复层气膜孔的电火花加工技术
电火花加工工艺及加工前准备工作
电火花加工主要是由三个部分组成的，一个是电火花加工准备工作、一个是电火花加工、一个是电火花加工检验工作。
其中，电火花加工可以加工通孔和盲孔，前者被称为电火花穿孔加工，后者被称为电火花成形加工。
他们不仅名称不同，加工工艺方法上也有所区别，下面我们就来具体介绍一下。
一、电火花穿孔加工方法凹模的尺寸精度主要依靠的是工具电极来保证的，因此，对工具电极的精度和表面粗糙度都会有一定的要求。
因此，只要工具电极的尺寸精确，用它加工出的凹模尺寸也是比较精确的。
用电火花穿孔加工有较多的工艺方法，在实际中应根据加工对象、技术要求等因素灵活地选择。
穿孔加工的具体方法主要有以下几种：1、间接法间接法的优点是可以自由选择电极材料，电加工性能好。
因为凸模是根据凹模另外进行配置的，所以凸模和凹模的配合间隙与放电间隙无关。
间接法的缺点是电极与凸模分开制造，配合间隙难以保证均匀。
2、直接法直接法的优点是可以获得均匀的配合间隙、模具质量高。
无须另外制作电极。
无须修配工作，生产率较高。
直接法的缺点是不能自由选择，工具电极和工件都是磁性材料，易产生磁性，电蚀下来的金属屑可能被吸附在电极放电间隙的磁场中而形成不稳定的二次放电，使加工过程不稳定，故电火花加工性能较差。
电极和冲头连在一起，尺寸较长，磨削时比较困难。
3、混合法混合法的特点是可以自由选择电极材料，电加工性能好。
无须另外制作电极。
无须修配工作，生产率较高。
二、电火花成形加工方法1、单工具电极直接成型法单工具电极直接成型法是指采用同一个工具电极完成模具型腔的粗、中及精加工。
2、多电极更换法多电极更换法是指根据一个型腔在粗、中、精加工中放电间隙各不相同的特点，采用几个不同尺寸的工具电极完成一个型腔的粗、中、精加工。
3、分解电极加工法分解电极加工法时根据型腔的几何形状，把电极分解为主型腔电极和副型腔电极，分别制造。
先用主型腔电极加工出主型腔，后用副型腔电极加工尖角、窄封等部位的副型腔。
涡轮外环块空间角度气膜孔电火花加工技术
涡轮外环块空间角度气膜孔电火花加工技术刘丹;王德新;尚硕【摘要】涡轮外环块是镶嵌在某新型航空发动机涡轮外环壳体上的一组密封组合件,材料为铸造高温合金（K77）,环块表面带有2mm厚的Ni-Cr-Al等离子喷涂涂层,数百个气膜孔贯穿涂层和基体,分别分布在零件的型面和周边上,且每个气膜孔轴线的空间角度各不相同,此种结构给加工带来极大困难。
目前国内、外多数航空发动机制造厂大都采用多轴数控电火花打孔机床加工类似零件,【期刊名称】《金属加工：冷加工》【年(卷),期】2012(000)021【总页数】3页(P57-59)【关键词】电火花打孔;加工技术;空间角度;气膜孔;外环;涡轮;Ni-Cr-Al;航空发动机【作者】刘丹;王德新;尚硕【作者单位】沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司,辽宁110043;沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司,辽宁110043;沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司,辽宁110043【正文语种】中文【中图分类】TG172.82涡轮外环块是镶嵌在某新型航空发动机涡轮外环壳体上的一组密封组合件，材料为铸造高温合金（K77），环块表面带有2mm厚的Ni－Cr－Al等离子喷涂涂层，数百个气膜孔贯穿涂层和基体，分别分布在零件的型面和周边上，且每个气膜孔轴线的空间角度各不相同，此种结构给加工带来极大困难。
目前国内、外多数航空发动机制造厂大都采用多轴数控电火花打孔机床加工类似零件，技术关键主要集中在数控程序编制和专用工装设计上。
我公司近几年虽引进了多台电火花高速小孔加工设备，但多是从事单角度、单孔径的小孔数控加工，像涡轮外环块这类多孔径、多角度、大数量气膜孔零件（见图1）的加工，以前从来没有进行过，为保证某新机研制进度，提高公司的小孔电加工技术水平，项目组针对该件的小孔加工工艺开展了技术攻关，利用厂内现有的电火花数控打孔机床，以程序编制、工装研制、加工参数优选等关键技术为突破口，力争实现该零件的厂内自主加工，为新机研制扫除技术障碍。
