专利名称：一种环形孔的加工电极及加工方法
技术领域：
本发明属于航空零件的机械加工领域，特别涉及一种环形孔的加工电极及加工方法。
背景技术：
目前，虽然环形孔的加工难度相对较高，在机械设计中较为少见，但是由于其设计 可简化零件结构，实现轻量化设计，因此在航空零件中还是有一定的应用范围。一般，壳体零件是采用铸造毛坯，其上的环形孔多是采用在模具中预埋模芯来获 得，但模具的制造周期较长，不能适应市场快速响应的需要，且在单件小批量生产中成本过 高，为解决这些问题，壳体零件毛坯外形可采用机械加工的方法获得，环形孔的加工就成为 难点。目前的环形孔一般采用电火花加工，一次加工到最终尺寸，电极设计为整体式，这样 存在的问题是1)电极型面不易加工，精度达不到，电极误差大，不易加工出合格零件；2)电极前端磨损严重，加工一两件后电极基本不能再用，而电极后半段几乎未磨 损，电极的成本过高；3)随着电极磨损，加工的环形孔口部比尾部大，无法保证曲面度。
发明内容
为了解决现有技术中存在的环形孔加工难度大，加工精度不高且电极磨损的问 题，本发明提供了一种环形孔的加工电极及加工方法。本发明的技术方案是本发明为一种环形孔的加工电极，其特殊之处在于该电 极包括电极杆、连接杆和电极头，所述连接杆的一端和电极杆连接，所述电极头设置在连接 杆的另一端，所述连接杆与电极头连接的一端设置为圆弧形。上述连接杆设置电极头的端头上设置有圆柱形加工韧带。上述电极头的末端是圆球状；上述电极杆与连接杆采用过盈连接；所述电极头与连接杆通过螺纹连接。上述电极头采用紫铜材料。本发明还提供一种利用上述加工电极的环形孔加工方法，其特殊之处在于该方 法通过以下步骤实现1)将夹具安装在电火花机床工作台上并找正。2)借助找正芯棒找正夹具定位销在机床坐标系中的X、Y向位置，将环形电极安装 在机床主轴头上并保证水平，找正电极在机床坐标系中的Z向位置，找正电极的角向位置 并设置0度为角向基准。3)将待加工零件安装在夹具上，移动电极到环形孔的中心位置，调出编制好的数 控加工程序，选择峰值电流为10 12Α;通过程序控制机床C轴旋转对环形孔粗加工；4)粗加工完成后，取下粗加工电极头，再将精加工电极头安装在电极的连接杆上，选取峰值电流为6 8A ；通过程序控制机床C轴旋转对环形孔精加工。上述步骤幻中粗加工之后的环形孔孔径比步骤4)中精加工之后的环形孔孔径小 0. 5 0. 7mm。本发明所涉及的环形孔的加工电极及加工方法，电极头是采用紫铜材料制成，减 少了紫铜用量，降低了材料成本，而且粗加工与精加工是共用一个电极杆，可以通过更换电 极头重复使用电极杆，操作简单，减少电极不均勻磨损；并且在一次装夹中完成整个零件的 加工，避免了零件分批或电极的二次找正，减少了找正时间，保证精加工余量的均勻性。
图1为本发明的环形孔结构示意图；图2为本发明的电极杆结构示意图；图3为本发明的电极头结构示意图。图中1-电极头，2-连接杆，3-电极杆，4-环形孔。
具体实施例方式参见图1、2以及图3，本发明所涉及的环形孔的加工电极，包括电极头1、连接杆2 和电极杆3，其中连接杆2的一端与电极杆3过盈连接或者通过螺纹连接，另一头通过螺纹 与电极头1连接。连接杆2为圆弧形杆与柱形杆交接即连接杆2与电极头1连接的一端设 置为圆弧形，而用于固定的一端为柱状结构，电极头1的末端为圆球状，电极头与连接杆连 接的端头设置有0. 1 0. 2mm宽圆柱形的加工韧带，可以减少电极头1的磨损，保证电极的 使用寿命及环形孔4内表面加工质量；电极头1的材料最好是紫铜材料制作，其余部分使用 普通结构钢。电极头分粗加工电极头和精加工电极头，粗加工电极头的径向尺寸比精加工的电 极头小0. 5 0. 7mm。利用上述电极进行环形孔的加工方法，其实现步骤为1)将夹具安装在电火花机床工作台上，用百分表找正夹具找正带跳动不大于 0. 