[发明专利]一种微小孔电火花分流加工方法与分流装置

说明书

技术领域

属于微细电火花加工和成形技术领域，特别涉及微小孔结构件的电火花加工技术。

背景技术

现代机械、电子、轻工、纺织、石油、化工和国防等各种加工与装备中，对难加工材料微小孔等微结构件的加工需求越来越多，公知的常规电火花加工机床有最小孔径的加工尺寸限制，一般为0.4mm-0.5mm，而对于0.3mm以下孔径的微结构件加工成为装备制造中的关键技术与工艺难题，开发微小型电火花机床是一种途径，但是，成本较高；在现有电火花加工机床基础上，开发一种微孔电火花分流加工方法与装置是一种有效的途径，比单独开发微小机床成本低，利用率高，应用起来量大面广，扩大现有设备的使用范围；该方法加工的微小孔孔径远小于单独放电加工的小孔尺寸，而且加工状态稳定；该方法与钻、铣孔刀具相比：能够克服刀具尺寸较小引起的刚性差等缺点，克服操作劳动强度大等不足，解决由于孔数多产生刀具磨损、断裂以及加工废品率高等问题；该方法与钻、铣孔刀具相比：可用于加工材料硬度高的微小孔工件，孔的深径比大于通常刀具加工的5∶1至8∶1的范围，满足现代机械、电子等领域中的加工与装备要求。

发明内容

本发明目的是为解决机械、电子、轻工、纺织、石油、化工和国防等各种加工与装备中的难加工材料微小孔、微结构件加工技术难题，并提供一种高效、可靠、高质量的关键加工方法与装置，以满足各种装备中的微结构件加工微小孔尺寸、精度和可靠性的要求；缩短工期、降低成本，减轻劳动强度；以常规电火花加工机床D6140为例，加工孔径最小尺寸为0.4-0.5mm，采用本发明电火花分流加工方法以及分流装置，可大大扩展机床加工最小尺寸的极限范围至0.1-0.3mm。

本发明采用的技术方案是一种微小孔电火花分流加工方法，在常规电火花机床上，采用原电火花机床主轴头24和工作台6之间的伺服系统进行分流装置整体的放电进给控制；其加工方法特征是，采用分流补偿回路A和分流回路B组成双放电回路方式进行电火花微小孔加工，其中，分流补偿回路A加工的微小孔工件8为有效零件，分流回路B加工的工件5为辅助工件，分流法电火花加工方法的步骤是：

1)先进行机床的安装调整：微小孔电火花分流加工是在常规电火花机床工作台6上的工作液箱4中进行，首先将双放电回路分流装置通过T型连接轴25安装在机床主轴头24上，并用锁紧螺母23固定；调整电极3使其对正工件5的加工表面，调整微小电极11使其对正微小孔工件8的加工表面，电极3和工件5接线极性与微小电极11和微小孔工件8的接线极性一致；

2)对分流补偿回路A加工状态进行监测与补偿控制，是在原机床伺服系统控制基础上，单独监测微小电极11与微小孔工件8之间的“通”、“断”状态，当电极间处于“断”的状态时，启动电机19，通过丝杠16、螺母17带动连接板20纵向移动，进而带动微小电极11纵向进给，使分流补偿回路A保持在“通”的状态，保证微小孔的加工连续进行，同时，由旋转电机21依次驱动传动轴13、微小夹头12旋转，从而带动微小电极11做回转运动，改善微小孔加工放电状态，对微小孔工件8进行分流电火花加工。直至加工出符合要求的微小孔工件8；分流补偿回路A以动态伺服补偿方式监测回路的“通”、“断”状态，保持分流补偿回路A与分流回路B同步、平衡、稳定和连续进行；

3)对分流装置与分流回路B进行伺服控制，是采用原机床伺服系统控制分流回路B的放电进给；当停止对分流补偿回路A的“通”、“断”状态检测与控制，进行微小孔的电火花分流加工时，分流补偿回路A和分流回路B以不平衡、不同步、不连续的方式进行放电加工，即为微小孔“静态”电火花分流法加工；

4)电极直径尺寸的确定：微小电极11直径依据加工微小孔的尺寸而定，当加工0.1mm微小孔时，电极3直径取值为微小电极11的8-10倍，当加工0.2mm微小孔时，电极3直径取值为微小电极11的7-8倍，当加工0.3mm微小孔时，电极3直径取值为微小电极11的5-7倍；