微细电火花

精密及微细电火花加工 一） （韩春馗 张 琛 !"#$%&%’( )(* +%$"’ ,-+ +)$.%(%(/（ !）$%& ’()*+),，-$%&. ’(/* 随着科学技术的进步， 对机械零件及工、 模具 检、 的精度要求日益提高， 精密电火花加工已在精密加工 领域占有一席之地。例如加工： 伺服阀阀套方孔、 阀芯 异形孔及槽； 各种窄缝零件及栅网； 精密钻模及冲模、 化纤异形喷丝孔板； 喷墨打印机喷嘴； 医疗器械及微电 子器件上的微孔、 光阑等。 为了探求精密及微细孔电火花加工的工艺特点， 北京机床研究所利用本所研制生产的 0.1234% 型坐 标电火花成型机床， 结合具体加工对象， 开展试验研 究， 取得了重要成果。本文以研究报告为基础， 结合近 几年国外在微精及微细电火花加工中的新成果， 着重 介绍电火花微精加工中的特殊问题和工艺规律。其工 艺数据适用于国内多年小批量生产的 0.1234% 型坐 标电火花成型机床， 对近年来已在市场上大量应用的 数控电火花成形机也具有参考意义。 耗不大， 但校直及尺寸控制比较困难， 必要时还需配用 导向机构。 选用电极材料时应特别注意材料成分。杂质及含 量对电加工性能有很大影响。还应消除材料的内应 力， 以免加工后产生弯曲。 !" # 精密微细孔的加工条件要求 （7） 机床工作台定位精度在 4 "8 以内； 高精度旋转主轴， 振摆小， 动态精度高。最好 （4） 不用附加旋转轴型式。转速为 5 9 7 555 : ; 8,*； （3） 电极夹具的重复定位精度在 4 "8 以内； （2） "、 轴伺服分辨率不大于 7 "8； !、 # （1） 各轴伺服响应速度高、 增益大； （"） 放电加工参数如电压、 脉冲宽度、 峰值电流、 附加间隙并联电容等能做微量调整； （!） 限定放电电路的 电 气 分 布 参 数， 电 感、 如 电 容； （<） 恒温工作间。 !" $ 76 36 7 圆柱电极的制作 机械加工法 采用传统方式的接触式切削加工如车削、 磨削制 作精密微细电极， 需要操作人员具有高度熟练的加工 技巧。据 说 机 械 加 工 的 最 小 加 工 直 径 可 达 #56 51 88， 相应的加工孔径可为 #56 5"1 88。通常的切削直 径为 #56 1 9 7 88， 可以作为进一步加工的毛坯。 近年来， 瑞典 3= 公司和瑞士 >=?@% 公司制作出 了 高精度工艺基准定位系统” 它将常用的电火花成 “ ， 形机床、 线电极切割机床与数控车床、 铣床、 磨床和加 工中心及三坐标测量机等做出一个统一的基准平台， 组成柔性制造系统， 利用数控机床工作台 !、 方向及 " 主轴 # 方向都有 电子零点” “ 坐标基准点” “ 即 的固定 基准， 只要已知工件和工具电极在 !、 # 以及数控 "、 （ 回转轴 $、 &） %、 的精确坐标位置， 就能建立起工件与 工具之间的快速找正系统。在制作电极时， 因为都是 装夹在同一工具系统中的标准电极夹具中被加工过， 都有统一的同心、 同位的工艺定位基准， 装到电火花机 床上后， 不需再做找正调整， 利用数控系统马上可以进!电极精密加工中， 除了直径 56 7 88 以下的微孔加工外， 一般都按照电火花加工的常规， 通过转换加工规 准， 以达到所需的尺寸精度及表面粗糙度要求。这时， 中、 精规准加工时的加工余量很小， 因而对各档加工电 极的几何精度、 表面质量以及更换电极时的重复定位 精度都提出了较高的要求。由于不能采用直接接触法 计量， 制造电极的尺寸控制具有一定特殊性。 !" ! 电极材料 紫铜电极价廉易得， 用于孔径小、 相同直径孔数少 且深度不大的工件的加工。铜钨合金电极用于加工： 孔径更小、 要求更高的孔； 相同直径孔数较多或深度大 的孔； 要求高的盲孔； 因结构限制不宜采用增加进给量 以补偿电极损耗的型孔； 工件是硬质合金材料且较深 的孔； 制作电极用的反拷块等。银钨合金比铜钨合金 性能更好但价钱太贵。黄铜电极与紫铜电极相比， 其 机械强度高， 放电加工稳定性好， 特别是黄铜管规格齐 全， 平直度好， 常用作预孔加工以及作为电极直接加 工， 但损耗大。近几年发展起来的用线电极磨削法来 精制微细电极也是用黄铜丝。钨丝类材料作为电极损 # !"