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特殊零部件電大花加工方法的搽察

2017-1-24 來源：中國空空導(dǎo)彈研究作者：麻j圭紅

摘要：針對數(shù)控電火花機(jī)床在生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中電參數(shù)的設(shè)定、找正及加工方式、程序編制等方面進(jìn)行了研究探索，并對典型零件的實(shí)際生產(chǎn)加工作了工藝總結(jié)，為更好地應(yīng)用該設(shè)備、提高零件加工質(zhì)量和加工效率提供借鑒。

關(guān)鍵詞：脈沖特殊材料電火花JJN'r 自動(dòng)找正

1 JjⅡ-r原理

電火花成型加工簡稱電火花加工，屬于特種加工的技術(shù)范疇．是先進(jìn)制造技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。在正常電火花加工過程中，電極與工件并不直接接觸，而是保持一定的距離(稱作間隙)。在工件與電極間施加一定的電壓，當(dāng)電極向工件進(jìn)給至某一距離時(shí)，在電場的效應(yīng)下．電子和帶有正電的自由離子加速到非常高的速度，并很快形成一個(gè)導(dǎo)電的電離通道，兩極間的工作液介質(zhì)被擊穿。形成可循環(huán)流動(dòng)的電流，在電場最強(qiáng)處局部產(chǎn)生火花放電。放電時(shí)的瞬時(shí)高溫(8 000～12 000℃)使一定量的材料發(fā)生瞬間局部熔化甚至氣化。當(dāng)電流被切斷時(shí)，在電加工液的作用下，溫度突然下降導(dǎo)致氣化氣泡發(fā)生內(nèi)破裂，從而產(chǎn)生動(dòng)力將已經(jīng)融化的工件材料拋出放電凹坑。在電加工液中重新固化成小顆粒．通過電加工液進(jìn)行排除。通過控制連續(xù)不斷地脈沖式的火花放電。就可實(shí)現(xiàn)以上一系列的電加工循環(huán)，最終達(dá)到零部件加工尺寸要求，圖1為電火花加工原理圖。

2.電參數(shù)的設(shè)定

2．1 脈沖寬度的設(shè)定

在電流峰值一定的情況下，隨著脈沖寬度的減小，電極損耗增大。脈沖寬度越窄，電極損耗上升的趨勢越明顯；隨著脈沖寬度的增加，電極相對損耗降低，其原因有以下兩方面。

(1)脈沖寬度增大，單位時(shí)間內(nèi)脈沖放電次數(shù)減少，使放電擊穿引起電極損耗的影響減少，同時(shí)(工件)負(fù)極承受正離子轟擊的機(jī)會增多。正離子加速的時(shí)間增加。極性效應(yīng)比較明顯。

(2)脈沖寬度增大，電極覆蓋效應(yīng)增加，也減少了電極損耗。即加工中電蝕產(chǎn)物不斷沉積在電極表面，對電極的損耗起了補(bǔ)償作用。一般情況下，脈沖寬度加大，電蝕產(chǎn)物飛濺沉積到電極表面的量就多，電極的相對損耗就要小些；脈沖寬度減小，電蝕產(chǎn)物飛濺沉積到電極表面的量就少，電極的相對損耗就大些。

2．2電流峰值的設(shè)定

對于一定的脈沖寬度，加工時(shí)的電流峰值不同，電極損耗也不同。隨著電流峰值的增加，電極損耗也增加，但這種影響的大小又與脈沖寬度有直接關(guān)系，當(dāng)脈沖寬度在1 000斗s以上時(shí)，電流峰值對電極損耗影響很小，即使電流峰值達(dá)到60 A，相對損耗仍可在1％以下。因此對一些不適宜用寬脈沖粗加工而又要求損耗小的工件，應(yīng)適用窄脈沖、低電流峰值的方法。

2．3脈沖間隔的影響

在脈沖寬度不變時(shí)，隨著脈沖間隔的增加，電極損耗也相應(yīng)增大。因?yàn)槊}沖間隔加大，引起放電間隙中介質(zhì)消電離狀態(tài)的變化，使電極上的覆蓋效應(yīng)減少，電極本身因加工得到的補(bǔ)償減少，所以電極損耗有增大的趨勢，這對小電流加工時(shí)較明顯。隨著脈沖間隔的減小，電極損耗也隨之減少。但超過一定限度，放電間隙

