CN102527539B - 多相介质电火花加工方法的喷嘴机构 - Google Patents
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Abstract
一种电火花加工技术的喷嘴机构，用于向放电加工区提供多相放电介质，由扰流片、导流片、喷嘴体及封板组成。本发明在进行多相介质电火花加工时将液体、气体和固体介质从喷嘴机构输入口输入，在喷嘴主通道室经扰流片搅拌，充分混合均匀后从喷嘴机构另一端喷口输出，从而获得多相介质电火花加工技术所需的相成分混合均匀的多相介质流体。本发明实现了均匀的气-液-固三相介质的产生并输入至电火花加工区域。
Description
技术领域
本发明涉及特种加工技术领域中多相混合工作介质电火花放电加工技术的关键零件设计。
背景技术
传统的电火花放电加工是在有一定绝缘性能的液体介质中进行，如煤油、皂化液或去离子水等。油类工作液有昧、容易燃烧，加工时高温分解产生的烟气很大，对大气污染严重；水基工作液易锈蚀机床、蚀除量少、加工效率低。因此，寻找一种工作性能优良且环保的新型电火花放电工作介质一直是研究工作者努力的目标。多年来，国内外的研究人员从不同的角度对电火花加工的传统单一液态工作介质进行了改进和新的尝试。20世纪90年代，日本学者成功地实现了气中电火花加工，突破了电火花加工只能在液体介质中进行的认识。国枝正典对此加工方式进行了深入研究并取得了一定的成果。张勤河第一次把超声振动引入到气中放电加工技术中，克服了单纯气中放电加工中的易短路和加工效率低的问题。但是气体介质中电火花加工仍有些问题不易解决。首先，排屑问题，由于加工过程中排屑不畅，电蚀产物容易粘住工具电极和工件，从而使加工不稳定，加工效率低；另外，气中电火花加工的放电间隙小，气体介质抗击穿强度较小，加工过程容易出现短路甚至是电弧放电现象，要求机床的伺服系统对间隙的控制要灵敏，因此对机床的伺服性能要求很高。
经对现有技术的文献检索发现，研究者们研究出了气液、液固等新型混合两相工作介质。但是对于一特殊场合的电火花加工，如放电修整树脂结合剂或陶瓷结合剂砂轮等非导电砂轮，需要在介质中混入导电金属粉末中以实现非导电或弱导电材料的放电加工。但是传统的单一介质油中或气中、或气液、液固两相介质均无法实现上述要求。
本发明的目的是提出一种改进的喷嘴机构。一方面实现了在气液介质中混入导电金属粉末以实现非导电或弱导电材料的加工；另一方面，在喷嘴机构中利用扰流片实现气-液-固多相介质混合均匀且不发生凝结。
发明内容
本发明的目的在于针对现有电火花放电加工过程中工作介质存在的问题，实现了多相微量介质电火花加工，提供一种保障多相介质顺利输送至工件表面时各组分材料混合均匀而不发生凝结的方法及喷嘴机构。
本发明的喷嘴结构主要特征在于，在多相混合介质形成且排出喷嘴口之前，两种或以上单相介质相互混合之前的运动设置成涡流形式，从而获得相成分混合均匀的介质流体。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的，本机构包括：导流体(3)、喷嘴体(2)、扰流片(8)、左端盖(1)、喷嘴(9)。导流体(3)与喷嘴体(2)以螺纹形式连接，扰流片(8)以钎焊形式连接并均布于左端盖(1)，在喷嘴体(2)的上端外圆周面等间隔布置喷气孔(4)，喷嘴(9)与左端盖(1)以螺纹形式连接。
本发明包括以下两个步骤：气-液-固三相介质初步混合及气-液-固三相介质均匀混合。
1.气-液-固三相介质初步混合
液体及固体介质从导流体(3)的通孔(5)进入导流体的多路通道(6)。气体介质经喷嘴体(2)圆周面上喷气孔(4)进入喷嘴体主通道(7)，在压力作用下液体和导电金属粉末的混合介质从导流体通道(6)中流出并与气体介质在主通道7中初步混合。
2.气-液-固三相介质均匀混合
气体、液体和导电金属粉末的混合介质流经扰流片(8)部位时，其运动形式被设计成涡流运动形式，从而使得各相介质成分充分混合。混合均匀的介质流体经左端盖(1)上喷嘴(9)进入放电加工区，形成火花放电，从而实现多相介质放电加工。
本发明的喷嘴体结构简单、易加工制造，使用本发明可以生成成分均匀且具有良好质量的气-液-固三相混合流体，非常适合于非导电或弱导电材料的电火花加工。
附图说明
下面将附图对本发明进行详细描述，图中，
图1表示的是权利要求1和发明内容中所提到的喷嘴机构总图；
图2表示的是图1中的A-A剖视图。
具体实施方式
具体实施方式一：在喷嘴体(2)结构中，放置4个等间隔排列的喷气孔(4)，导流体上均布4个通道(6)，扰流片(8)横截面形状为弯弓形且成120°圆周分布。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是，在喷嘴体(2)结构中，放置6个等间隔排列的喷气孔(4)，导流体上均布4个通道(6)，扰流片(8)横截面形状为弯弓形且成120°圆周分布。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点是，在喷嘴体(2)结构中，放置4个等间隔排列的喷气孔(4)，导流体上均布4个通道(6)，扰流片(8)横截面形状为弯弓形且成90°圆周分布。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同点是，在喷嘴体(2)结构中，放置6个等间隔排列的喷气孔(4)，导流体上均布4个通道(6)，扰流片(8)横截面形状为弯弓形且成90°圆周分布。
Claims (2)
1.一种用于电火花加工技术的喷嘴机构，具有以下特征，
1)机构包括导流体(3)、喷嘴体(2)、扰流片(8)、左端盖(1)、喷嘴(9)；
2)导流体(3)与喷嘴体(2)以螺纹形式连接，扰流片(8)以钎焊形式连接并均布于左端盖(1)，在喷嘴体(2)的上端外圆周面等间隔布置喷气孔(4)，喷嘴(9)与左端盖(1)以螺纹形式连接；
3)液体及导电金属粉末从导流体(3)的通孔(5)进入导流体的多路通道(6)，气体介质经喷嘴体(2)圆周面上喷气孔(4)进入喷嘴体主通道(7)，在压力作用下液体和导电金属粉末的混合介质从导流体通道(6)中流出并与气体介质在主通道(7)中初步混合；
4)气体、液体和导电金属粉末的混合介质流经扰流片(8)部位时，其运动形式被设计成涡流运动形式，从而使得各相介质成分充分混合；
5)混合均匀的介质流体经左端盖(1)上喷嘴(9)进入放电加工区，形成火花放电，从而实现多相介质放电加工。
2.根据权利要求1所述的用于电火花加工技术的喷嘴机构，其特征在于，流经扰流片(8)后喷射出的混合介质为气-液-固三相均匀混合介质。
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