电火花微精成形加工工艺的研究.pdf

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1、《电加工与模具)2011年增刊工艺·装备电火花微精成形加工工艺的研究朱红钢，陈阳，王焕琴，徐佩(西安航空发动机(集团)有限公司研制中心，陕西西安710021)摘要：介绍了航空发动机零件电火花微精成形加工工艺。阐述了电火花微精成形加工的实验过程和参数的选取方法，研究了电参数对零件加工精度和表面质量的影响，提出了合理选用电参数、设备和加工工艺的方法。最后详细介绍了两个典型航空零件的加工工艺方法。关键词：电火花加工；微精成形；铜钨合金；石墨；表面粗糙度中图分类号：TG661文献标识码：A文章编号：1009—279X(2011)SO一0052—05电火花微精成形加工是现代加工技术中的一个精分档

2、加工方式。粗加工采用大电流、低损耗的参新领域，主要是指对工件尺寸<200肚m的轴孔和沟数，而中、精加工电极相对损耗大，但一般情况下中、槽型腔的电火花成形加工。航空发动机中各种精密精加工余量较少，因此电极损耗也极小，可通过加工的型孔、型槽、型腔对加工精度和表面粗糙度的要求尺寸控制进行补偿，或在不影响精度时予以忽略。都较高，如发动机的喷嘴点火口、动环结合面的储油(2)电火花正常加工中，在产生加工屑和排除加槽、精细气膜散热孔等微细零件。为了满足这些精工屑达到平衡的条件下才能顺利进行。实际中往往密零件的加工要求，必须合理选择电参数和分配加以牺牲加工速度去排除碳屑，例如在中、精加工时采工余量。在

3、分配加工余量时，不仅要考虑每次加工用高电压、大停歇脉波等。另一个影响排屑的因素后遗留下来的加工量和表面粗糙度的大小，而且还是加工面形状复杂，使排屑路径不畅通。唯有创造必须考虑所选参数的平均放电间隙的大小。要获得良好排屑的条件，对症采取一些方法来有效处理。较高的零件尺寸精度，必须保证放电间隙的一致性(3)加工时，放电脉冲时间长，有利于降低电极好。如果加工过程中能保持放电间隙不变，则可通损耗。电火花机粗加工一般采用长放电脉波和大电过摇动加工对放电间隙进行补偿，从而获得较高的流放电，加工速度快，电极损耗小。在精加工时，小加工精度。与普通机械加工不同，实现微精加工的电流放电必须减小放电脉波时间

4、，这样不仅加大了一个重要条件是，首次电火花加工量分配和电参数电极损耗，也大幅度降低了加工速度。的放电问隙大小选择的工艺分配。这也是我们在制(4)对机床伺服机构的性能要求极高。由于放造现场不断追求的目标。随着航空发动机这类零件电间隙小，一般只在数微米范围，且放电过程不够稳不断增多，需要对微精加工工艺及电源参数的精准定，因此要求电火花加工设备的伺服系统(包括间隙控制投入更多的工艺研究。状态监测)和执行机构有迅疾的响应速度和控制灵敏度，正常放电时能以微步距跟踪材料蚀除速度，发1电火花微精成形加工的工艺特点生非正常放电时又能迅速回退，消除间隙的异常状电火花微精成形加工在原理上与通常电火花加态，

5、保护电极及工件。工没有什么区别，但由于加工对象都是一些尺寸小、(5)电极的制备、安装、定位找正难度增大。精度高的零件，因此在加工特征上呈现出一些与通(6)排屑困难，不易获得稳定的火花放电状态。常电火花加工不同之处。其工艺特点为：2影响航空零件电火花微精成形加工精度(1)在普通电火花成形加工中一般采用粗、中、的主要因素收稿13期：2010—09—2O电火花加工时，电极与工件之问存在着一定的第一作者简介：朱红钢，男，1963年生，高级工程师。一52一设计·研究《电加工与模具}2011年增刊放电间隙。如果加工过程中放电间隙保持不变，则清楞。而且，随着加工深度的增加，电极楞角倒圆的可通过修正电

6、极的尺寸对放电间隙进行补偿，以获半径增大。但超过一定加工深度．其增大的趋势逐得较高的加工精度。然而，放电间隙的大小实际上渐缓慢，最后停留在某一最大值上。是变化的，影响着零件的加工精度。主要表现在以楞角倒圆的原因除电极的损耗外，还有放电间下几方面：隙的等距离性。凸尖楞电极由于尖角放电的等距离(1)表面粗糙度的影响。电火花加工表面粗糙性，必然使工件产生圆角；凹尖楞电极的尖点根本不度取决于放电蚀坑的深度及其分布的均匀程度，只起放电作用，但由于积屑也会使工件凸楞倒圆。因有在加工表面产生浅而分布均匀的放电蚀坑，才能此，即使电极完全没有损耗，由于间隙放电的等距离保证加工表面有较小的表面粗糙度值。为

7、了控制放性，仍然不可能得到完全的清楞。如果要求倒圆半电凹坑的均匀性，需要采用等能量放电脉冲控制技径很小，必须要缩小放电问隙。术，即检测间隙电压击穿下降沿，控制放电脉冲电流3航空零件电火花微精成形加工工艺的研宽度相等，用相同的脉冲能量进行加工，从而使加工表面粗糙度微观上均匀一致。究(2)加工间隙(侧面、底面间隙)的影响。加工间电火花成形加工机床要实现微精加工，就要采隙的大小及其一致性直接影响电火花成形加工的加取同步的高速处理控制技术。主要包括两方