（沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

三坐標(biāo)電火花成型機(jī)自動(dòng)換刀功能實(shí)現(xiàn)

吳 玉

（沈陽黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，遼寧 沈陽 110043）

電火花成型加工工藝是一種新型的加工工藝，本文通過設(shè)計(jì)制造簡電極組件、夾具及編制加工程序，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的自動(dòng)“換刀”功能，以提高零件的加工效率及降低加工成本。

電火花成型加工；換刀；程序；夾具；電極

1 電火花成型加工原理及特點(diǎn)

電火花成型加工的原理是基于工具和工件（正、負(fù)電極）之間的脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金屬，以達(dá)到對(duì)零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。電火花成型加工能加工高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)度、高純度、高韌性的各種材料。

2 電火花成型機(jī)床

使用的電火花成型機(jī)床為瑞士產(chǎn)阿奇夏米爾ROBOFORM23P， 主要技術(shù)參數(shù)如下：

最大工作電流：64A；

工作臺(tái)寬（W）：32"/812.8mm；

工作臺(tái)長（L）：20"/508mm；

X軸行程：13.8"/350.5mm；

Y軸行程∶9.8"/248.9mm；

Z軸行程∶9.8"/248.9mm；

3 零件及加工方案選擇

加工零件為圓柱管形零件，零件材料為高溫合金。加工部位為零件內(nèi)圓表面上的兩個(gè)呈180°對(duì)稱的槽。槽具有較嚴(yán)格的空間尺寸及位置公差及極小內(nèi)拐角尺寸（拐角尺寸R0.5）要求。使用常規(guī)機(jī)械銑削加工方法難度非常大。根據(jù)零件特點(diǎn)，加工方案采用電火花成型加工，通過自制一電極架同時(shí)裝夾粗電極和精電極，在機(jī)床上通過數(shù)控程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)換刀功能，同時(shí)完成兩槽的加工。

4 電極設(shè)計(jì)

根據(jù)放電加工原理，可以說任何導(dǎo)電材料都可以用來制作電極。但在生產(chǎn)中應(yīng)選擇放電損耗小、放電過程穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、機(jī)械加工性能良好、來源豐富、價(jià)格低廉的材料作電極材料。目前在型腔加工中應(yīng)用最多的電極材料是石墨和紫銅。結(jié)合實(shí)際的生成產(chǎn)本及車間現(xiàn)有的生產(chǎn)加工條件，采用紫銅作為本次加工的電極材料。

由于零件加工部位是2個(gè)呈180°對(duì)稱分布的槽。所以分別做一個(gè)雙加工面的粗、精加工電極，電極沿兩個(gè)槽的方向有兩個(gè)加工型面，通過X軸方向進(jìn)行兩個(gè)槽的粗、精加工，通過Y軸方向?qū)崿F(xiàn)粗、精電極切換，即換刀功能。

電極（加工內(nèi)腔）的尺寸計(jì)算公式為：a=A-2δ，b=B+2δ，c=C，r=R-δ， 以上公式中a、b、c、r為電極尺寸，A、B、C、R為加工型面尺寸，δ為放電間隙。經(jīng)試驗(yàn)得出，粗加工粗糙度為Ra12.5，放電間隙δ1＝0.1mm。精加工粗糙度為Ra3.2，放電間隙為δ2＝0.075mm。槽寬為15.11mm，R＝0.51mm，精加工余量為0.2mm。由以上公式可以計(jì)算出，粗加工電極尺寸：寬度a1＝15.11-2*0.1+0.2*2＝ 14.5mm； 半 徑：r1＝0.51-0.1-0.2＝0.21mm；精加工電極尺寸；寬度a2＝15.11-2*0.075＝14.8mm；半徑：r2＝0.51-0.075＝0.435mm；本次加工粗電極L1＝50mm，精電極L2＝50mm

5 零件加工

5.1 加工程序編制

本零件采用手工編制加工程序，加工程序程序清單如下（部分）：

PM/17092；程序號(hào)17092

---------精加工槽1--------

COORD/METR；編程單位為公制mm

AUXF/22

TECHNO/F，17092；調(diào)用銅（電極）鋼（工件）精加工工藝文件

FLUSH/LL，1，LR，1；側(cè)面沖液開啟

FLI/0

L1=-22.74+0.022；定義編程精加工槽1精加工深度。

AXE/X；選擇加工軸X軸

FROM/X，-17，Y，0，Z，0；定義編程精加工槽1初始位置

AUXF/32

DOWN/L，L1，H，-0.295，E，373；精加工槽1

DOWN/L，L1，H，-0.208，E，352；精加工槽1

DOWN/L，L1，H，-0.119，E，323；精加工槽1

DOWN/L，L1，H，-0.056，E，303，RET；精加工槽1，結(jié)束并返回

FLUSH/LL，0，LR，0；側(cè)面沖液關(guān)閉

GOTO/Z，10；抬Z軸，防止移動(dòng)時(shí)與夾具發(fā)生干涉

---------精加工槽2--------

GOTO/X，17；移動(dòng)加工槽2精加工初始位置

GOTO/Z，0；降Z軸，保證槽2 精加工Z向尺寸

AUXF/22

TECHNO/F，17092；調(diào)用銅（電極）鋼（工件）精加工工藝文件

FLUSH/LL，1，LR，1；側(cè)面沖液開啟

FLI/0

L1=22.74-0.0222；定義編程精加工槽2精加工深度。

AXE/X；選擇加工軸X軸

FROM/X， 17，Y，0，Z，0；定義編程精加工槽2初始位置

AUXF/32

DOWN/L，L1，H，-0.295，E，373；精加工槽2

DOWN/L，L1，H，-0.208，E，352；精加工槽2

DOWN/L，L1，H，-0.119，E，323；精加工槽2

DOWN/L，L1，H，-0.056，E，303，RET；精加工槽2，結(jié)束并返回

FLUSH/LL，0，LR，0；側(cè)面沖液關(guān)閉

GOTO/Z，50；抬Z軸至Z＝50mm處（便于加工后操作者測(cè)量）

GOTO/X，-100； 抬 X軸 至 X＝-100mm處（便于加工后操作者測(cè)量）

GOTO/Y，100； 抬 Y軸 至 Z＝100mm處（便于加工后操作者測(cè)量）

END；程序結(jié)束

5.2 電極的裝夾、對(duì)刀與加工

將電極組件（包含電極與電極架）通過3R夾具裝夾在機(jī)床主軸上，兩電極沿Y軸方向排列，零件上表面中心為對(duì)刀原點(diǎn)，粗加工電極下表面中心為對(duì)刀點(diǎn)。按要求對(duì)完電極后，將電極移動(dòng)至安全位置。按下機(jī)床上的循環(huán)啟動(dòng)按鈕，機(jī)床會(huì)自動(dòng)注油、運(yùn)行程序并完成加工。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)計(jì)時(shí)數(shù)據(jù)，加工一件零件需要20分鐘左右。

結(jié)語

通過加工試驗(yàn)，成功地在三坐標(biāo)電火花成型機(jī)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)換刀功能。通過3R夾具的使用，保證了每組電極之間對(duì)刀基準(zhǔn)位置的一致性。通過互換性節(jié)省了找正及拉直電極等繁瑣、費(fèi)時(shí)且容易出錯(cuò)的操作環(huán)節(jié)，大幅提高了加工質(zhì)量及加工效率。

[1]阿奇夏米爾ROBOFORM 23P機(jī)床說明書[Z].

[2]雷林均.特種加工技術(shù)-電火花加工[Z]，2007，08.

TG65 < class="emphasis_bold"> 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

A