一种难加工材料的微精加工方法

摘要

发明涉及一种难加工材料的微精加工方法及加工系统，属于复合精密、微细特种加工技术领域，本发明所述的方法和实现该方法的加工系统将超声调制低压放电—电解有效复合，微精放电—电解作用与超声频振动同频、同步有机结合，依靠超声空化、火花放电爆炸力作用实现加工产物的排除与工作液的循环更新，有效改善加工间隙过程，提高定域加工性能,在具有高加工效率同时，可进一步提高加工精度、表面质量，同时可在静液中实现加工，无须复杂的工作液在压力流动、循环供给系统；加工中工件与电极保持一定恒压力接触，利用磁性调节机构，可进行微压力连续无级调节，无须电解加工必须的精密稳速微进给系统及电火花加工的伺服进给系统，可大大降低设备研制成本。

主权项

一种难加工材料的微精加工方法，实现所述难加工材料的微精加工方法的微精加工系统，包括放电—电解加工单元、超声频振动单元、超声调制单元、超声斩波单元和工作台装置；所述的放电—电解加工单元包括工具电极、超声斩波电路、电涡流传感器和电加工电源；所述的超声频振动单元包括超声波发生器、压电式换能器、压电陶瓷片组合和超声振动辐射头；所述的超声调制单元包括激光微位移传感器、数字存储示波器和控制计算机；所述的超声斩波单元包括超声振动测量基准片和超声斩波电路；所述的工作台装置包括工作台和底座，其特征是，所述的方法在超声激励下同时进行微细放电—电解作用，进行材料微精去除加工；在工具电极与工件的间隙中注入质量分数为60%～99.99%的乙醇水溶液或硝酸钠质量分数低于1%的乙醇水溶液低电导率工作液；加电加工时，超声振动激励低电压、静液电解作用，掺入的质量分数低于1%的纳米级半导体微粉在超声激励下，致工具电极与工件间的电场畸变、增强，工作液及其中电解氢气泡及超声空化气泡被击穿，工件表面产生微细火花放电作用，所述放电—电解加工单元中的电加工电源采用直流或脉冲电源，加工电压幅值不高于6V，电源正负极分别与工件及工具电极连接且在电路中接入限流电阻；所述超声斩波单元中的超声斩波电路设置有减法器、信号选择开关和由两个电压比较器并联构成的窗口电压比较器，超声发生器产生的超声频交变电信号通过电阻耦合接减法器的正负端子，减法器输出信号经电平转换后接信号选择开关的一个输入端，激光微位移传感器的输出电信号接信号选择开关的另一个输入端，信号选择开关的输出端接窗口电压比较器的比较信号输入端，窗口电压比较器窗口电压的高、低基准值由控制计算机设置，窗口电压比较器的输出端接光电耦合器；所述工作台装置中的工作台与其底座分别固定一个磁极，通过螺纹调节机构调节两个磁极之间的距离，以调节工具电极与工件间的接触压力，工作台与其底座由设置的弹簧机构联接。