陳 平
(中國電子科技集團公司第三十八研究所,安徽合肥 230088)
在電火花線切割加工中,經常要切割一些小口徑深孔型腔零件。這類零件不僅尺寸精度要求高,且口徑小,加工難度大,尺寸也難以控制,是電火花線切割加工中典型的加工難題。經過多年來的深入探討和研究,總結了一些方法和經驗,希望與大家一起分享。
以加工過的一種深孔型腔零件(圖1)為例,通過對工藝文件分析、改變裝夾方法、優(yōu)化加工路徑、調整加工參數等方面的不斷完善,最終加工出符合圖紙要求的產品零件。
圖1 深孔型腔零件圖
如圖1 所示,該波導零件材料為鋁,長155 mm,按要求在中間切割(2.36±0.02)mm×(4.85±0.02)mm 的方孔,保證與中間波導身的對稱度為0.1 mm,表面粗糙度為Ra1.6 μm,穿絲孔由電火花加工而成。由于該零件屬于小口徑深孔型腔零件,法蘭端面與波導身垂直度的誤差較大,如果加工時用法蘭端面定位,會增加垂直度校調的難度,口徑對稱度很難保證。由于加工初期沒有經驗,只按正常步驟加工,在加工過程中多次出現了短路、斷絲、不導電等現象,且加工出來的口徑尺寸不規(guī)則,誤差較大(圖2)。
圖2 不規(guī)則口徑圖
為解決上述問題,采取以下措施加以改進:
(1)改變裝夾方法
要想達到加工要求,首先要在裝夾上下功夫,為此設計了如圖3 所示的裝夾工裝。
圖3 工裝圖
先把工裝毛坯按設定位置打好螺釘孔并攻絲,把工裝裝夾在機床上,校調完成后,找正中心基準,在工裝上切割安裝凹槽,尺寸與波導身一致,單邊留有配合間隙0.01 mm,深度超出波導身一半即可。然后,用專用小壓板把波導零件固定在工裝上。波導安裝好后,其中心不僅能與機床中心相互重合,且波導身變形也小,在中心切割出來的方孔與波導身的對稱度完全符合圖紙要求。
(2)優(yōu)化加工路徑
在加工此類細長零件時,由于加工口徑尺寸小,打穿絲孔(直徑2 mm)后單邊留有余量較少,加工時易產生讓絲現象,造成加工短路或加工尺寸不準確。因此,為了保證順利切割,在切割引入程序時要反復多切割幾次,降低加工效率,待放電穩(wěn)定后再按程序正常加工。在加工過程中,為了防止落料造成二次放電,還應在程序適當位置設置暫停(圖4)。
圖4 加工路徑圖
針對此類小口徑零件,還可選擇無廢料加工方式,加工中的廢料變成粉末被加工液帶走,加工相對安全,但該方法所需時間太長,從經濟效益考慮一般得不到廣泛應用。
(3)尺寸控制措施
由于該零件尺寸較長,粗加工后的尺寸精度不能很好地控制,往往造成中間尺寸比兩端口徑尺寸小,俗稱腰鼓現象(圖5),這樣便達不到圖紙要求,所以必須經過半精加工和精加工,同時增加電極絲的張力,以達到修正波導口徑尺寸的目的。
圖5 加工尺寸腰鼓圖
在實際加工過程中需注意:中間的穿絲孔要用細長鉆頭從兩端加工,而不能用電火花加工。因為電火花加工是通過火花放電加工成形,在孔內壁易形成一層氧化膜,線切割時導電性能差,會造成切割困難;在加工中還需合理修改加工參數,并增加噴水壓力,以提高加工穩(wěn)定性,達到最佳加工效果。