自動(dòng)找正功能，第1步先通過電極下端面與零件上端面接觸，得出ZO值(如圖8所示)，第2步找準(zhǔn)加工部位在機(jī)床坐標(biāo)系中X方向的位置，通過第3步找準(zhǔn)槽中心后，第4步把電極直接下降到數(shù)銑加工好的槽中，向兩個(gè)直角進(jìn)行擴(kuò)展iJU3：即可實(shí)現(xiàn)清根。

3．2 dx孔加工

與傳統(tǒng)機(jī)械加工相比．由于電火花加工過程中無切削力，因而在加工微小結(jié)構(gòu)方面有一定的優(yōu)點(diǎn)。但是小孑L加工x,-J-于電火花也存在排屑困難、加工穩(wěn)定性差和加工效率低等問題，筆者通過對滾柱絲杠副部件生產(chǎn)現(xiàn)場an-r實(shí)例。簡要介紹了該機(jī)床在小孑L加工領(lǐng)域的探索。

滾柱絲杠副部件是某型導(dǎo)彈上力矩傳動(dòng)的重要組件之一．該部件由絲杠和齒輪兩個(gè)零件構(gòu)成，需要在兩零件的接觸部位加工一個(gè)直徑為1．2 mm的d,：fL．由于零件材料為軸承鋼，常規(guī)機(jī)械加工難度很大，且孔的位置在兩個(gè)零件的結(jié)合部，不能承受機(jī)械加工的壓力。因此。電火花成了加工該孔的唯一方法。該孑L的加工工藝圖如圖9所示。

該零件的加工有幾個(gè)難點(diǎn)：一是零件裝夾定位較為困難；二是由于電火花加工過程中產(chǎn)生的拋蝕顆粒容易對滾柱絲杠副本身產(chǎn)生影響；三是由于孔太小，直徑l toni的電極容易產(chǎn)生裝夾誤差而造成孔超差。經(jīng)過對零件結(jié)構(gòu)的分析，通過制作裝夾工裝，并在滾柱絲杠副上纏繞保護(hù)膠帶實(shí)現(xiàn)了對零件的可靠加工(如圖10所示)。為了加快／J,孑L電火花間隙流場的流動(dòng)，采用直徑為1 mm的空心成型電極(如圖11所示)和內(nèi)出水夾頭進(jìn)行裝夾，在用杠桿表找正電極后，通過采用低速旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行小孔加工，確保了電蝕顆粒及時(shí)排除，有效地避免了二次放電對小孔質(zhì)量的影響。零件工裝和加工如圖12所示。

3．3特殊部位加工

由于電火花電極可以按照需求進(jìn)行多種結(jié)構(gòu)的組合變化，因此可以對常規(guī)機(jī)械加工無法下刀的部位進(jìn)行加工，如圖13所示的零件就是其典型零件之一。按照圖紙要求，需要在側(cè)壁伸出的小薄片上加工一圓孔，數(shù)控銑無法下刀．且由于薄片伸出過長。機(jī)械加工的壓力和切削力很容易讓零件變形。通過制作如圖14所示的拐頭電極．用橫向進(jìn)給的方式有效地避開了零件上的其它特征，實(shí)現(xiàn)了零件加工。

4.結(jié)論

(1)數(shù)控電火花機(jī)床常用電極副減寸量自動(dòng)計(jì)算功能的提供及電極負(fù)公差尺寸精確計(jì)算方法的掌握，減少了通過反復(fù)試驗(yàn)確認(rèn)不同電極副之間放電間隙的過程；通過查詢不同電極副減寸量選取圖和熟練應(yīng)用電極副減寸量自動(dòng)計(jì)算功能，能夠充分保證零部件模腔電加工尺寸，大大提高了常用電極副的電加工效率。

(2)通過對多批零件加工探索，對于數(shù)控電火花加工機(jī)床的自動(dòng)找正內(nèi)中心、外中心、角、單側(cè)等功能了解更深入，直接利用電極的基準(zhǔn)面與工件的基準(zhǔn)面進(jìn)行接觸感知實(shí)現(xiàn)定位，進(jìn)而獲得正確的力t]-r位置，比手動(dòng)測量定位要方便快速得多，大大提高了電加工效率。

(3)通過對典型零部件加工的研究，以及對機(jī)床電極配對、電參數(shù)設(shè)定及旋轉(zhuǎn)加工等進(jìn)行摸索，探索出了針對難加工材料的深細(xì)孑L、矩形腔等特殊特征要素的電加工方法，解決了傳統(tǒng)機(jī)械加工領(lǐng)域所不能解決的難題，為以后這類零件的加工方法提供了借鑒。

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