[發明專利]一種工具電極加工工藝及采用該工具電極加工微孔的方法

有效

• 申請號: 201510272040.6
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104874876B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 黎月明;趙連清;李晉軍;楊健;王文平;申坤;劉國梁;張林;李利
• 申請（專利權）人: 北京控制工程研究所
• 主分類號: B23H1/04
• 分類號: B23H1/04;B23H9/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心11009
• 代理人: 龐靜

技術領域

本發明涉及特種加工技術領域，特別是一種工具電極加工工藝及采用該工具電極加工微孔的方法。

背景技術

隨著世界范圍的產品小型化和精密化，微細加工技術在現在制造技術中占據越來越重要的地位，大深徑比(大于10)的微孔(孔徑小于Φ0.5mm)加工是一項世界性的加工難題。目前，常用的微孔加工主要有微細電火花加工、鉆削、激光加工、超聲波加工、電解加工等，微細電火花加工技術以其非接觸加工、無宏觀應力、易實現大深徑比的特點已經發展成為微細加工技術的一個重要分支。影響工具電極磨削精度的因素較多，不同的電極材料、主軸轉速、電參數、冷卻方式電極精度差異較大，這也導致電火花加工微孔存在磨削工具電極偏心、正錐形缺陷比較常見，工具電極直徑及微孔精度不易控制，加工一致性、穩定性較差等問題。

發明內容

本發明解決的技術問題是：提供了一種工具電極加工工藝及采用該工具電極加工微孔的方法，解決了具有大深徑比的微孔電火花加工問題。

本發明的技術解決方案是：

一種工具電極在線磨削制備方法,其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：在微細電火花加工機床安裝工具電極和反拷塊電極，反拷塊電極連接負極，工具電極連接正極；并通過在線測量裝置觀測工具電極的加工程度；

步驟二：設定工具電極的軸向進給量X₁和徑向進給量Z₁；X向進給、Z向進給設定按如下方法進行：

X₁＝(D₁-D₂)/2+A+B

Z₁＝L₁D₂+C

其中：A為反拷塊電極損耗補償,B為裝卡誤差補償，C為工具電極尖端錐度誤差補償；選取的電極工具直徑D₁、磨削加工電極工具直徑D₂，磨削后的工具電極的長徑比L₁，X向進給量X₁，Z向進給量Z₁；

步驟三：在X、Z向進給設定好之后，預設定粗加工和精加工的電參數；其中，

粗加工電參數：電極極性，正極性；脈寬，2.5μs-4.7μs；脈沖間隔，10μs-30μs；開路電壓，60V-80V；峰值電流：4.8A-6A；主軸轉速：200r/min-300r/min；伺服參考電壓COMP，40％-60％；沖油量：20ml/s-50ml/s；

精加工電參數：電極極性，正極性；脈寬，0.5μs-2.7μs；脈沖間隔，5μs-15μs；開路電壓，50V-60V；峰值電流：1.5A-5A；主軸轉速：200r/min-300r/min；伺服參考電壓COMP：40％-60％；沖油量：20ml/s-50ml/s；

步驟四：啟動機床，按照設定參數使反拷塊電極對工具電極依次進行粗磨削和精磨削，并在線觀測系統對加工量進行檢測，并根據檢測結果調整加工參數；

首先，反拷塊電極與工具電極接觸感知，粗磨削過程中每磨削15s-20s設定程序暫停一次，將工具電極快速移動到在線測量系統聚焦點，檢測工具電極直徑，將工具電極加工至(1.3-1.4)D₂；調整到精加工電參數，每磨削5s-10s設定程序暫停一次，將工具電極快速移動到在線測量系統聚焦點，檢測工具電極直徑是否磨削到直徑D₂，否則，繼續重復上述精加工步驟，直到達到要求直徑值D₂。

所述工具電極為碳化鎢硬質合金電極，所述反拷塊電極為銅鎢合金。

所述在線測量裝置集成于微細電火花加工機床，其測量精度優于4μm，用于實現對工具電極的精確對焦測量。

所述微細電火花加工機床的脈沖電源可輸出最小脈寬不大于20ns的窄脈沖，單次放電能量可控制在10^-8J-10^-6J數量級之間，伺服進給系統進給量控制在微米級范圍內，設備主軸徑向跳動誤差不大于0.004mm。

所述工具電極的伸出長度設定為Z₁+(1mm-2mm)，確保加工安全。

所述反拷塊電極放電加工面與機床工作臺的垂直度小于0.005mm。

一種采用權利要求1所述工具電極進行微孔加工的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：將微孔加工工件在微細電火花加工機床上裝卡固定；