电火花涂敷表面覆膜技术原理及应用
铜陵学院本科课程论文题目:电火花涂敷表面覆膜技术原理及应用院校专业科目现代表面工程技术学号姓名指导老师成绩2012年11月20日【摘要】:1943年，苏联学者拉扎连科夫妇研究发明电火花加工，之后随着脉冲电源和控制系统的改进，而迅速发展起来。
电火花涂覆是直接利用电能的高密度能量对金属表面进行涂覆处理的工艺，英文简称EDM。
本文主要介绍了电火花加工技术的原理、特点、影响因素以及应用现状和发展前景。
【关键词】：电火花加工技术原理设备影响因素发展前景引言：电火花加工基于电火花腐蚀原理,是在工具电极与工件电极相互靠近时,极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温,使局部金属融化,甚至汽化,从而将金属蚀除下来的一门技术。
该项技术在20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产。
从最初只能去除折断在工件中的钻头、丝锥、切割硬质合金刀片开始，经过半个多世纪的发展，电火花加工现在已成为精密模具、复杂形状零件以及精密微小孔加工的重要装备，在航空航天、模具制造等领域获得了极为广泛的应用。
近年来，电火花技术的研究和应用日新月异，并在精密微细化、智能化、个性化、绿色环保化和高效化等方面获得了长足的发展一、电火花涂覆的基本原理及特点（一）技术原理电火花涂敷设备的最基本组成部分是脉冲电源和振动器，前者供给瞬间放电能量，后者使电极振动并周期地接触工件。
其工作原理图如图所示。
工作时，电极随振动器作上下振动。
当电极接近工件但没有接触工件时，电极与工件的状态如下图：图中箭头表示该时刻电极振动的方向。
当电极向工件运动而接近工件达到某个距离时，电场强度足以使间隙电离击穿而产生电火花，这种放电使回路形成通路。
在火花放电形成通路时，相互接近的微小区域内将瞬间流过非常大的放电电流，电流密度可达105～106A/cm2，而放电时间仅为几个微米至几个毫米。
由于这种放电在时间上和空间上的高度集中，在放小微小区域内会产生约5000～10000℃的高温，使该区域的局部材料融化甚至气化，而且放电时产生的压力使部分材料抛离工件或电极的基体，向周围介质中溅射。
电火花的加工方法
电火花的加工方法电火花加工是一种常见的金属加工技术，它通过放电产生的高温和高能量来去除材料表面的金属层，从而形成所需的结构和形状。
电火花加工主要适用于硬度高、脆性大且难以加工的材料，比如硬质合金、陶瓷、高速钢等。
下面将详细介绍电火花加工的原理和操作方法。
一、电火花加工的原理电火花加工的原理是利用脉冲电流在工作液和工作电极间产生的电火花，通过放电的高温瞬间熔化金属，并通过工作液中的冷却和冲击作用将熔化金属排除，实现材料的加工。
电火花加工的主要过程包括穿孔、切割和磨削三个过程：1. 穿孔过程：在工作电极和工作液之间应用电压，形成电火花，使材料表面发生高温和高压的电脉冲，从而产生孔洞。
2. 切割过程：通过控制电脉冲的频率和工作台的移动速度，使电火花在材料表面连续发生，从而将材料切割成所需的形状。
3. 磨削过程：利用电火花的高温和高能量，使加工表面发生融化、氧化和脱层等现象，从而实现磨削效果。
二、电火花加工的操作方法电火花加工的操作方法主要包括设备准备、参数设置、加工操作等步骤：1. 设备准备：首先需要准备好电火花加工机床和相关的工作液。
机床主要包括电源、工作台、工作电极等组成部分，而工作液则是用于冷却和冲击切割区域的介质，例如蜡、油等。
同时，还需要根据加工材料的性质选择适当的工作电极和工作液。
2. 参数设置：根据材料的性质和加工要求，设置适当的加工参数，包括脉宽、频率、电压、放电电流、冲击时间等。
这些参数的选择直接影响到加工效果和质量，需要根据实际情况进行调试和优化。
