高效放电铣削加工的高效冷却及排出蚀除物方法.pdf

一种高效放电铣削加工的高效冷却及排出蚀除物方法，其特征在于：加工中，采用三种冷却方式组合对加工区、电极和工件进行冷却及排出蚀除物，其中，第一种是浸泡冷却，即将工件整体浸泡在冷却液中；第二种是内冲液冷却及排出蚀除物，即从中空电极的管内通入射向加工区域的高压冷却液；第三种是外包液冷却及排出蚀除物，即从中空电极的管外壁通入射向加工区域的冷却液。本发明将以上三种冷却方法有机组合，有效的解决了高效放电铣削加工中冷却和排除蚀除物的难题，对高效放电铣削加工工艺的发展和应用具有实际意义。

1、  一种高效放电铣削加工的高效冷却及排出蚀除物方法，其特征在于：加工中，采用三种冷却方式组合对加工区、电极和工件进行冷却及排出蚀除物，其中，第一种是浸泡冷却，即将工件整体浸泡在冷却液中；第二种是内冲液冷却及排出蚀除物，即从中空电极的管内通入射向加工区域的高压冷却液；第三种是外包液冷却及排出蚀除物，即从中空电极的管外壁通入射向加工区域的冷却液。

2、  根据权利要求1所述的高效冷却及排出蚀除物方法，其特征在于：上述第三种冷却是利用电极导向器与电极的导向关系，在导向孔以下同轴设置一段大于电极直径，且开口朝下的外包液冷却通道，并向该通道通入冷却液形成外包电极下部的冷却及排出蚀除物方式。

3、  根据权利要求1所述的高效冷却及排出蚀除物方法，其特征在于：上述第三种冷却是在电极下部，围绕电极设置数个沿电极外侧冲向加工区的外喷咀，并向该喷咀通入冷却液形成外包电极下部的冷却及排排出蚀除物方式。

