專利名稱：微小型刀具的電火花成形加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微小型刀具的制造方法，是專門針對加工尺寸在1 μ m Imm之間 的三維微小型刀具。
背景技術(shù)：
微小型刀具作為加工系統(tǒng)中與微小型零件直接接觸的部分，是微細(xì)切削加工的執(zhí) 行單元，其制造的精度直接決定了零件最終的精度指標(biāo)。
由于微小型刀具特征尺寸微小，其結(jié)構(gòu)強度相對較弱，無法采用常規(guī)尺度的刀具 制造方法。目前，對特征尺寸小于0. Imm的刀具，國內(nèi)、外主要采用聚焦離子束濺射和電火 花磨削等特種加工方法進(jìn)行刀具制備。聚焦離子束可對任意材料的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)進(jìn)行高 精度的加工，適應(yīng)于微型精密刀具的制備，但聚焦離子束濺射設(shè)備復(fù)雜而昂貴，使用成本很 高，加工刀具的速度較慢，不適合批量生產(chǎn)時對刀具制備的要求。電火花磨削技術(shù)主要適應(yīng) 于軸類結(jié)構(gòu)零件的加工，且無法加工內(nèi)凹的容屑槽，應(yīng)用范圍有限。發(fā)明內(nèi)容
針對三維微小型刀具制造困難、效率較低的問題，提出一種微小型刀制造的新思 路——基于電極修整原理的微型刀具制備工藝。其思想來源于電火花加工中為提高圓柱電 極的定心精度采用修整塊對電極進(jìn)行加工的工藝方法。
在加工過程中，首先將垂直度滿足要求的修整塊安裝在工作臺適當(dāng)位置，然后將 電規(guī)準(zhǔn)中的電壓極性反向設(shè)置，以優(yōu)化修整塊對工具電極的蝕除效率，由機床主軸旋轉(zhuǎn)以 及沿電極徑向的進(jìn)給運動，完成對電極外圓的修整，如附圖1所示。


附圖1為電火花電極修整原理圖。
附圖2為微小型刀具電火花成形加工原理圖。
附圖3為微型切槽刀切削部分結(jié)構(gòu)圖。
附圖4為微型刀坯結(jié)構(gòu)圖。
附圖5為微小型刀具制造工藝流程圖。
具體實施方式
本說明以微型切槽刀為例進(jìn)行說明
微型切槽刀是加工微軸類零件常用的刀具之一，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且需要保證微 小的切削刃寬度尺寸，制備工藝具有代表性，微型切槽刀切削部分的結(jié)構(gòu)如附圖3所示。
為順利實現(xiàn)微型切槽刀的電火花成形加工，并保證刀具成形和后續(xù)切削加工時定 位的精度，應(yīng)預(yù)先完成成形工具電極加工、刀坯預(yù)成形、刀桿加工和在線檢測儀器制作等工 作。工具電極(如附圖2所示)的三個工作表面分別進(jìn)行微型切槽刀的前刀面、后刀面和副后刀面的加工，并形成刀具的前角、后角、主偏角和副偏角，它們與定位底面的空間位置 關(guān)系決定了微型切槽刀各角度的精度。采用線切割加工方式，在一次裝夾條件下，完成三個 工作面和定位底面的加工，有利于提高刀具幾何角度的精度。為提高微型切槽刀安裝的互 換性，需對刀坯各定位表面進(jìn)行磨削加工，以保證各表面間的平行度和垂直度要求。另外， 為減小電火花加工的余量，還應(yīng)進(jìn)行線切割預(yù)成形，加工出微型刀坯的刀頭部分(如附圖4 所示)。針對電火花機床和微型車削加工中心的不同接口形式，加工微型切槽刀的刀桿，微 型刀桿應(yīng)能同時滿足電火花成形和切削加工的安裝精度要求。在成形加工過程中，應(yīng)避免 刀坯的多次拆裝，以保證各被加工表面間的空間位置關(guān)系，為實現(xiàn)對微型切槽刀的加工尺 寸精度控制，需制作在線檢測儀器。在本研究中，采用放大率為50倍的光學(xué)顯微鏡，結(jié)合電 火花機床的運動，進(jìn)行微型切槽刀的在線檢測。
微型切槽刀制備流程如附圖5所示。
權(quán)利要求
一種三維微小型刀具的制備方法，其特征在于
1.三維微小型刀具的電火花成形加工。
2.修整電極結(jié)構(gòu)形式、機床的運動與刀具結(jié)構(gòu)、角度的匹配關(guān)系。
全文摘要
微小型刀具制造精度和效率是刀具制備方法實用化和產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。本發(fā)明提出了一種微小型刀具加工的新方法——基于電極修整原理的微型刀具制備工藝。該工藝應(yīng)用電火花成形加工技術(shù)，結(jié)合修整電極的形狀與電火花成形機床多自由度的運動，可實現(xiàn)復(fù)雜三維微小型刀具的精密加工。相比現(xiàn)有的線電極電火花磨削和聚焦離子束刻蝕工藝，該方法具有明顯的優(yōu)點1、加工效率高、成本低；2、可進(jìn)行復(fù)雜三維形狀加工；3、適應(yīng)于批量加工。
文檔編號B23P15/28GK102029448SQ20101052280
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者劉佳, 劉志兵, 焦黎, 王西彬, 蔣放, 解麗靜 申請人:北京理工大學(xué)