3. 加工操作：首先将需要加工的材料固定在工作台上，调整工作电极和工作台的相对位置，使电火花能够正常放电。
然后根据设定的参数进行加工操作，控制放电时间和放电能量，使电火花在材料表面均匀地进行放电和冲击。
同时，需要及时调整工作液的温度和流量，以保证加工过程中的冷却和冲击效果。
4. 检查和清洁：加工完成后，需要对加工件进行检查和清洁。
检查加工质量是否符合要求，是否有瑕疵和缺陷等。
电火花加工技术的原理与应用
电火花加工技术的原理与应用电火花加工，又称放电加工、电火花冲击加工，是一种非传统的加工方法。
它通过在工件与电极之间产生电弧放电的现象，利用放电的能量来加工工件，从而实现对工件进行高精度、高质量加工的目的。
电火花加工技术广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造、精密仪器等领域。
电火花加工的原理十分复杂，但可以简单地概括为以下几个步骤。
首先，将工件与电极之间的间隙充满介质，一般使用脱脂机油或去离子水。
然后，在加工过程中，施加一定的电压，使电极与工件之间产生电弧放电。
电弧放电时，工件的表面会被高能量的电火花冲击，导致小颗粒的剥离、熔融和蒸发，从而形成所需的加工形状。
在电火花加工中，有几个关键的参数需要控制。
首先是放电电压，它直接影响到电火花的能量和强度。
通常情况下，放电电压越高，加工速度越快，但也容易造成表面粗糙度的增加。
同时，电极与工件之间的间隙大小也十分重要。
间隙过大会导致放电能量不足，影响加工效果；而间隙过小则容易引起过热和电极损坏。
此外，放电脉冲的宽度和频率、电极形状等参数也需要进行合理的选择和控制。
电火花加工技术的应用非常广泛。
首先，它常用于制造模具。
传统的机械加工方法往往难以加工出复杂、精密的模具形状，而电火花加工则能够轻松应对这一难题。
其次，电火花加工在航空航天领域也有广泛应用。
航空发动机的涡轮叶片、复杂曲面件等零部件常常通过电火花加工来进行成形。
此外，电火花加工还可以用于制造精密仪器的零件、切割工件、修复断裂的齿轮等。
虽然电火花加工技术具有很多优点，但也存在一些局限性。
首先，加工速度较慢，对于大批量生产不适用。
其次，加工表面粗糙度较高，需要进行后续的抛光、磨削等处理。
此外，电火花加工还需要较高的设备成本和专业的操作技术。
总的来说，电火花加工技术作为一种非传统的加工方法，在工业生产中有着重要的地位。
凭借其高精度、高质量的加工效果，它被广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造、精密仪器等领域。
气膜孔加工方法
气膜孔加工方法
气膜孔加工方法是一种高精度、高效率的加工方法，适用于各种材料的加工。
气膜孔加工方法的原理是利用高压气体将材料表面的杂质和污垢清除干净，然后再利用高能激光束将材料表面加热，使其熔化并形成孔洞。
这种加工方法具有加工精度高、加工速度快、加工质量好等优点，被广泛应用于航空、汽车、电子、医疗等领域。
气膜孔加工方法的具体步骤如下：
1. 准备工作：首先需要准备好加工设备，包括高压气体喷射器和激光加工机等。
同时需要对待加工材料进行清洗和处理，以确保表面干净无杂质。
2. 气体清洗：将高压气体喷射器对准待加工材料表面，喷射高压气体进行清洗，将表面的杂质和污垢清除干净。
清洗时需要注意气体喷射的方向和角度，以确保清洗效果最佳。
3. 激光加工：清洗完毕后，将激光加工机对准待加工材料表面，利用高能激光束进行加热，使其熔化并形成孔洞。
加工时需要注意激光束的功率和加工速度，以确保加工质量和效率。
4. 检测和修整：加工完成后，需要对加工质量进行检测和修整。
检测时需要使用高精度的检测设备，如显微镜和光学测量仪等，以确保加工质量符合要求。
修整时需要使用高精度的修整设备，如激光打磨机和电子束焊接机等，以修整加工不良的部分。
总之，气膜孔加工方法是一种高精度、高效率的加工方法，具有广泛的应用前景。
随着科技的不断发展，气膜孔加工方法将会越来越成熟和完善，为各行各业的发展提供更好的支持和保障。
航空发动机叶片气膜孔加工工艺
