把配備微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極的電火花加工裝置放置于微細(xì)銑刀的側(cè)向， 加工出微細(xì)銑刀的刀體部分。
(3) 、把配備微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極的電火花加工裝置放置于微細(xì)銑刀的刀頭下 方，加工出微細(xì)銑刀的切削刃。
(4) 、微細(xì)銑刀的加工直徑為50微米，刀體加工長(zhǎng)度為2000微米，步驟(2) (3)中，先對(duì)工件進(jìn)行粗加工，然后再精加工。粗加工時(shí)電極接電源負(fù)極，工
件接電源正極，峰值電壓為100伏特，放電電容為3000皮法；精加工時(shí)電極接 電源正極，工件接電源負(fù)極，峰值電壓為60伏特，放電電容為離散電容。
(5) 、依據(jù)步驟(4),開(kāi)槽圓盤(pán)電極的轉(zhuǎn)速為每分鐘3000轉(zhuǎn)，粗加工時(shí)伺 服進(jìn)給速度為每分鐘30微米；精加工時(shí)伺服進(jìn)給速度為每分鐘5微米。
(6) 、依據(jù)步驟(4)(5),控制放電間隙和電極的損耗率。粗加工時(shí)放電間 隙控制為2微米，電極的損耗率為10%;精加工時(shí)放電間隙控制為0.02微米， 電極的損耗率為5%。
以上所述電火花加工的放電加工參數(shù)是根據(jù)微細(xì)銑刀的刀體直徑和長(zhǎng)度。微 細(xì)銑刀的直徑為10 - 500微米，其加工參數(shù)為
(1) 、電加工參數(shù)放電回路為脈沖放電回路；峰值電壓為30 - 150伏特； 放電電容為0 - 9000皮法；粗加工時(shí)電極接電源負(fù)極，工件接電源正極；精加工 時(shí)電極接電源正極，工件接電源負(fù)極；
(2) 、電極轉(zhuǎn)速和伺服進(jìn)給速度微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極的轉(zhuǎn)速為每分鐘500 -5000轉(zhuǎn)，伺服進(jìn)給速度為每分鐘1-150微米； (3)、放電間隙和電極的損耗率放電間隙控制為0.01-20微米，電極的 損耗率為4% -15%。
權(quán)利要求
1、一種微細(xì)銑削刀具電火花加工方法，其特征在于采用成型的微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極，利用高速主軸帶動(dòng)微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極旋轉(zhuǎn)，以旋轉(zhuǎn)的電極外緣的放電研磨方式加工出微細(xì)銑刀的刀體和切削刃，其中根據(jù)微細(xì)銑刀的刀體直徑和長(zhǎng)度，確定電火花加工的放電加工參數(shù)。
2、 根據(jù)權(quán)利求l所述的一種微細(xì)銑削刀具的電火花加工方法，其特征在于所 述的微細(xì)銑刀的直徑為10 - 500微米，其加工參數(shù)為(1) 、電加工參數(shù)放電回路為脈沖放電回路；峰值電壓為30 - 150伏特； 放電電容為0 - 9000皮法；粗加工時(shí)電極接電源負(fù)極，工件接電源正極；精加工 時(shí)電極接電源正極，工件接電源負(fù)極；(2) 、電極轉(zhuǎn)速和伺服進(jìn)給速度微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極的轉(zhuǎn)速為每分鐘500 -5000轉(zhuǎn)，伺服進(jìn)給速度為每分鐘1-150微米；U)、 放電間隙和電極的損耗率放電間隙控制為0. 01-20微米，電極的 損耗率為4%-15%。
3、 —種微細(xì)銑削刀具電火花加工方法的專用電極，其特征在于它為一種周邊 開(kāi)有均布電極槽的微細(xì)圓盤(pán)電極，在圓盤(pán)電極的外緣，圓盤(pán)的頂面和底面的交角 為銳角。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種微細(xì)銑削刀具電火花加工方法及其專用電極，屬于微細(xì)加工領(lǐng)域。方法特征在于采用成型的微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極，利用高速主軸帶動(dòng)微細(xì)開(kāi)槽圓盤(pán)電極旋轉(zhuǎn)，以旋轉(zhuǎn)的電極外緣的放電研磨方式加工出微細(xì)銑刀的刀體和切削刃，其中根據(jù)微細(xì)銑刀的刀體直徑和長(zhǎng)度，確定電火花加工的放電加工參數(shù)。本發(fā)明的加工方法過(guò)程簡(jiǎn)單，能夠方便的改變刀具的結(jié)構(gòu)，可以獲得極小的刀具直徑，同時(shí)加工表面質(zhì)量好，材料去除率高，刀具制造成本比較低。
文檔編號(hào)B23H9/08GK101108433SQ200710130859
公開(kāi)日2008年1月23日 申請(qǐng)日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
發(fā)明者寧 何, 曹自洋, 亮 李 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)