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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（kōng）空導彈研究作者：麻j圭紅

摘要：針對數控電火（huǒ）花機床在生產（chǎn）實際應用（yòng）中電參數的設定（dìng）、找正及加工方（fāng）式、程序編製（zhì）等方麵進行了研究探索，並對典型零件的實際生產加工作了工藝總結，為更好地應用該設備、提（tí）高零件加工質（zhì）量和加工效率提供借（jiè）鑒。

關鍵詞：脈衝特殊材料電火花JJN'r 自動找正

1 JjⅡ-r原理

電火花成型加工簡稱（chēng）電火花加（jiā）工（gōng），屬於特種加工（gōng）的技術範疇．是（shì）先進製造技（jì）術的一個重要組成部分。在正常電火花加工過程中，電極與（yǔ）工件（jiàn）並不直接（jiē）接觸（chù），而是保持一定的距離(稱作（zuò）間隙)。在工件與電極間施加一定的電（diàn）壓，當電極向工件進（jìn）給至某一距（jù）離時，在電場的效應下．電子和帶有正電的自（zì）由離子加速到非常高的（de）速度，並很快形成一個導電的電離通道，兩極間的工作液介質被（bèi）擊穿。形成可循環流動的（de）電流（liú），在電場（chǎng）最強處局部產生火花放電。放電時的瞬時高溫(8 000～12 000℃)使一定量的材料發生瞬間局部熔化甚至氣化（huà）。當電流被切（qiē）斷時，在電加工液的作用下，溫度突然下（xià）降導致氣化（huà）氣泡發生內破裂，從而產生（shēng）動力將已經融化的工件材料（liào）拋（pāo）出放電凹坑。在電加（jiā）工液中重（chóng）新（xīn）固（gù）化成小顆粒．通過電加工液進行排除。通過控製（zhì）連續不（bú）斷地（dì）脈衝式（shì）的火花放電。就可實現以上一係列的電加工循環，最終達到零部件加工尺寸要求，圖1為電火花加工原理圖。

2.電參數的設定

2．1 脈衝寬度的設定

在電流峰值一定（dìng）的情況下，隨著脈衝寬度的減小，電極損耗增大。脈衝寬度越窄，電極損耗上升的趨勢越明顯；隨著脈衝寬度的增加，電極相對損耗降低，其（qí）原因有以下兩方麵。

(1)脈衝寬度增大，單位（wèi）時間內（nèi）脈衝放電次數減（jiǎn）少，使放（fàng）電擊穿引起電極損耗的影響（xiǎng）減少，同時(工件)負極承（chéng）受正離子轟擊的機會增（zēng）多。正離子加速的時間增加。極性效應比較明（míng）顯。

(2)脈衝寬度增大，電極（jí）覆蓋效應增加，也減（jiǎn）少了電極損耗。即加工中電蝕產物不斷沉積在電極表麵，對電極的損耗起了補償作用。一般（bān）情（qíng）況下，脈衝寬度加大，電蝕產物飛濺沉（chén）積到電極（jí）表（biǎo）麵的量就多，電極的相對損耗就要小些；脈衝寬度減小（xiǎo），電蝕產物飛濺沉積到（dào）電極表麵的量就少，電極的相對損耗就大些。

2．2電流峰值（zhí）的設定

對（duì）於一定的脈衝寬度，加工時的電流峰值（zhí）不同（tóng），電極（jí）損耗也不同。隨著（zhe）電流（liú）峰值的增加，電極損耗也增（zēng）加，但這種影響的大（dà）小（xiǎo）又與脈衝寬度有直接關係，當脈衝寬度在（zài）1 000鬥（dòu）s以上時，電流峰值對電極損耗影響很小，即使電流峰（fēng）值達到60 A，相對損耗仍可在1％以下。因此對一些不適（shì）宜用寬脈衝粗加工而又要求損耗小的工件，應適用窄脈衝、低電流峰值的方法。

2．3脈衝間隔（gé）的影響

在脈衝寬度不變時（shí），隨著脈衝間隔的增（zēng）加，電極損耗也相應增大。因為脈衝間（jiān）隔加大，引起放電間隙中介（jiè）質消電離狀態的變化，使（shǐ）電極上的覆蓋效應（yīng）減少，電極本身因加工得到（dào）的補（bǔ）償減少，所以電極（jí）損耗有（yǒu）增大的趨（qū）勢，這對小電流加工時較明顯。隨著脈衝間（jiān）隔的減小，電（diàn）極損耗也隨之減少。但超過一定限度，放電間隙

