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电火花深小孔机加工工艺
发布时间:2013-12-05   点击次数:2081次
  在电火花小孔加工加工制造业中,通常将直径小于3mm的孔称为“小孔”,而深径比大于100的小孔称为“深小孔”,此类深小孔加工,当采用常规金属钻削工艺加工时,因钻头工具强度尺寸限制,当加工深径比超过60时,加工过程就显得比较困难,采用一般的电火花高速小孔(亦称细孔)加工工艺,因电极损耗大(通常为1:1~1:1.3),小孔加工的深径比一般只能达到150~200左右。为了解决生产中提出的大深径比(≥200)的深小孔加工需求,我所进行了一系列的工艺试验,近期取得了一定的进展,已成功地实现了深径比近400的深小孔加工。现将试验情况简介于下,请同行专家给予指正。
  
  要实现大深径比深小孔加工,标准的电火花高速小孔机床的规格已远远满足不了加工的要求,必须开发新型的大深径比电火花小孔机;从机床本身来说,要加大电极导向器到工作台面的间隔距离,同时加大电极一次进给行程,开发使用的电极导向器,使其能够满足加工的需要。我们选用的试验机床为D703型电火花高速小孔加工机床,并对该机床的立柱部分进行了升高加固处理,使电极导向器到工作台面的zui大距离达到了820㎜。
  
  试件材质为45钢冷拔棒料,经调质处理,尺寸为φ10×800。
  
  加工用工具电极为φ2mm×400mm、φ2mm×600mm多孔黄铜管。工作液为鸽灵高浓度水基电加工工作液,兑入饮用纯净水,浓度为5‰。
  
  根据工件加工要求,深800mm小孔试件可以采取两端加工的接刀方式,试件在加工前要先进行调直,使试件轴线直线度误差≤0.05mm。工件装卡采用800mm高度V型直线卡具,用精密直角尺测试卡具对工作台的垂直度,对其进行找正,然后采用多点固定方式固定。
  
  将电极与试件找正、定心后,开始使用长度400mm电极管,试加工深度100~150mm,待稳定正常后,即可继续加工。zui后采用长度600mm电极管,尽可能往深处加工。每根电极达到电极夹头与导向器接近极限位置时中止加工,更换电极,zui终加工深度尺寸超过450㎜,这样可减少调头后的加工深度。调头二次加工采取与前述相同的工艺措施,待完全打透后,孔径尺寸在φ2.2~φ2.5之间,接刀处可能有0.1~0.3mm左右的台阶(几个试件加工后均有明显或不明显台阶)。估计是加工过程中试件变形,轴线弯曲,调头加工时,轴心线不在同一直线上产生了台阶。目测试件端面孔的中心并无明显偏差,有明显台阶的试件在加工后,用φ2×600黄铜电极管穿过时十分困难,甚至无法通过;而用φ1.5×500黄铜电极管就可轻松通过;质量zui好的试件是φ2.2的成形孔用φ2×600黄铜电极管穿过时,可以轻松通过。为了减少加工时试件的弯曲变形,加工前试件要仔细校直,加工过程中要注意试件的充分冷却(加大冲液压力及附加冷却装置),防止温度过高,试件局部变形过大,导致加工失败。试验电参数选择如下表:
  
 
脉冲宽度μs
脉冲间歇μs
功放组数
平均电流A
加工深度mm
加工时间min
1
20 
60 
12 
20 
120
15
20 
40 
10 
16 
120-300
70 
16 
20 
18 
300-420 
100 
  
  
  试件尺寸等参见附图。
  
  从试件加工情况看,因受试验机床加工范围及其它条件和工艺经验的制约,目前在小孔一次加工深度尺寸和小孔的直线度误差方面,还显不足,孔径及直线度误差大约在±0.20mm左右,虽然一般可满足作为线切割加工穿丝孔的要求,不过,今后我所拟在电火花高速小孔加工机床结构、配套导向器研制及加工工艺方面作进一步研究探索,力争使深小孔加工的各项工艺指标有大幅度提高。
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