[发明专利]一种变截面弯道型腔的加工制造方法

说明书

技术领域

本发明属于机械制造工艺技术领域，特别涉及到一种变截面弯道型腔的加工制造方法。

背景技术

目前，对于机械性能要求较高的变截面弯道型腔的加工，国外常采用精密铸造成型，国内精密铸造技术尚不完善，一般采用常规加工方法，即采用铣削加工与钳工手工加工成型相结合的方法进行加工，该加工工艺型面误差大，加工周期很长，加工效率低。

电火花成型制造技术，属于特种制造技术，加工方式一般采用单向直线进给。国内一般用于回转进给的轴，承重量很小，一般不大于10公斤。对于大的型腔常采用小电极分段加工，但分段加工需要多次对刀，容易错位，很难保证加工精度，加工效率也很低。

发明内容

由于大型变截面弯道体存在上述加工问题，本发明的目的是提供一种变截面弯道型腔的加工制造方法。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

所述的变截面弯道型腔的加工制造方法，其加工步骤为：首先粗加工铣削型腔，再使用粗电极电火花加工成型，然后使用半精电极电火花加工成型，最终采用精电极电火花精修成型；其中，

I、粗加工铣削型腔：从弯道体开口的两端先钻孔，并且钻通，沿钻孔的方向分别从两端进行铣削加工，能加工到的部位为电火花加工留3～5mm的加工余量；

II、电火花加工成型：

(1)、电极的设计、制造

a)、电极的设计、加工：电极分粗电极、半精电极、精电极三种，工件进行电火花加工时，根据工件光洁度要求不同，可用粗电极、半精电极、精电极三种电极依次加工，也可只用粗电极、精电极两种电极依次加工；每个电极的加工均是采用多块石墨方坯料拼接，每块方坯料拼接前，将内部挖空，保留有螺钉孔的区域，坯块的两端面见平；沿顺序分别粘接已挖空的相邻的毛坯块，再用螺钉加固，依次把毛坯拼接起来；再加工外形，加工出与上述弯道型腔形状相同的中空电极；

b)、电极的尺寸测量：有以下三种方法：

①采用样板测量电极的形状与尺寸；

②采用三坐标测量仪进行测量；

③在数控铣床上分截面测量不同截面点的位置数据，至少测量4个截面位置；

c)、电极安装测量：在弯道体大开口端，预先加工一个标准孔，小于并接近最终尺寸，粗电极、半精电极和精电极，在加工时均以此孔为基准对刀找正，检测电极安装是否扭曲；

d)、对刀找正：采用对刀装置对刀，以检测和校正电极的位置，即回转中心与弯道体的回转中心是否重合；

(2)、弯道型腔加工

将铣削粗加工后的弯道体装夹在数控电火花加工机床的工作台上，按已加工的底面及侧面为基准找正、找平工件；将电极安装在与电极旋转轴连接的电极安装板上；通过对刀找正找正电极，使电极旋转轴的旋转中心与工件弯道体的回转中心重合，即确定X轴、Y轴、Z轴的零点位置；接通电源，在数控系统的控制下，按照预先设定的数控程序使回转轴旋转，通过传动齿轮，把旋转运动传给电极旋转轴，电极旋转轴带动电极安装板旋转，使电极绕着电极旋转轴进行旋转加工；电极加工时，采用放电、断电的加工原理进行加工，先使用粗加工电极进行加工，余量至少0.3mm，放电电流150～180安，粗加工后使用半精加工电极进行加工，余量至少0.1mm，放电电流10～50安，最后使用精加工电极进行精修，余量为零，放电电流8～10安，变截面弯道型腔加工完成。

所述的变截面弯道型腔的加工机床，以现有的三轴数控电火花加工机床为基础，其由机床主机、电源、数控系统及工作液箱组成，机床主机由床身、滑枕X、Y轴运动部件和Z轴部件组成，床身上设置工作台及油槽，滑枕X、Y轴运动部件均置于床身后侧，X、Y轴采用滚动直线导轨支承，通过伺服电机驱动滚珠丝杆，主轴安装在Z轴部件上，Z轴部件由滚动直线导轨支承，通过伺服电机驱动；其还具有一回转轴，回转轴固定在连接板上，连接板与主轴连接，回转轴通过传动齿轮与电极旋转轴连接，电极旋转轴固定在连接板下面，回转轴由伺服电机驱动；电极安装在电极安装板上，电极安装板上还安装配重块，电极安装板与电极旋转轴连接。

所述的变截面弯道型腔的加工机床，其回转轴也可直接与主轴连接。

由于采用了如上所述技术方案，本发明具有如下优越性：

对变截面弯道型腔的加工，全部采用电火花加工时效率很低，也不利于排屑，本发明变截面弯道型腔的加工制造方法，对弯道型腔分区域进行加工，先采用数控铣预先把型腔部位粗加工完成，能加工到的部位为电火花加工留3～5mm的加工余量；再采用电火花加工将变截面弯道型腔加工成型。