03mmo2)在机床主轴头上安装找正芯棒，借助找正芯棒找正夹具定位销在机床坐标系中 的X、Y向位置；将环形电极安装在机床主轴头上并找正水平，利用粗加工电极头的下端与 夹具上零件的安装面接触或非接触，再减去粗加工电极头的半径，得出电极头中心在机床 坐标系中的Z向位置。找正电极的角向位置并设置0度为角向基准。该坐标系是四轴坐标系，包括通用的三维坐标系中的X、Y、Z轴以及以其坐标原点 为圆心在XY面360°旋转的C轴。3)将待加工零件安装在夹具上，移动电极到环形孔的中心位置，调出编制好的数 控加工程序，选择峰值电流为10 12A;通过程序控制机床C轴旋转对环形孔粗加工。
4)粗加工完成后，取下粗加工电极头，再将精加工电极头安装在电极的连接杆上， 选取峰值电流为6 8A ；通过程序控制机床C轴旋转对环形孔精加工。在精加工时，电极 主体部分不变，电极位置也不变，只更换电极头即可。 上述步骤中，如果零件设计基准无法定位装夹零件，零件的定位基准与设计基准不重合，为了减少定位装夹误差，可单件找正零件上的设计基准。上述步骤幻中粗加工之后的环形孔孔径比步骤4)中精加工之后的环形孔孔径小 0. 5 0. 7mm。上述步骤2)中的找正芯棒的直径为8士2mm范围内。利用上述方法可加工的环形孔在0° 170°范围之间。
权利要求
1.一种环形孔的加工电极，其特征在于该电极包括电极杆、连接杆和电极头，所述连 接杆和电极杆连接，所述电极头设置在连接杆的另一端，所述连接杆与电极头连接的一端 设置为圆弧形。
2.根据权利要求1所述的环形孔的加工电极，其特征在于所述连接杆设置电极头的 端头上设置有圆柱形加工韧带。
3.根据权利要求2所述的环形孔的加工电极，其特征在于所述电极头的末端是圆球状；
4.根据权利要求3所述的环形孔的加工电极，其特征在于所述电极杆与连接杆采用 过盈连接；所述电极头与连接杆通过螺纹连接。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的环形孔的加工电极，其特征在于所述 电极头采用紫铜材料。
6.一种利用权利要求1所述的加工电极的环形孔加工方法，其特征在于所述方法包 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)借助找正芯棒找正夹具定位销在机床坐标系中的X、Y向位置，将环形电极安装在机 床主轴头上并保证水平，找正电极在机床坐标系中的Z向位置，找正电极的角向位置并设 置0度为角向基准；3)将待加工零件安装在夹具上，移动电极到环形孔的中心位置，调出编制好的数控加 工程序，选择峰值电流为10 12Α;通过程序控制机床C轴旋转对环形孔粗加工；4)粗加工完成后，取下粗加工电极头，再将精加工电极头安装在电极的连接杆上，选取 峰值电流为6 8Α ；通过程序控制机床C轴旋转对环形孔精加工。
7.根据权利要求6所述的环形孔的加工方法，其特征在于所述步骤幻中粗加工之后 的环形孔孔径比步骤4)中精加工之后的环形孔孔径小0. 5 0. 7mm。
全文摘要
本发明提供了一种环形孔的加工电极及加工方法，该电极包括电极杆、连接杆和电极头，所述连接杆的一端和电极杆连接，所述电极头设置在连接杆的另一端，所述连接杆与电极头连接的一端设置为圆弧形；本发明所涉及的环形孔的加工电极及加工方法，电极头是采用紫铜材料制成，减少了紫铜用量，降低了材料成本，而且粗加工与精加工是共用一个电极杆，可以通过更换电极头重复使用电极杆，操作简单，减少电极不均匀磨损；并且在一次装夹中完成整个零件的加工，避免了零件分批或电极的二次找正，减少了找正时间，保证精加工余量的均匀性。
文档编号B23H1/04GK102069241SQ201010583760
公开日2011年5月25日 申请日期2010年12月10日 优先权日2010年12月10日
发明者尚鲜军, 张巧丽, 李富强, 马永红 申请人:西安航空动力控制科技有限公司