沈陽黎明航空發(fā)動機（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 （遼寧 110043） 張文明

1.電火花小孔機加工簡介

電火花小孔機結(jié)構(gòu)如圖1所示。電火花打孔特點是采用空心的管狀電極，加工時空心管中通高壓去離子水并且做高速旋轉(zhuǎn)運動，利用電極端面對零件進(jìn)行電蝕加工，主要用于孔徑φ0.25～φ3mm、大深徑比或薄壁群孔類零件加工。航空零件重點應(yīng)用于葉片氣膜孔及火焰筒、隔熱屏的群孔加工。

圖1 電火花打孔機簡易結(jié)構(gòu)圖

2.電火花小孔機銑削模式

電火花小孔機銑削模式是在小孔機上加載多軸聯(lián)動伺服控制，在數(shù)控系統(tǒng)控制下使銅管電極按照設(shè)定程序進(jìn)行軌跡加工的模式。受打孔加工原理的制約，電極損耗過快，在軌跡加工中需要對損耗的電極進(jìn)行補償。補償不精確時加工底面會出現(xiàn)凹凸不平或頻繁短路，影響加工效率。小孔機銑削加工方式通常為分層加工。

3.電火花小孔機銑削加工方法

電火花小孔機加工時是以電極端面加損耗為主，所以銑削時通常分層加工。對于電火花分層加工方式常用到的是軌跡分層方式。軌跡分層方式和數(shù)控銑削比較相似，可以采用UG等軌跡編程軟件生成銑削軌跡進(jìn)行加工，不同點是需要對電極放電間隙和長度消耗進(jìn)行預(yù)設(shè)，電極長度損耗補償可以在設(shè)備里設(shè)置，也可以在編程時通過實踐經(jīng)驗添加到軌跡中。由于補償很難精確，實際補償時會減小補償量，避免過切，結(jié)果導(dǎo)致實際加工不到位。所以當(dāng)加工量大或需要比較精確尺寸時需要設(shè)置一段程序?qū)﹄姌O進(jìn)行實際長度測量，整個過程是非常復(fù)雜的，當(dāng)加工量大、分層較多時程序段也很長。

還有一種分層方式可以稱之為復(fù)制分層方法。復(fù)制分層方式就是每一層軌跡都一樣，并在每一層對電極進(jìn)行定量補償，編程時只需要生成第一層程序，然后利用循環(huán)指令（根據(jù)設(shè)備而定）對第一層進(jìn)行復(fù)制加工，這種方式程序比較簡單、直觀。例如直線切削10mm槽，可以寫成：

復(fù)制分層方法比較適合等截面型腔加工，深度控制是由控制電極伸長量來實現(xiàn)的。

4.銑削加工精度控制

電火花小孔機銑削加工精度控制一方面是通過電火花參數(shù)控制，另一方面是電極損耗控制。前者需要經(jīng)過試驗確定電極放電間隙并設(shè)置在編程當(dāng)中。后者主要是電極長度損耗補償不準(zhǔn)確形成的，因此要對電極損耗量進(jìn)行有效的控制。在加工盲型腔時還需要注意電極加工端尖邊消耗情況，如圖2所示。解決方案是將層分細(xì)，精度要求高時可以小到0.05mm以下分層，這樣做的好處是不但減小了電極尖邊消耗部分而且加工底面非常平整，在加工通腔出口時電極也不會因為銑削量大、沖液差而降低加工效率。

圖2 電極加工前后對比圖

5.電火花小孔機銑削在航空零件上的應(yīng)用

航空產(chǎn)品結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜。高溫合金等難加工材料零件結(jié)構(gòu)中窄槽、異形槽結(jié)構(gòu)不斷增多，對于生產(chǎn)準(zhǔn)備更靈活、加工成本低的小孔機來說，銑削功能發(fā)揮了很大的作用，在提高加工效率、降低生產(chǎn)成本方面具有一定的優(yōu)勢。

例如葉片簸箕槽、封嚴(yán)槽、機匣件的排氣槽、鎖絲槽等，特別是型槽、型孔結(jié)構(gòu)在3mm以下的加工效率很高并且生產(chǎn)成本很低。圖3為葉片簸箕槽銑削加工，其優(yōu)點是氣膜孔與簸箕槽一起加工完成，有效保證氣膜孔與簸箕槽的相對位置。

圖3 葉片簸箕槽

又如某零件上的窄槽結(jié)構(gòu)（見圖4），槽規(guī)格2.5mm×2.3mm，深5.7mm，輪廓公差0.2mm。運用電火花小孔機銑削加工具有的優(yōu)點是加工效率高、成本低，平均加工時間約6min，消耗φ2.34 mm的銅管電極長度約3mm。

圖4 窄槽結(jié)構(gòu)圖

圖5 盲孔銑削加工簡圖

另外，對于機匣件盲孔結(jié)構(gòu)，采用電火花小孔機銑削加工方式可以有效彌補電火花打孔加工精度控制的不足，有效改善盲孔根部質(zhì)量。