小口徑深孔型腔的電火花線切割加工

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

1 現(xiàn)狀分析

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

2 解決措施

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

3 注意事項(xiàng)

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。