劉志學(xué),曾　立（湖南科技工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南　湘潭　411207）

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淺談異形件零件“機(jī)械加工與電加工”的有機(jī)結(jié)合

劉志學(xué),曾立
（湖南科技工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南湘潭411207）

摘 要：隨著科技的不斷發(fā)展，產(chǎn)品更新日新月異，基本的機(jī)械加工已然滿足不了零件的加工需求，在追求加工時(shí)間和考慮加工成本等問題上，機(jī)械加工與電加工早已悄然的相互聯(lián)系相互捆綁。特別是在軍品生產(chǎn)和研制過程中的異形件、薄壁件類等零件，采用電加工和機(jī)械加工相結(jié)合勢(shì)在必行。

關(guān)鍵詞：異形件; 線切割加工; 機(jī)械加工; 數(shù)控加工

0　引言

異形件、薄壁件的零件在普通機(jī)械加工過程中，因?yàn)榱慵诤窈鼙。瑒傂暂^差，在機(jī)械加工過程中切削力很容易使工件發(fā)生不可估量的變形，因而無法達(dá)到圖紙的技術(shù)要求；而電加工在加工過程中主要利用電腐蝕原理進(jìn)行切割加工，加工過程中產(chǎn)生的切削力應(yīng)力很小，加工后零件基本上變形量很小。為到達(dá)圖紙要求則利用機(jī)械加工和電加工相結(jié)合的方法進(jìn)行零件的加工操作。

1　傳統(tǒng)的機(jī)械加工

傳統(tǒng)的加工主要依靠車、鉗、铇、銑、磨、鏜。以鉗工為核心，個(gè)人能力的局限性，過多人為因素的參與，使得生產(chǎn)的水平、效率和可靠性受到限制，管理也相當(dāng)有難度。在精度和產(chǎn)品質(zhì)量也受到很大限制。人力要求多也是一個(gè)難題。

隨著機(jī)床設(shè)備和加工刀具的高速發(fā)展，切削加工在整個(gè)制造業(yè)中扮演著重要的角色，但也暴露出了一些問題:比如對(duì)硬質(zhì)材料的加工必須要經(jīng)過熱處理工藝，但是熱處理工藝又伴隨著相應(yīng)的零件變形和內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，后續(xù)必須要進(jìn)行處理，較為麻煩。另外，對(duì)于復(fù)雜零件，異形零件，超薄零件等負(fù)面的加工也有很大的局限性，因此加工也比較麻煩。

2　電加工原理

電加工是利用電極與工件之間的放電腐蝕效應(yīng)的一種加工方式，一般采用高頻脈沖回路進(jìn)行放電。與傳統(tǒng)加工相比，其顯著特點(diǎn)有:加工精度高，能克服傳統(tǒng)加工對(duì)高硬度材料加工的缺點(diǎn)，“以柔克剛”，此外還能顯著提高加工效率和得到較好的表面質(zhì)量。

電加工主要適用于加工傳統(tǒng)機(jī)械切削加工難以加工或無法加工的材料。如淬火鋼、硬質(zhì)合金、耐熱合金等。因?yàn)椴牧系娜コ强糠烹姛嵛g作用實(shí)現(xiàn)的；可加工特殊及復(fù)雜的零件。由于在加工過程中不受切削力，工件與工具間宏觀作用力很小，所以便于加工各種型孔、立體曲面、小孔、深孔、窄縫零件，而不受工件和工具剛度的限制；電加工可改變機(jī)械零件的加工工藝路線，由于加工時(shí)不受材料硬度、脆性等的影響，所以在淬火后進(jìn)行加工，從而避免淬火過程中產(chǎn)生的熱處理變形；加工過程中脈沖電源的參數(shù)隨時(shí)可以調(diào)節(jié)，所以加工過程中，只需調(diào)整電參數(shù)即可切換粗、半精、精、超精加工；線切割加工可用于貴重金屬下料、窄縫切割、細(xì)微異形孔切割、上下異形切割等。

如圖1：加工制造如下零件，材料為2A12。

圖1

實(shí)例講述一下該零件的加工方法，通過分析零件結(jié)構(gòu)，此零件用普通機(jī)械加工無法達(dá)到側(cè)面形狀和尺寸要求，另外該零件同時(shí)屬于異性件零件，并且薄厚只有4.5mm。普通的機(jī)械加工很難加工出來，并且成本極高。綜合分析該零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和加工工藝，此零件需用到普通機(jī)械加工、數(shù)控加工和電加工三者有機(jī)結(jié)合。

（1）機(jī)械加工，在數(shù)控銑削過程中完全可以把單個(gè)零件銑削加工出來，但是成本比較高，用材也非常浪費(fèi)，此時(shí)應(yīng)考慮把機(jī)械加工和電加工相互結(jié)合起來加工制造此零件。因此可以考慮首先進(jìn)行機(jī)械加工，首先下料外圓大于151（留出加工余量單邊3mm），再次以車為主，在普通車床上進(jìn)行加工，對(duì)零件外形151和長度尺寸（留出數(shù)控銑削加工的夾位）進(jìn)行控制；（2）數(shù)控銑削加工，在已經(jīng)加工的圓柱周圍銑削出導(dǎo)程2690的右旋螺旋，以及外形尺寸，并且對(duì)零件上的孔的位置進(jìn)行鉆點(diǎn)，一共可以加工出26件產(chǎn)品，如圖2；（3）電加工，把半成品零件從圓柱上切割下來，利用線切割原理，夾持工件校正垂直度和平行度后，編制切割142的圓程序進(jìn)行切割，得到多個(gè)半成品零件。從外圓位置上進(jìn)行切割，控制走絲速度和切屑量，防止外圓發(fā)生變形；（4）最后進(jìn)行鉗工鉆孔即可。由上分析可見，機(jī)械加工與電加工在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中得到廣泛應(yīng)用，優(yōu)勢(shì)不言而喻。原材料得到了有效利用，零件的精度得到了控制，生產(chǎn)的速度和質(zhì)量得到了保障。雖然電加工在制作中起到了重要作用，但機(jī)械切削加工并不能被它所替代，工藝人員應(yīng)根據(jù)不同的情況，合理安排應(yīng)用這些方法，設(shè)計(jì)出切合實(shí)際的工藝規(guī)程。

圖2

圖3

隨著工業(yè)不斷更新和發(fā)展，普通機(jī)械加工已然不能滿足零件的設(shè)計(jì)要求和加工精度，單純的機(jī)械加工滿足不了零部件的加工精度，特別對(duì)于哪些復(fù)雜的零件需要先進(jìn)設(shè)備進(jìn)行加工的零件，只需要合理利用機(jī)械加工和電加工相結(jié)合的方法即可避免使用高端先進(jìn)設(shè)備加工，這樣節(jié)約了加工成本提高了工作效率和進(jìn)行效益。

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作者簡(jiǎn)介：劉志學(xué)，湖南湘潭人，講師，研究方向：模具設(shè)計(jì)與制造。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.013