[发明专利]一种永磁场电火花小孔复合加工方法及装置

说明书

一、技术领域

本发明一种永磁场电火花小孔复合加工方法及装置，属于特种加工领域，具体涉及一种永磁场电火花小孔复合加工方法及装置的技术方案，主要用于导磁材料的高速电火花小孔加工。

二、背景技术

孔在机械加工领域占据重要的地位。据统计，孔加工约占机械加工总量的三分之一。近年来随着机械加工微细化、精密化要求的不断提高，特别是随着材料向高强度，高硬度方向的发展，经常需要在这些难加工材料上加工深径比较大的小孔。由于电火花加工不受材料硬度的限制，与其他特种加工方法相比具有较明显的优势。但是对于高速电火花小孔加工，存在的首要技术难题是加工深度较深时，加工排屑困难，碎屑堆积并且容易造成非稳定状态放电增多，降低加工速度，甚至会出现不加工现象。这主要是因为当孔的加工超过一定深度时，电蚀产物会沉到孔的底部，当底部的蚀除微粒浓度达到一定数值时，将产生拉弧和短路，严重降低工件的表面质量，一旦发生拉弧，自动进给调节装置势必使工具电极回退，从而脉冲有效利用率降低，加工时间延长。随着加工深度的增加，拉弧和短路出现的越来越频繁，以致于加工被迫停止，孔的加工深度受到限制。为了改善小孔加工时的排屑条件，保证加工过程稳定，常采用电磁振动头，使工具电极沿轴向振动，或采用超声波振动头，使工具电极端面有轴向高频振动，进行电火花超声波复合加工，改善小孔加工排屑条件，提高小孔加工效率。除此之外，也可以采用将工具电极圆周沿轴向削掉一部分进行削边处理的方法，提高水基工作液和电蚀产物排出通道的大小，改善排屑条件。但是工具电极管壁被削掉一部分之后，工具电极截面尺寸减小，平均电流密度变大，导致工具电极损耗增大。此外工具电极截面尺寸减小后，工具电极刚性变差，容易受高压、高速水基工作液的反作用力而倾斜，降低小孔的加工精度。电火花小孔加工存在的另一技术难题是小孔的圆柱度问题，加工出的小孔存在较为严重的喇叭口，小孔的圆柱度降低。喇叭口出现的主要原因是工作液和电蚀产物在加工小孔的出口处，蚀除金属颗粒受导向器阻挡回流至孔口，引起孔口二次放电。高速电火花小孔加工工具电极的成型精度、导向精度直接影响到加工孔的尺寸精度和形状精度。为了增强工具电极的刚性，避免在加工过程中由于机械振动以及高压水基工作液流经工具电极孔产生的工具电极振动，保证工具电极旋转的一致性和重复精度，保证加工稳定性和小孔加工精度，在电火花小孔加工中须采用导向器。此外导向器与工具电极的配合精度，同样决定了加工小孔的精度，故在加工过程中必须保证二者的配合间隙，保证小孔的形位精度和尺寸精度。无论采用电磁振动头还是超声振动头来改善排屑，这些装置与导向装置都是分立的，对于有限的机床空间的来讲，附加装置会占用较大的空间，且附加装置越多对工具电极导向精度的影响因素也越多，越不利于导向精度的保证。导向精度难以保证势必降低小孔的形位精度。采用削边处理的工具电极也由于其存在的缺点使得应用较难推广，因此，亟需一种既能改善排屑条件又不会降低工具电极刚性的加工方法及其装置。

三、发明内容

本发明一种永磁场电火花小孔复合加工方法及装置的目的在于：为解决上述现有技术中存在的亟需解决的问题，从而提供一种用于高速电火花小孔加工的永磁场电火花小孔复合加工方法及装置的技术方案。

一种永磁场电火花小孔复合加工方法，其特征在于通过磁导向器5的作用，使得蚀除金属微粒在磁化力的作用下，排出放电间隙的速度提高，避免蚀除金属微粒回流至孔口发生二次放电的一种工艺方法，具体工艺步骤为：

I、制备磁导向器5(见附图1)

A、导向器呈圆柱状，中心加工小孔，小孔内径与工具电极6外径相配合；

B、导向器充磁，充磁后磁导向器5的磁力线方向与其轴线方向平行；

II、将步骤I中制备的磁导向器5用紧定螺钉4固定在磁导向器固定座3上；

III，将工件7固定于机床工作台上，调整磁导向器5和工件7之间的相对位置，使得磁导向器5位于工件7上欲加工小孔处正上方，且垂直距离范围为5mm-25mm，磁导向器5磁力线方向与加工小孔的轴线方向平行，相对位置固定后，分别将管状工具电极6与脉冲电源1的负极相连，工件7与脉冲电源1的正极相连；

IV、依次开启机床工作液泵10、脉冲电源1、按下机床操作面板的电极旋转和工具电极进给按钮，实现永磁场电火花小孔复合加工。

上述一种永磁场电火花小孔复合加工方法，其特征在于所述的永磁材料为钕铁硼材料。

上述一种永磁场电火花小孔复合加工方法，其特征在于所述的紧定螺钉4和磁导向器固定座3皆由非导磁性材料制成。

上述一种永磁场电火花小孔复合加工方法，其特征在于所述的工件7为导磁性材料。