高效放电铣削加工的高效冷却及排出蚀除物方法
技术领域
本发明涉及电加工(如电弧、电火花)领域中的一种高效放电铣削加工，具体涉及适合于这种加工的一种高效冷却及排出蚀除物的方法。
背景技术
在航空航天、军工、燃气轮机、模具等领域中有很多特殊材料的零部件需要进行加工，比如钛合金、高温耐热合金、不锈钢等，这些材料粘性较强，导热性差，机械加工性能很差，加工效率极低，刀具费用也很大，因此严重制约了这些行业的技术进步和发展。
近年来，随着电加工技术和工艺水平地飞速发展，针对上述特殊材料的铣削成形加工技术作为前沿电加工技术被提了出来。一般电火花成形加工需用与加工型腔形状一致的复杂电极，电极的制造困难而且成本高，而电火花分层铣削作为一种新的工艺方法越来越受到人们的关注。它的基本原理是：采用简单几何形状的长电极(比如中空棒状圆柱电极)，通过高效放电铣削方法来加工复杂工件和复杂型腔。这种方法给电火花加工工艺和设计带来了突破性发展，这种设计思想和灵活的加工方法也越来越为广大同行所认可。特别是应用于加工类似钛合金、高温耐热合金这样的导热性差、粘性大的工件时其效果是机械切削加工所无法比拟的，尤其是采用高效放电加工方法对这些特殊材料的零件进行粗加工，又有其得天独厚的特点，同时也是电加工铣削工艺发展的一种很主要的趋势。但是，采用简单管状电极进行高效放电铣削加工中，由于加工电流的密度很大，加工蚀除物很多，为了保证高效加工的顺利进行，就必须对加工区域以及工件、电极进行有效冷却，同时，还要尽快将蚀除物从加工区域排出，并且尽量减少蚀除物与已加工侧壁的粘附。
以往公知技术中，高速电火花小孔加工均采用高压内冲液冷却方式，即将电极设计成中空管状，管内通入高压冷却液，该内冲液一方面冷却加工区域和电极，另一方面利用冲压进行排屑；在电火花成型加工中，一般都采用浸液冷却方式，即将工件浸泡在冷却液中；在电火花线切割加工中，一般采用外包液或外冲液冷却方式，也有将工件浸泡在冷却液中进行加工。但实践证明，如果将上述各种冷却方法单独应用在高效放电铣削加工中，效果不够理想，有的甚至很难维持正常加工。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效放电铣削加工的高效冷却及排出蚀除物方法，该方法能够有效解决高效放电铣削加工给冷却和排出蚀除物带来的难题。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高效放电铣削加工的高效冷却及排出蚀除物方法，加工中，采用三种冷却方式组合对加工区、电极和工件进行冷却及排出蚀除物，其中，第一种是浸泡冷却，即将工件整体浸泡在冷却液中；第二种是内冲液冷却及排出蚀除物，即从中空电极的管内通入射向加工区域的高压冷却液；第三种是外包液冷却及排出蚀除物，即从中空电极的管外壁通入射向加工区域的冷却液。
上述方案中，所述第三种冷却较好的实现方法是在电极导向器中设置外包冷却通道，通道中通入高压冷却液形成外包电极下部的冷却及排出蚀除物方式。
上述方案中，所述第三种冷却可以采用下列方法来实现：
1、是利用电极导向器与电极的导向关系，在导向孔以下同轴设置一段大于电极直径，且开口朝下的外包液冷却通道，并向该通道通入冷却液形成外包电极下部的冷却及排出蚀除物方式。
2、是在电极下部，围绕电极设置数个沿电极外侧冲向加工区的外喷咀，并向该喷咀通入冷却液形成外包电极下部的冷却及排排出蚀除物方式。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
1、在高效放电铣削加工中，为了提高加工效率往往采用大电流，比如200A。由于电极截面积较小，电流密度很大，为了保证高效加工的顺利进行，就必须对加工区域以及工件、电极进行有效冷却，同时，还要尽快将蚀除物从加工区域排出，并且尽量减少蚀除物与已加工侧壁的粘附。而现有技术中各种做法使用后效果均不理想。本发明将以上三种冷却方法有效组合，并应用在高效放电铣削加工中，获得了满意的实用效果。
2、本发明将上述浸泡液、内冲液和外包液三种冷却方法进行有机组合，从效果上浸泡液的作用一是对工件整体进行冷却，二是防止加工中的飞溅；内冲液的作用一是对加工区域局部和电极进行强制冷却，二是利用其高压冷却液的冲力排出蚀除物；外包液的作用一是从外部加强对加工区域和电极进行冷却，二是利用其高压冷却液的冲力排出蚀除物，三是对被加工工件的侧壁进行冲刷，可以大大减少蚀除物与侧壁之间的粘附。
3、一般来说高效放电铣削加工采用长的简单电极加导向器导向进行加工，本发明中内冲液方式可以结合中空电极来实现，而外包液可以结合导向器设置冷却通道来实现(参见附图1所示)，因此实施容易。
4、由于本发明较好的解决了高效放电铣削加工中的冷却和排出蚀除物的问题，对电加工领域中的高效放电铣削工艺的发展和应用具有实际意义。
附图1为本发明实施例原理示意图。
附图2为图1的局部放大图。
图中，1、工件；2、浸泡液；3、中空电极；4、导向器；5、内冲液；6、外包液。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：附图1为采用简单长电极进行高效数控铣削放电加工的原理图，被加工件1为发动机涡轮叶片，材料为高温耐热合金，通过高效放电分层铣削加工的方法铣出涡轮叶片的空间曲面。这种粗加工型的高效铣削放电加工在数控技术基础上，采用长径比在80∶1的简单中空电极3，加导向器4导向，对工件1进行放电分层铣削成形加工。所述简单中空电极3为棒状圆柱电极，长度为1000mm，直径为Φ6mm，简单中空电极3的截面中心设有多孔。在放电铣削中电极绕自身轴线旋转，同时加工中，采用三种冷却方式组合对加工区、电极和工件进行冷却及排出蚀除物，其中，第一种是浸泡冷却，即将工件整体浸泡在冷却液(浸泡液2)中；第二种是内冲液5冷却及排出蚀除物，即从中空电极3的管内通入射向加工区域的高压冷却液；第三种是外包液6冷却及排出蚀除物，即在电极导向器4中设置外包冷却通道，通道中通入高压冷却液形成外包电极3下部的冷却及排出蚀除物方式。