一种电极及其生产方法以及其用于加工复杂内型槽的方法与流程

本发明属于航空机械零件的机械加工领域。具体涉及一种电极及其生产方法以及其用于加工复杂内型槽的方法。

背景技术：

在航空精密衬套，如图1所示，其内壁上通常分布着一些内型槽；该内型槽具有形状复杂(有宽窄不一的槽子、有大小不一的转接圆角)、尺寸公差小(最小0.1mm)、壁厚薄(最薄处0.5mm)、深度深(5mm)、中间部位窄而长(最窄处1mm，最长处80mm)。鉴于型槽的特殊结构，目前一般采用电火花成形加工，通过加工电极一次加工到最终尺寸；常用的电火花加工电极的设计和制造方法有两种：

1、整体式结构加工电极，如图2所示，包括两部分电极杆1、电极2，其中电极2采用铣削加工方式获得，存在以下问题：

1)由于电极型面转接处内圆角较小(R0.3)，这就要求加工电极时使用的刀具直径较小(φ0.6)，刀具刚性、强度较差，导致电极有效加工深度较浅(最大6mm)；以及由于电极中部筋肋处厚度薄(0.9mm)、长度长(80mm)，加工后筋肋处存在较大的锥度和切削变形(0.1mm-0.2mm)，不能保证零件尺寸公差0.1mm的要求，无法加工出合格零件；

2)电极磨损严重，一个电极只能加工1-2个零件，电极的成本过高；

2、分体式结构加工电极，如图3所示，包括电极杆1、电极2、电极座3、紧固螺钉4四部分；其中电极2采用电火花慢走丝切割加工方式获得，存在以下问题：

中部筋肋处厚度0.9mm、长度80mm、高度25-30mm，加工后随着时间的变化存在较大的应力变形(变形量0.02-0.5mm)，不能保证零件尺寸公差0.1mm的要求，无法加工出合格零件。

技术实现要素：

本发明的目的是：为了解决现有技术中存在的加工电极中部筋肋处变形大，导致的内型槽尺寸公差不易保证；及电极磨损严重导致电极寿命低的问题，而提供了一种电极及其生产方法以及其用于加工复杂内型槽的方法。

本发明的技术解决方案是：本发明为一种加工电极，包括电极杆、电极座、电极，电极与电极座连接，其特殊之处在于：所述电极座上设置有一个形状与电极形状一致的型孔，电极安装在型孔内。

上述型孔与电极之间存在0.005mm的尺寸间隙。

一种生产上述的加工电极的方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：

1)将夹具安装在电火花慢走丝切割机工作台上并找正；

2)用校正块校对电极丝；

3)将电极座固定在夹具上，调用内型面数控程序加工内型孔，保证全部型面的尺寸公差在0.003mm以内；

4)将电极固定在夹具上，调用外型面数控程序加工外型面，保证全部型面尺寸在公差0.002mm以内且与电极座的型孔保证间隙0.005mm；

5)将电极座加热至200-230℃，保温20-40min备用；

6)将电极安装到电极座中，空冷至常温。

上述步骤5)在步骤4)完成前50min开始进行；

上述步骤6)在步骤4)完成后5min内完成。

一种利用上述的加工电极加工复杂型槽的加工方法，其特殊之处在于：该方法包括以下步骤：

1)将夹具安装在电火花机床工作台上并找正；

2)将粗打电极安装到机床主轴夹头上并找正；

3)将待加工零件安装在夹具上，调用粗加工数控程序，移动粗打电极到数控程序的编程原点位置，调用固化的粗加工脉冲加工参数，开始加工零件；

4)粗加工完成后，取下粗加工电极，将精打电极安装到机床主轴夹头上并找正；

5)调用精加工数控程序，移动精打电极到数控程序的编程原点位置，调用固化的精加工脉冲加工参数，开始加工零件。

上述步骤3)中固化的粗加工脉冲加工参数为：峰值电流为9-11A、脉宽145-165μs、脉间35-55μs、电压175-185v、平动增量0.09-0.11mm、极性：正极性。

上述步骤5)中固化的精加工脉冲加工参数为：峰值电流为2.5-4A、脉宽25-40μs、脉间15-25μs、电压175-185v、平动增量0.04-0.06mm、极性：正极性。

