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特殊零（líng）部件電大花（huā）加工方法（fǎ）的搽察

2017-2-13 來源：中國空空導彈研究作者：圭紅

摘要：針（zhēn）對（duì）數控電火花機床在生產實際應用中（zhōng）電參數（shù）的設（shè）定、找正及加工方式、程序編製等方麵進行了研（yán）究探索（suǒ），並對典型零件的實際生產加工（gōng）作了工藝總結，為更好地應用該（gāi）設備、提高（gāo）零件加工（gōng）質量和加工效率提供借鑒（jiàn）。

關鍵詞：脈衝特殊材料電火花JJN'r 自動找正

1.加（jiā）工原理（lǐ）

電火（huǒ）花成型加（jiā）工簡稱電火花加工（gōng），屬於特種加工的技術範疇．是先進製造技術的一（yī）個重要組成部分。在正常電（diàn）火花加工過程中，電極與工（gōng）件並不直接接觸，而（ér）是保持一定的距離(稱作間隙)。在工（gōng）件與電極間施（shī）加一定的電壓，當電極（jí）向工件進給至某一（yī）距離時，在電場的（de）效應下．電子和帶有正（zhèng）電的自由離子（zǐ）加（jiā）速到非（fēi）常高的速度（dù），並很（hěn）快形成一個導電的電離通道，兩極間的工作液介質被擊穿。形成可（kě）循環流動的電（diàn）流，在電場最強處局部產生火花放電。放電時的（de）瞬時高溫(8 000～12 000℃)使一定量的材料發生瞬間局部（bù）熔化甚至氣化。當電流被切斷（duàn）時，在電加工液的作用下，溫度突然下降導致氣化（huà）氣泡發生內破裂，從而產生動力將已經融化的工件（jiàn）材料拋出放電凹坑。在電加工液中（zhōng）重（chóng）新固化成小顆（kē）粒．通過電（diàn）加工液進行排（pái）除。通過控製連續不斷地脈衝式（shì）的火花放電。就可實現以上一係列的電加工循環，最（zuì）終達到零部件加工尺寸（cùn）要求（qiú），圖1為電火花加工原理圖。

2.電參數的設定

2．1 脈衝（chōng）寬度的設定

在電流峰值一定的（de）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（suí）著脈衝（chōng）寬度的增加，電極相對（duì）損耗降低，其原因有（yǒu）以（yǐ）下兩方麵。

(1)脈衝寬度增大，單位時間內脈衝放電次數減少，使放電擊穿引起電極損耗的影響減少，同時(工件)負極承受正離子轟擊的機會增多。正離子加（jiā）速（sù）的時間增加。極性效應（yīng）比較明顯。

(2)脈衝寬度增大，電（diàn）極覆蓋（gài）效應增加，也減（jiǎn）少（shǎo）了電極損耗。即加工中電蝕產物不斷沉積在電極表麵，對（duì）電（diàn）極的損耗起了補（bǔ）償作用（yòng）。一（yī）般情況下，脈衝寬度加（jiā）大，電蝕產物飛濺沉積到電極表麵的（de）量就多，電極的相對損耗就要小（xiǎo）些；脈衝寬度減小，電蝕產物飛濺沉積到（dào）電極表麵（miàn）的量就少，電極的相對損耗就大（dà）些。

2．2電流峰（fēng）值的設定

對於一定的脈衝寬度，加工時的電流峰值不同，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（zhǒng）影響的大小又與脈衝寬度有直接關係，當脈衝寬度在1 000鬥s以（yǐ）上時，電流峰（fēng）值對電極損耗影響很小（xiǎo），即使電流峰值達到60 A，相對損耗（hào）仍可在1％以下。因此對一些不適宜用寬（kuān）脈衝粗加工而又要求損耗小的工件，應適用窄脈衝（chōng）、低電流（liú）峰值的方法。

2．3脈衝間隔的（de）影響

在脈衝寬度不變時，隨著脈衝（chōng）間隔的增加，電極（jí）損耗也相應增大。因為脈衝間隔加大，引起放電間隙中介質消電離狀態的變化，使電極上的覆蓋效應減少，電極本身因加工得到的補償減少，所以電極損耗有增大的趨勢，這對小電流加工（gōng）時較明顯。隨著脈衝間隔（gé）的減小，電（diàn）極損耗也隨之減少（shǎo）。但超（chāo）過一定限度，放電間隙

