避免电火花加工工艺孔出口烧蚀的夹具及方法与流程

本发明属于电火花加工工艺孔领域，具体涉及一种避免电火花加工工艺孔出口烧蚀的夹具及方法。

背景技术：

电火花小孔加工是采用中空管状电极，利用火花放电蚀除原理加工零件的一种加工工艺。加工时，高压去离子水从中空管状电极的中空管中持续喷出，为加工过程提供冷却和排屑作用。然而，当电极穿透工件后，电极中空管中的高压去离子水作用失效，此时电极放电部位由小孔底部移至小孔侧壁，且无去离子水冷却和排屑，很容易造成小孔加工时的出口停顿和烧蚀问题，严重时会造成微裂纹或孔径超差，如图1和图2所示。

技术实现要素：

为了解决了现有技术中存在的问题，本发明公开了避免电火花加工工艺孔出口烧蚀的夹具及方法，工艺孔出口的放电区域仍处于循环水的环境中，工艺孔出口的火花放电仍然能够被冷却和冲刷，从而有效地改善电火花加工工艺孔的出口质量。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，包括一个顶部开口的腔体，腔体四周为腔壁，腔壁的顶面与工艺孔出口面的形状相同；腔壁的顶面还设置有一台阶，台阶内侧面紧贴工件，腔壁上开设有注水口和排水口，腔壁上还设置有紧固件，紧固件用于紧固工件与夹具。

注水口开设在腔壁的下部，排水口开设在与注水口相对的一侧。

排水口开设在腔壁的上部。

腔壁与工件连接处设置有密封垫。

腔体的底部设置有一底座。

腔壁采用硬度低于工件硬度的材料制成。

腔体的形状与工件需要加工的工艺孔阵列形状相同。

腔体开口所在横截面大于所述工艺孔阵列的面积。

避免电火花加工工艺孔出口烧蚀的方法，包括以下步骤：

步骤1，制作带腔体的夹具，夹具的开口与工件上加工孔的出口所在面的形状和尺寸一致；

步骤2，装夹工件，将工件装夹在步骤1所制作的夹具上，工件与夹具的开口处连接且密封；

步骤3，将补水管接入夹具的注水口，使夹具腔体与工件形成的密闭空腔中充满水；

步骤4，进行电火花加工工艺孔，直至加工完成后停止。

步骤3中，低压补水管应具有足够的流量和压力，排水口形成水柱持续喷射，空腔内的水形成对流。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：腔体的顶部设置有台阶，台阶所围成的形状与工件开孔出口所在平面的形状和大小一致；腔壁上开设有注水口和排水口，腔壁上还设置有紧固件，紧固件用于紧固工件与夹具，腔体与工件形成密封腔，从注水口向密封腔内注入冷却冲刷水，在进行电火花加工工艺孔时，当工件被穿透后，虽然中空管电极中喷出的高压水冲刷作用失效，工艺孔出口的放电区域仍处于循环水的环境中，工艺孔出口的火花放电仍然能够被冷却和冲刷，从而有效地改善电火花加工工艺孔的出口质量，而且将工艺孔加工速度提高2～3倍。