上述步骤3)中粗加工之后的内型孔尺寸比步骤5)中精加工之后的内型孔尺寸小0.1～0.2mm。

本发明具有以下优点：

1)本发明通过电火花慢走丝切割机加工电极，克服了铣削加工整体式电极时电极加工深度浅、筋肋处存在较大的锥度和切削变形的缺陷；电极的厚度由原来的6mm增加至现在的25mm-30mm，加工零件数量增加；

2)本发明通过电极座内型面限定电极外型面的变形，克服了电火花慢走丝切割加工电极存在的电极筋肋处的应力变形，制造出公差0.02mm的电极，保证零件尺寸公差0.1mm的要求，加工出合格零件。

3)本发明通过采用电极与电极座的分体设计，克服了电极磨损后加工电极整体报废的浪费，实现了电极座和电极杆的重复使用，降低了电极的制造成本。

4)本发明通过采用单电极平动法加工型槽，固化脉冲加工参数，克服了型槽加工锥度大、电极磨损快、加工时间长的缺陷，电极寿命由原来的1-2件/个提高到现在的15-20件/个，加工时间由原来的180min/件降低到现在80min/件，提高了加工效率，降低了加工成本。

附图说明

图1为本发明涉及的零件图示意图；

图2为现有的整体式加工电极结构示意图；

图3为现有的分体式加工电极结构示意图；

图4为本发明的结构示意图。

具体实施方式

参见图4，本发明具体实施例结构为一种分体镶嵌式结构，包括电极杆1、电极2、电极座3三部分；其中电极杆1一端通过光杆与机床主轴夹头连接，另一端通过螺纹与电极座3连接；电极座3上有一个型孔，其形状与电极2形状一致且与电极2保证0.005mm的尺寸间隙，将电极2安装在电极座3的型孔中，通过型孔内型面限制电极外型面的变形；

本发明的分体镶嵌式加工电极的生产方法包括以下步骤：

1)将夹具装夹于电火花慢走丝切割机工作台上，用千分表找正夹具上找正面误差小于0.005后，将其固定牢靠；

2)用校正块校对电极丝，在其长度范围内误差小于0.005mm；

3)将电极座3固定在夹具上，调用内型面数控程序加工内型孔，保证全部型面的尺寸公差在0.003mm以内；

4)将电极2固定在夹具上，调用外型面数控程序加工外型面，保证全部型面尺寸在公差0.002mm以内且与电极座的型孔保证间隙0.005mm；

5)将电极座3加热至200-230℃，保温20-40min备用；

6)将电极2安装到电极座3中，空冷至常温。

上述步骤5)必需在步骤4)完成前50min开始进行；

上述步骤6)必需在步骤4)完成后5min内完成。

本发明还提供一种利用上述加工电极加工复杂型槽的加工方法，其具体实现步骤为：

1)将夹具装夹于工作台上，用千分表找正夹具的找正面误差小于0.005后，将其固定牢靠；

2)将粗打电极通过连接杆安装在机床主轴夹头上，用千分表分别找正电极X、Y、Z轴，在其长度范围内误差小于0.005；

3)将待加工零件安装在夹具上，调用粗加工数控程序，移动粗打电极到数控程序的编程原点位置，调用固化的粗加工脉冲加工参数：峰值电流为9-11A、脉宽145-165μs、脉间35-55μs、电压175-185v、平动增量0.09-0.11mm、极性：正极性，开始加工零件；

4)粗加工完成后，取下粗加工电极，将精打电极通过连接杆安装在机床主轴夹头上，用千分表分别找正电极X、Y、Z轴，在其长度范围内误差小于0.005；

5)调用精加工数控程序，移动精打电极到数控程序的编程原点位置，调用固化的精加工脉冲加工参数：峰值电流为2.5-4A、脉宽25-40μs、脉间15-25μs、电压175-185v、平动增量0.04-0.06mm、极性：正极性，开始加工零件；

上述步骤3)中粗加工之后的内型孔尺寸比步骤5)中精加工之后的内型孔尺寸小0.1～0.2mm；

上述步骤1)在零件连续加工中只需进行一次；

上述步骤2)4)在加工电极寿命期限内只需进行一次。