一种基于车床的电脉冲处理加工装置及加工方法

本发明涉及外场辅助加工，尤其涉及一种基于车床的电脉冲处理加工装置及加工方法。

背景技术：

1、近年来，外场辅助加工技术发展迅速，如激光等离子加热切削、导电加热车削、超声滚压加工、超声喷丸等，对推动塑性变形加工研究有着显著的意义。塑性变形中的金属材料受电脉冲作用，其塑性变形能力显著提高、流变应力急剧下降、加工硬化被抑制的现象称之为电致塑性效应，此外电脉冲作用于材料所引发的焦耳热效应和趋肤效应也会对材料的加工性能和组织结构产生一定的影响。

2、现有技术存在的问题主要包括：①加工硬化导致刀具磨损，影响加工效率和工件表面质量。②难加工材料在加工过程中的表面完整性难以保证，容易产生缺陷。③现有电脉冲处理装置的安装和调整不够灵活，难以适应不同尺寸的工件。④电脉冲处理过程中，电流的稳定性和均匀性难以保证，影响加工效果。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明实施例的目的是提供一种基于车床的电脉冲处理加工装置及加工方法。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

3、一种基于车床的电脉冲处理加工装置，包括：车床结构、定位组件和碳刷架组件；所述车床结构包括头卡盘和尾卡盘，所述头卡盘绝缘安装在车床的主轴卡盘上，所述尾卡盘绝缘安装在车床的尾座上；所述定位组件包括定位板和固定板，所述定位板与车床的保护罩绝缘安装，所述固定板与定位板沿车床的轴向滑动连接；所述碳刷架组件包括连接架和碳刷块，所述连接架安装在所述固定板下侧并能相对固定板升降，连接架外接电源，碳刷块安装在连接架下侧，碳刷块底部为弧形面，所述弧形面压接在头卡盘或尾卡盘上。

4、本发明实施例还提供了一种如上所述的基于车床的电脉冲处理加工装置的加工方法，包括：头卡盘安装在车床的主轴卡盘上，尾卡盘安装在车床的尾座上，工件安装在头卡盘和尾卡盘之间；定位组件安装在保护罩下侧，碳刷架组件安装在定位组件下侧，调整固定板沿车床轴向的位置，使两个碳刷块分别与头卡盘和尾卡盘接触；在连接架上接通脉冲电源，正极电流通过连接架和碳刷块与头卡盘连接，脉冲电流流经工件到达尾卡盘，然后电流通过碳刷块和连接架最终到达电源构成电源的负极，实现在加工过程中的电脉冲处理。

5、本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

6、该装置利用电致塑性效应减弱加工过程中的加工硬化，降低加工难度，并显著提高工件的表面性能。而且，通过优化碳刷架组件和绝缘处理，确保电流的顺利通过和稳定性，同时保护车床内部设备不受损害。

7、该装置将外接的电源与碳刷架连接在车床的钣金防护罩上，方便拆卸并可以根据工件的尺寸调整碳刷架的轴向距离以便电流顺利通过工件。

8、该装置在电源的正极和负极引入处的碳刷架与车床钣金防护罩进行了电木板绝缘处理，并对其工件夹持端的锥柄及圆柱柄小三爪卡盘进行了绝缘胶带处理，有效地保护了车床内部设备。

9、该装置采用圆弧状的碳刷，并且该碳刷的圆弧半径与工件夹持端的三爪卡盘一致使得两者更好的贴合，减少了在加工过程中三爪卡盘与碳刷之间的摩擦，防止由于过度摩擦引起碳刷损耗及放电导致装置温度过高。

10、该装置将整体的电脉冲装置外接在车床的钣金钣金保护罩上，在不影响车床内部结构的同时，又便于拆卸，不影响平时车床切削的正常使用，而且实现难度较小且不会对原有车床造成影响。

11、本发明附加方面的优点将在下面的描述中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种基于车床的电脉冲处理加工装置，其特征在于，包括：车床结构、定位组件和碳刷架组件；

2.如权利要求1所述的基于车床的电脉冲处理加工装置，其特征在于，所述保护罩具有顶板，所述定位板通过螺栓和螺钉安装在所述保护罩顶板的下侧，且在定位板和保护罩之间设置有垫板，所述垫板的厚度大于固定板位于定位板上侧的厚度。

3.如权利要求1所述的基于车床的电脉冲处理加工装置，其特征在于，所述定位板上设置有滑槽，所述滑槽沿着车床的轴向方向布置，所述固定板上具有开口槽，开口槽内安装螺栓，所述螺栓穿过所述定位板的滑槽并能在所述滑槽内滑动。

4.如权利要求3所述的基于车床的电脉冲处理加工装置，其特征在于，所述固定板为匚型板，固定板两侧的侧板分别位于定位板的两侧，且侧板上安装有螺栓，螺栓内端抵在定位板的侧面上。

5.如权利要求3所述的基于车床的电脉冲处理加工装置，其特征在于，所述定位组件底部具有安装板，所述连接架安装在所述安装板底部，穿过固定板和定位板的螺栓的底部与所述安装板连接，且安装板的上侧与定位板之间设置有绝缘板。

6.如权利要求5所述的基于车床的电脉冲处理加工装置，其特征在于，所述安装板的两端均安装有螺栓，所述连接架的两端开设有圆孔，所述安装板两端的螺栓穿过所述连接架的圆孔中，螺栓的底部安装有螺母。

7.如权利要求6所述的基于车床的电脉冲处理加工装置，其特征在于，所述连接架的两端还设置有接线螺栓，电源导线的端部具有插头，所述插头安装在连接架两端的接线螺栓上。

8.如权利要求1所述的基于车床的电脉冲处理加工装置，其特征在于，所述连接架的中间底侧安装有固定座，所述碳刷块通过碳刷臂安装在所述固定座上，碳刷臂为板件结构，碳刷臂的顶部与固定座通过螺栓连接，碳刷臂的底部与碳刷块通过螺栓连接。

9.如权利要求8所述的基于车床的电脉冲处理加工装置，其特征在于，所述连接架和固定座均为铜材质。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的基于车床的电脉冲处理加工装置的加工方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明涉及外场辅助加工技术领域，尤其涉及一种基于车床的电脉冲处理加工装置及加工方法。加工装置包括车床结构、定位组件和碳刷架组件；车床结构包括头卡盘和尾卡盘，头卡盘绝缘安装在车床的主轴卡盘上，尾卡盘绝缘安装在车床的尾座上；定位组件包括定位板和固定板，定位板与车床的保护罩绝缘安装，固定板与定位板沿车床的轴向滑动连接；碳刷架组件包括连接架和碳刷块，连接架安装在固定板下侧并能相对固定板升降，连接架外接电源，碳刷块安装在连接架下侧，碳刷块底部为弧形面，弧形面压接在头卡盘或尾卡盘上。本发明利用电致塑性效应减弱加工过程中的加工硬化，降低加工难度，并显著提高工件的表面性能。技术研发人员：韩荣威,孙蛟,褚兴荣,周永鑫受保护的技术使用者：山东大学技术研发日：技术公布日：2025/1/13