进一步的，注水口开设在腔壁的下部，排水口开设在与注水口相对的一侧，排水口开设在腔壁的上部，使得腔体内易于形成对流。

进一步的，腔壁与工件连接处设置有密封垫，避免缝隙漏水泄压，保证冷却和冲刷效果。

进一步的，腔体的底部设置有一底座，使得不同形状的腔体均可通过底座安装在同一设备上。

进一步的，腔体的形状与工件需要加工的工艺孔阵列形状相同，有利于提高冲刷和冷却效果。

进一步的，腔体开口所在横截面大于所述工艺孔阵列的面积，对工件进行一次装夹即可完成阵列工艺孔的加工，效率高。

进一步的，腔壁采用硬度低于工件硬度的材料制成，避免夹具碰伤工件，降低工件损坏的风险。

附图说明

图1是电火花加工工艺孔穿透前放电与冲刷状态示意图。

图2是电火花加工工艺孔穿透后放电与冲刷状态示意图。

图3是本发明夹具装夹工件前示意图。

图4是本发明夹具装夹工件后示意图。

附图中：1-腔体，2-排水口，3-紧固件，4-注水接口，5-工件，6-腔壁，7-底座。

具体实施方式

下面结合附图及实例对本发明进行详细描述，但本发明的保护范围不仅局限于下述实施例：

如图3和图4所示，一种避免电火花加工工艺孔出口烧蚀的夹具，包括一个顶部开口的腔体1，腔体四周为腔壁6，腔壁6的顶面与工艺孔出口面的形状相同；腔壁6的顶面还设置有一台阶，台阶内侧面紧贴工件5，腔壁6上开设有注水口4和排水口2，腔壁6上还设置有紧固件3，紧固件用于紧固工件与夹具；注水口4开设在腔壁6的下部，排水口2开设在与注水口4相对的一侧；排水口2开设在腔壁6的上部。腔体1的底部设置有一底座7。

腔壁6与工件5连接处设置有密封垫；腔壁6采用硬度低于工件5硬度的材料制成。

腔体1的形状与工件5需要加工的工艺孔阵列形状相同；腔体1开口所在横截面大于所述工艺孔阵列的面积。

避免电火花加工工艺孔出口烧蚀的方法，包括以下步骤：

步骤1，制作带腔体1的夹具，夹具的开口与工件5上加工孔的出口所在面的形状和尺寸一致；

步骤2，装夹工件，将工件装夹在步骤1所制作的夹具上，工件5与夹具的开口处连接且密封；

步骤3，将补水管接入夹具的注水口4，使夹具腔体与工件形成的密闭空腔中充满水；

步骤4，进行电火花加工工艺孔，直至加工完成后停止。

步骤3中，低压补水管应具有足够的流量和压力，排水口形成水柱持续喷射，空腔内的水形成对流。

注水口4采用螺纹孔，注水管通过螺纹与注水口4连接，注水管还连接有水泵。

实施例，某扇形环块类零件，零件内环面光滑，外环面有不规则凹腔，需加工30处矩形阵列工艺孔，工艺孔入口在扇形块内环面上，出口在外环面的凹腔中，其步骤是：

步骤1，制作带腔体1结构的夹具：根据工件结构特点制作带能储水的腔体1结构的夹具；

步骤2，装夹工件：将工件装夹在步骤1所制备的夹具上，腔壁6与工件5外环表面形成相对密闭的空腔，需加工的工艺孔出口处于所述空腔之中；

步骤3，将低压补水管接入夹具的注水接口，并开启补水泵，低压补水管具有足够的流量和压力，使储水槽与工件形成的密闭空腔中充满水，保证排水口有一定压力的水柱持续喷射，使空腔内的水形成对流；

步骤4，进行电火花加工工艺孔，直至加工完成后停止。

在进行电火花工艺孔加工时，当工件被穿透后，虽然中空管电极中喷出的高压水冲刷作用失效，但工艺孔出口的放电区域仍处于循环水的环境，工艺孔出口的火花放电仍然能够被冷却和冲刷，将工艺孔加工速度提高2～3倍，同时消除可电火花小孔加工后的出口烧蚀问题，有效地改善电火花加工工艺孔的出口质量。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种避免电火花加工工艺孔出口烧蚀的夹具，包括一个顶部设有开口的腔体，腔体的顶部设置有台阶，台阶所围成的形状与工件开孔出口所在平面的形状和大小一致；腔壁上开设有注水口和排水口，腔壁上还设置有紧固件，紧固件用于紧固工件与夹具；并公开了加工方法，制作带腔体的夹具，将工件装夹在夹具上；将补水管接入注水口，使夹具腔体与工件形成的密闭空腔中充满水；进行电火花加工工艺孔，加工完成后停止；从注水口向密封腔内注入冷却水，当工件被穿透后，工艺孔出口的放电区域仍处于循环水的环境中，工艺孔出口的火花放电仍然能够被冷却和冲刷，从而有效地改善电火花加工工艺孔的出口质量，而且将工艺孔加工速度提高2～3倍。

技术研发人员：徐佩;王亚东;陈阳;李亚;朱红钢;王琼波;程媛媛;张吉磊
受保护的技术使用者：中国航发动力股份有限公司
技术研发日：2018.11.14
技术公布日：2019.01.22