Устройство для электроэрозионной обработки диэлектрических материалов

Полезная модель используется для получения отверстий, резки деталей, создания пазов, углублений и других форм рельефа поверхности на деталях из диэлектрических материалов, механическая обработка которых затруднена, в частности, изготовленных из технической керамики, применяемой в машиностроении и электронике. Полезная модель направлена на уменьшение потребляемой электроэнергии для создания СВЧ-излучения при электроэрозионной обработке ограниченных участков поверхности деталей из диэлектрических материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для электроэрозионной обработки диэлектрических материалов, состоящем из перемещаемой и прижимаемой к поверхности обрабатываемой детали разрядной камеры, соединенной гибким волноводом с источником СВЧ-излучения и световодом с источником импульсного оптического излучения, на вводе световода в разрядную камеру установлена линза, сфокусированная на поверхность обрабатываемой детали, а разрядная камера имеет патрубок для соединения посредством гибкого воздухопровода с системой вентиляции и фильтрации. 2 з.п.ф., 1 илл.

Полезная модель используется для получения отверстий, резки деталей, создания пазов, углублений и других форм рельефа поверхности на деталях из диэлектрических материалов, механическая обработка которых затруднена, в частности, изготовленных из технической керамики, применяемой в машиностроении и электронике.

Известен способ электроэрозионной обработки диэлектрических материалов с использованием СВЧ-излучения, направленного на диэлектрик и создания на его поверхности электрического разряда (Быков Ю.В. и др. Физика и химия обработки материалов. - 1991, N 6, с.107). Недостатком известного способа является то, что размеры зоны воздействия СВЧ-излучения на поверхность диэлектрика достигают значения равного нескольким длин волн излучения (порядка 10-12 мм), что снижает точность сверления отверстий, резки и обработки поверхности деталей.

Наиболее близким техническим решением является обработка диэлектрика совместным воздействием СВЧ-излучения и импульсного оптического излучения (RU, патент, 2024367, кл. В23Н 1/00, 1994). Оптическое излучение нагревает небольшую площадь поверхности диэлектрика. Так как коэффициент поглощения СВЧ-излучения технической керамики увеличивается с ростом температуры, то объем диэлектрика при предварительном нагреве поверхности в зоне обработки поглощает СВЧ-излучение сильнее, чем более холодные соседние участки, и снова дополнительно нагревается поглощенным СВЧ-излучением. При таком процессе, когда с помощью оптического излучения предварительно нагревается небольшой участок поверхности диэлектрика, точность и скорость обработки последнего повышается.

Недостатком известного технического решения является то, что для обработки поверхности диэлектрика, деталь полностью помещается в СВЧ-резонатор.Мощность СВЧ-излучения при этом используется нерационально, так как обрабатывается только небольшой участок поверхности детали.

Полезная модель направлена на уменьшение потребляемой электроэнергии для создания СВЧ-излучения при электроэрозионной обработке ограниченных участков поверхности деталей из диэлектрических материалов.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для электроэрозионной обработки диэлектрических материалов, состоящем из перемещаемой и прижимаемой к поверхности обрабатываемой детали разрядной камеры, соединенной гибким волноводом с источником СВЧ-излучения и световодом с источником импульсного оптического излучения, на вводе световода в разрядную камеру установлена линза, сфокусированная на поверхность обрабатываемой детали, а разрядная камера имеет патрубок для соединения посредством гибкого воздухопровода с системой вентиляции и фильтрации.

На чертеже изображена схема устройства для электроэрозионной обработки диэлектрических материалов.

Устройство состоит из источника СВЧ-излучения 1, источника импульсного оптического излучения 2, разрядной камеры 3, прижимаемой к поверхности обрабатываемой детали 4, гибкого волновода 5, световода 6, фокусирующей линзы 7, патрубка 8, гибкого воздухопровода 9, системы вентиляции и фильтрации 10.

Устройство работает следующим образом. Разрядную камеру 3, прижимают к поверхности обрабатываемой детали 4 и включают источник СВЧ-излучения 1. СВЧ-излучение по гибкому волноводу 5 поступает в разрядную камеру, которая является резонатором СВЧ-излучения. Поверхность обрабатываемой детали, охватываемая основанием разрядной камеры, поглощает СВЧ-излучение и нагревается. Включают источник импульсного оптического излучения 2. Импульсное оптическое излучение по световоду 6 подается в разрядную камеру через сфокусируемую на обрабатываемый участок детали линзу 7. Сфокусированное импульсное оптическое излучение попадает на малый участок поверхности детали и дополнительно нагревает его, что влечет за собой повышенное поглощение им СВЧ-излучения, чем более холодные соседние участки, так как коэффициент поглощения СВЧ-излучения технической керамики увеличивается с ростом температуры. Процесс нагрева и поглощения СВЧ-излучения малым участком обрабатываемой детали становится саморазгоняемым, который приводит к возникновению электрического разряда на поверхности обрабатываемой детали и ее разрушению в «точке» фокусировки импульсного оптического излучения. При точной фокусировке линзы, «точка» может достигать диаметра 10-40 мкм. Продукты разрушения поверхности обрабатываемой детали отсасываются через патрубок 8 и гибкий воздухопровод 9 в систему вентиляции и фильтрации 10, которая позволяет уменьшать загрязнение фокусирующей линзы и улавливать продукты разрушения поверхности обрабатываемой детали. Перемещая разрядную камеру (в направлении Х и Y) можно осуществлять резку деталей и получать отверстия, пазы, углубления и другие формы рельефа поверхности.

Устройство для электроэрозионной обработки диэлектрических материалов, в котором разрядная камера располагается непосредственно в месте обработки ограниченного участка поверхности, позволяет производить обработку при меньшей мощности СВЧ-излучения, за счет уменьшения реактивных потерь мощности СВЧ-излучения.

1. Устройство для электроэрозионной обработки диэлектрических материалов, состоящее из источника СВЧ-излучения, источника импульсного оптического излучения, фокусирующей системы, отличающееся тем, что оно снабжено перемещаемой и прижимаемой к поверхности обрабатываемой детали разрядной камерой, являющейся резонатором СВЧ-излучения и соединенной с источником СВЧ-излучения гибким волноводом, а с источником импульсного оптического излучения - световодом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что фокусирующая система выполнена в виде линзы, установленной на входе световода в разрядную камеру.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разрядная камера снабжена патрубком для соединения гибким воздухопроводом с системой вентиляции и фильтрации.