自動找（zhǎo）正功能，第1步先通過電極（jí）下端麵與（yǔ）零件上端麵接觸，得出ZO值(如圖8所示)，第2步找準加工部位在機床坐標係中X方向的位置，通過第3步找（zhǎo）準槽中心（xīn）後，第4步把電極直（zhí）接（jiē）下降到數銑加（jiā）工好的槽中，向兩個直角進行擴展iJU3：即可（kě）實現（xiàn）清根（gēn）。

3．2 dx孔加工

與傳統（tǒng）機械加工相（xiàng）比．由（yóu）於電火花加工（gōng）過程中無切削（xuē）力，因而在加工微小結構方麵有一定的優點（diǎn）。但是（shì）小孑L加工x,-J-於電火花也存在排屑困難、加工（gōng）穩（wěn）定（dìng）性差和加工效率低等問題，筆（bǐ）者通過對滾柱絲杠副部件生產現場an-r實例。簡要介紹了該機床在小孑L加工領域的探索。

滾柱絲杠副部件是某（mǒu）型導彈上力矩傳動的（de）重要組件之一（yī）．該部件由（yóu）絲杠和齒輪（lún）兩個零件構成（chéng），需（xū）要在兩（liǎng）零件的接觸部位加工一（yī）個直徑為1．2 mm的d,：fL．由於（yú）零件材料為軸（zhóu）承鋼，常規機械加工難度很大，且孔的位置（zhì）在兩個零件的結合部，不能承（chéng）受機械（xiè）加工的壓（yā）力。因（yīn）此。電火花成了加工（gōng）該孔的唯一方法（fǎ）。該孑L的加工工藝圖如圖9所示。

該零件的加工有（yǒu）幾個難（nán）點：一是零件裝夾定位較為困難；二是由（yóu）於電火花加工過程中產（chǎn）生的拋蝕顆粒（lì）容易對滾柱絲（sī）杠副本身產生影響；三是由於孔太小（xiǎo），直徑l toni的（de）電極容易產生裝夾（jiá）誤差而造成孔超（chāo）差。經過對（duì）零件結構的分析，通過製（zhì）作裝夾工裝，並在滾柱絲杠副上纏繞（rào）保護膠帶（dài）實現了對零件的可靠（kào）加工(如（rú）圖10所示)。為了加快／J,孑L電火花間隙流場的（de）流（liú）動，采用直徑為1 mm的空心成型電極(如（rú）圖11所示)和內出水夾頭進行裝夾，在用杠杆表找正電極後，通過采（cǎi）用低速旋轉的方式進行小孔加工，確保了電蝕顆粒及時排除，有效（xiào）地避免了（le）二次放電對小孔質（zhì）量的（de）影響。零件工裝和加工如圖12所示。

3．3特殊部（bù）位加工

由於電火花電極可以按（àn）照需求進行多種結構的組合變（biàn）化，因（yīn）此可以對常規機械加工無法下刀的部位（wèi）進行加工，如圖13所示的零件就（jiù）是其（qí）典型零件之一（yī）。按照圖紙要求，需要（yào）在側壁（bì）伸出的小（xiǎo）薄片上加工一圓孔，數控（kòng）銑無法（fǎ）下刀．且由於薄片伸出（chū）過長。機械加工的壓力和切削力很容易讓（ràng）零件變形。通過製作如圖14所示的拐頭電極．用橫（héng）向進給的方式有效地避開了零件上的其它特征，實現了零件加工。

4.結論

(1)數控電火花機床常（cháng）用電極副減寸量自動計算（suàn）功能的提供及電極負公差尺寸精確（què）計算方法的掌握，減（jiǎn）少了通過反複（fù）試驗確認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用電極副減寸量（liàng）自動計算功能，能夠充分（fèn）保證零部件模腔電加工尺（chǐ）寸，大大提高了常用電（diàn）極（jí）副的電加工效率。

(2)通過對（duì）多批零（líng）件加（jiā）工（gōng）探索，對於（yú）數控電火花加工機床（chuáng）的自動找正內中心、外中心、角、單側等功能了解更（gèng）深入，直接利（lì）用（yòng）電極的基準麵與工件的基準麵進行接觸感知實現定位，進而獲得正確的力t]-r位置，比手動測量定位要方便快速得多，大大提高（gāo）了電加工效率。

(3)通過對典型零部件加工的研究，以及對機床電極配對、電參數設定及旋轉加工等進行摸索，探索出了針對難加工材料（liào）的深細孑L、矩形（xíng）腔等特殊特征要素的電加工方法，解（jiě）決了傳統機械加工領域所不能解決的難題，為以後這類零件的加工方法提供了（le）借鑒。

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