陳 平
(中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所,安徽合肥 230088)
在電火花線切割加工中,經(jīng)常要切割一些小口徑深孔型腔零件。這類零件不僅尺寸精度要求高,且口徑小,加工難度大,尺寸也難以控制,是電火花線切割加工中典型的加工難題。經(jīng)過多年來的深入探討和研究,總結(jié)了一些方法和經(jīng)驗(yàn),希望與大家一起分享。
以加工過的一種深孔型腔零件(圖1)為例,通過對(duì)工藝文件分析、改變裝夾方法、優(yōu)化加工路徑、調(diào)整加工參數(shù)等方面的不斷完善,最終加工出符合圖紙要求的產(chǎn)品零件。
圖1 深孔型腔零件圖
如圖1 所示,該波導(dǎo)零件材料為鋁,長(zhǎng)155 mm,按要求在中間切割(2.36±0.02)mm×(4.85±0.02)mm 的方孔,保證與中間波導(dǎo)身的對(duì)稱度為0.1 mm,表面粗糙度為Ra1.6 μm,穿絲孔由電火花加工而成。由于該零件屬于小口徑深孔型腔零件,法蘭端面與波導(dǎo)身垂直度的誤差較大,如果加工時(shí)用法蘭端面定位,會(huì)增加垂直度校調(diào)的難度,口徑對(duì)稱度很難保證。由于加工初期沒有經(jīng)驗(yàn),只按正常步驟加工,在加工過程中多次出現(xiàn)了短路、斷絲、不導(dǎo)電等現(xiàn)象,且加工出來的口徑尺寸不規(guī)則,誤差較大(圖2)。
圖2 不規(guī)則口徑圖
為解決上述問題,采取以下措施加以改進(jìn):
(1)改變裝夾方法
要想達(dá)到加工要求,首先要在裝夾上下功夫,為此設(shè)計(jì)了如圖3 所示的裝夾工裝。
圖3 工裝圖
先把工裝毛坯按設(shè)定位置打好螺釘孔并攻絲,把工裝裝夾在機(jī)床上,校調(diào)完成后,找正中心基準(zhǔn),在工裝上切割安裝凹槽,尺寸與波導(dǎo)身一致,單邊留有配合間隙0.01 mm,深度超出波導(dǎo)身一半即可。然后,用專用小壓板把波導(dǎo)零件固定在工裝上。波導(dǎo)安裝好后,其中心不僅能與機(jī)床中心相互重合,且波導(dǎo)身變形也小,在中心切割出來的方孔與波導(dǎo)身的對(duì)稱度完全符合圖紙要求。
(2)優(yōu)化加工路徑
在加工此類細(xì)長(zhǎng)零件時(shí),由于加工口徑尺寸小,打穿絲孔(直徑2 mm)后單邊留有余量較少,加工時(shí)易產(chǎn)生讓絲現(xiàn)象,造成加工短路或加工尺寸不準(zhǔn)確。因此,為了保證順利切割,在切割引入程序時(shí)要反復(fù)多切割幾次,降低加工效率,待放電穩(wěn)定后再按程序正常加工。在加工過程中,為了防止落料造成二次放電,還應(yīng)在程序適當(dāng)位置設(shè)置暫停(圖4)。
圖4 加工路徑圖
針對(duì)此類小口徑零件,還可選擇無廢料加工方式,加工中的廢料變成粉末被加工液帶走,加工相對(duì)安全,但該方法所需時(shí)間太長(zhǎng),從經(jīng)濟(jì)效益考慮一般得不到廣泛應(yīng)用。
(3)尺寸控制措施
由于該零件尺寸較長(zhǎng),粗加工后的尺寸精度不能很好地控制,往往造成中間尺寸比兩端口徑尺寸小,俗稱腰鼓現(xiàn)象(圖5),這樣便達(dá)不到圖紙要求,所以必須經(jīng)過半精加工和精加工,同時(shí)增加電極絲的張力,以達(dá)到修正波導(dǎo)口徑尺寸的目的。
圖5 加工尺寸腰鼓圖
在實(shí)際加工過程中需注意:中間的穿絲孔要用細(xì)長(zhǎng)鉆頭從兩端加工,而不能用電火花加工。因?yàn)殡娀鸹庸な峭ㄟ^火花放電加工成形,在孔內(nèi)壁易形成一層氧化膜,線切割時(shí)導(dǎo)電性能差,會(huì)造成切割困難;在加工中還需合理修改加工參數(shù),并增加噴水壓力,以提高加工穩(wěn)定性,達(dá)到最佳加工效果。