中航工業(yè)長(zhǎng)春航空液壓控制有限公司 (吉林 130052)孫振貴

哈爾濱工業(yè)大學(xué) (黑龍江 150001)孫 巍

在航空技術(shù)領(lǐng)域中裝有液壓、氣壓精密零件，其零件結(jié)構(gòu)中存在超窄的精密方孔。方孔的加工一般均采用電火花放電加工方法，但由于方孔過窄進(jìn)而使得加工用電極超薄，剛性不良，導(dǎo)致加工的方孔尺寸及技術(shù)條件超差。

1.超窄方孔典型零件

某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)控制系統(tǒng)中的精密零件(見圖1)，圖中所示方孔寬度尺寸其尺寸精度為0.02mm，表面粗糙度值Ra=0.8μm，且要求對(duì)基準(zhǔn)外圓的垂直度不大于0.02mm。采用傳統(tǒng)的工具電極進(jìn)行加工根本無法保證這種尺寸精度和形狀精度。

圖1

2.新材料電極

電極通常使用的材料是純銅、黃銅、鑄鐵、銅鎢合金、石墨等材料。由于用這些材料制成的超薄電極剛性較差易彎曲變形，故在電火花放電加工中可導(dǎo)致方孔的尺寸與技術(shù)條件超差。

經(jīng)過多次加工試驗(yàn)證明，鎢鈷類硬質(zhì)合金作為電極材料使用，它不僅導(dǎo)電性良好、不易自身電腐蝕、損耗小，而且具有高硬度、高強(qiáng)度、高剛性、熱穩(wěn)定性良好、高溫硬度良好的性能特點(diǎn)。可以有效解決超薄電極在工作過程中彎曲變形、微顫的問題，從而保證了電火花放電加工精密超窄方孔的形狀位置精度。

3.方孔電極的設(shè)計(jì)與制造要點(diǎn)

圖2

(1)方孔電極的結(jié)構(gòu)(見圖2)電極尺寸須比方孔尺寸小0.03～0.04mm，尺寸公差取零件相應(yīng)部位公差的1/2;表面粗糙度與零件相應(yīng)部位的表面粗糙度同等級(jí);形狀精度應(yīng)略高于成形部位相應(yīng)的要求。

本文中典型方孔零件對(duì)應(yīng)的加工電極尺寸及技術(shù)要求如下:寬度尺寸(0.37 ±0.005)mm，表面粗糙度值Ra=0.8μm，組合后的垂直度要求0.01mm。

(2)方孔電極的制造工藝要點(diǎn) 電極的制造精度很重要，它直接影響到方孔的加工精度，因此須采用數(shù)控慢走絲切割機(jī)床加工成形，在高精度研磨平臺(tái)上精研電極工作平面。

4.電極夾與電極的組合

電極夾柄部的制造精度較高，其圓柱度要求不大于0.002mm;找正基準(zhǔn)面對(duì)柄部的平行度要求不大于0.005mm。

(1)電極組合 將兩塊電極與電極夾組裝成一體并預(yù)夾緊(見圖3)。

圖3

(2)對(duì)電極裝夾的要求 電極裝夾在電極夾頭上，夾緊力應(yīng)能承擔(dān)電極自重以及附加慣性力，保證裝夾可靠;電極裝夾后不許再變更空間夾緊位置，所以須先找正，再夾緊;夾緊力應(yīng)適當(dāng)且不宜過大，以防止電極裝夾部分產(chǎn)生變形。

5.精密超窄方孔的放電加工

(1)電火花機(jī)床 主軸與工作臺(tái)的垂直度在0.002mm 以內(nèi)。

(2)機(jī)床夾具 夾具應(yīng)具有高精度的基準(zhǔn)面、定位面，分度精度0.001mm 以內(nèi)。

(3)工件裝夾與定位 工件裝在夾具上，校正與電極的相對(duì)位置，然后將工件固定。

(4)放電間隙 0.015～0.02mm。

我公司將鎢鈷類硬質(zhì)合金作為電極材料使用以來，解決了多項(xiàng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)精密零件的超窄方孔加工技術(shù)難題，特此向航空技術(shù)領(lǐng)域及其他相關(guān)機(jī)械制造行業(yè)推薦此項(xiàng)技術(shù) (注:本工藝方法已獲專利)。