自動找（zhǎo）正功能，第1步先通過電極下端麵（miàn）與零（líng）件上端麵接觸，得出ZO值（zhí）(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（wèi）置，通（tōng）過第3步找準槽中心後（hòu），第4步把電（diàn）極直接下降到數銑加工好（hǎo）的槽中，向兩個直角進行擴展iJU3：即可實現清根。

3．2 dx孔加工

與傳統機械加工相比．由於電火花加工過程（chéng）中無切削力，因而在加（jiā）工微小結構方麵有一定的優點。但是小孑L加工x,-J-於（yú）電火花也（yě）存在（zài）排屑困難、加工穩（wěn）定性差和加工效率低等問題，筆者通過（guò）對滾柱絲杠副部件生產現場（chǎng）an-r實例。簡要（yào）介紹了該機床在小孑L加（jiā）工領域的探索。

滾柱絲杠副部件是某型導彈上力矩傳（chuán）動的重（chóng）要組（zǔ）件（jiàn）之一．該部件由絲杠和齒輪（lún）兩個零件構成，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．由於零件材料為（wéi）軸承（chéng）鋼，常規機械加工難度很大，且孔的位置在（zài）兩個零件（jiàn）的結合部，不能承受（shòu）機械（xiè）加工的壓（yā）力（lì）。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（shì）。

該零件的加工有幾（jǐ）個難點：一是零件裝夾定位較為困難；二是由於電火花加（jiā）工過程中產（chǎn）生的（de）拋蝕顆粒容易對滾（gǔn）柱絲杠副本身產生影響（xiǎng）；三是（shì）由於孔太小，直徑l toni的電極容易產生（shēng）裝夾誤（wù）差而造成孔超差（chà）。經過對零件結構的分析，通過製作裝夾工（gōng）裝，並在滾柱絲杠副上纏繞保護膠帶實現了對零件的（de）可靠加（jiā）工(如（rú）圖

10所示)。為了加快／J,孑L電火花間隙流場的（de）流動，采用直（zhí）徑為1 mm的空心成型電極(如圖11所示)和內出水夾頭進行裝夾，在用杠杆（gǎn）表找正電極後，通過采用低（dī）速旋（xuán）轉的方式進行小孔加工，確保了電蝕顆粒及時排除，有效地避免了二次放電對小孔質量的影響。零件工（gōng）裝和加工如（rú）圖12所示。

3．3特殊部位加工

由於電火（huǒ）花電極可以按照需求進行多種結構（gòu）的組合（hé）變化，因此可以對常規機械加工無（wú）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（zhī）一。按照圖紙要求，需要在側壁伸（shēn）出的小薄片上加工一圓孔，數控銑（xǐ）無（wú）法（fǎ）下刀．且（qiě）由於（yú）薄片伸出過長。機械（xiè）加工的壓力和切削力很容易讓零件變形。通過製作如圖14所示的拐頭電極．用橫向進給的方式有效（xiào）地避開了零件（jiàn）上的其它特征，實現了零件加工。

4.結論

(1)數控電火花機床常用電極副減寸量自（zì）動計（jì）算功能的提供及電（diàn）極負公差尺寸精確計算方法的（de）掌握，減少了通過反複（fù）試驗（yàn）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（diàn）極副減（jiǎn）寸量自動計算功能，能夠充分保證零部件模（mó）腔（qiāng）電加工尺寸（cùn），大大提高了常用電極（jí）副的電加工效（xiào）率。

(2)通過對多批零件加工探索，對（duì）於（yú）數控電（diàn）火花（huā）加工機床的自動找正內中心、外（wài）中心、角、單側等功能了解更（gèng）深入（rù），直（zhí）接利用電極的基準（zhǔn）麵與工件的基準麵進行接觸感知實現（xiàn）定位，進而獲得正確的力（lì）t]-r位置，比手動測量定位要（yào）方便快速（sù）得多，大大提高了電加工（gōng）效率。

(3)通過對典型零部件加工的研究，以（yǐ）及對機床（chuáng）電極配（pèi）對、電參數設定（dìng）及旋（xuán）轉加工等進行摸索，探索出了針對難加工材料的深細孑（jié）L、矩形腔（qiāng）等特殊特征要素的電加工方法，解決了傳統機械加工領域所不能解決的難題，為以（yǐ）後這類零件的加工方（fāng）法提供了借鑒。

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