航空发动机叶片气膜孔加工工艺
航空发动机叶片气膜孔加工工艺主要包括以下步骤：
1. 叶片毛坯准备：首先进行叶片毛坯的加工，包括锻造、机械加工和热处理等步骤，确保毛坯的形状和性能符合要求。
2. 叶片气膜孔加工设备的准备：根据气膜孔的加工要求，选择适合的加工设备，如激光打孔机、电火花打孔机、电解打孔机等。
3. 叶片固定：将叶片固定在加工设备的工作台上，确保叶片的位置和角度正确。
4. 气膜孔加工：根据气膜孔的设计要求，采用合适的加工方法对叶片进行打孔。
加工方法包括激光打孔、电火花打孔、电解打孔等。
5. 加工参数调整：在气膜孔加工过程中，需要根据实际情况调整加工参数，如激光功率、加工时间、电解电流等，以保证气膜孔的质量和精度。
6. 气膜孔质量检测：加工完成后，需要对气膜孔的质量进行检测，包括孔径、孔深、孔型等参数的测量和检测。
如果气膜孔质量不符合要求，需要进行修正或重新加工。
7. 表面处理：完成气膜孔加工后，需要进行表面处理，如抛光、清洗、防锈等，以提高叶片的表面质量和耐久性。
8. 叶片装配：将加工完成的叶片进行装配，确保其与其他零件配合良好，符合发动机的整体要求。
需要注意的是，航空发动机叶片气膜孔加工工艺是一个高精度、高效率的制造过程，需要采用先进的加工设备和工艺技术，并严格控
制加工参数和质量检测标准，以确保加工出的气膜孔符合航空发动机的性能要求。
电火花加工工艺原理
电火花加工工艺原理电火花加工工艺原理电火花加工作为一种重要的非传统加工方法，其应用范围十分广泛，特别是在模具、航空航天、医疗器械和电子设备等领域，具有重要的应用价值。
本文将介绍电火花加工的工艺原理，以及其在实际生产中的应用。
一、电火花加工工艺原理电火花加工的原理是利用放电加热、溶蚀和氧化等作用，在工件表面形成微小孔洞，使电极与工件产生微小的放电，并通过放电控制系统，使电极自动跟踪工件曲面运动，不断地进行孔加工，以达到要求的形状和尺寸精度。
电火花加工的切削速度很慢，在0.1~1mm/min之间，但是其能够加工很难加工的材料，并且可以得到很高的加工精度，甚至可以在同一工件上加工多个不同的表面轮廓。
二、电火花加工的应用1. 模具加工：电火花加工是制造大型复杂模具的最好方法之一。
铝合金、硬质合金、陶瓷等高硬度及脆性材料的模具，通过电火花加工可以获得非常高的精度，并可以大大减少机械加工的时间和成本。
2. 航空航天：电火花加工可以加工出薄板、螺纹和刃口等微细的零件。
在航空航天制造领域，电火花加工非常适合加工出高精度、曲面复杂的零件。
3. 医疗器械：医疗器械通常需要精确的孔和复杂的形状。
电火花加工可以轻松地加工出这些复杂形状和高精度的孔洞，为医疗器械的制造提供了方便。
4. 电子设备：电子设备中的微型元器件，如电容、电阻器、晶体管、触发子等，需要高精度、小尺寸且成本低廉。
通过电火花加工可以达到这些要求。
以上是电火花加工的应用领域，还有很多其他领域也能使用该技术。
三、结语通过以上的介绍，我们可以看出电火花加工的原理和应用非常广泛。
电火花加工不仅能加工工件表面，还可以内孔加工、异形面加工等。
在精密零件制造和修复方面，电火花加工得到了广泛应用。
电火花加工工艺介绍
电火花加工工艺介绍电火花加工是一种先进的非传统的制造工艺，被广泛应用于精密模具制造、零件加工以及微纳制造领域。
它利用电弧的热破坏作用，在工件表面形成电弧行程，通过快速放电产生的高能量脉冲电流，使工件表面的材料熔化和蒸发，从而实现对工件进行精密的切削、锤击和打孔等操作。
以下将介绍电火花加工的工艺特点、加工步骤和应用领域。
1.工艺特点：（1）非接触式加工：电火花加工不需要实际的接触，只需靠电弧放电的热能破坏作用，使工件表面的材料熔化和蒸发，避免了磨损和变形的风险，适用于任何导电材料的加工。
（2）高精度加工：电火花加工能够实现微米级别的高精度加工，可以加工出形状复杂、高精度要求的模具和零件。
（3）加工质量好：电火花加工能够实现无切削力、无刀具磨损的加工方式，加工表面质量好，可以减少后续的抛光和研磨工序。
（4）适用范围广：电火花加工适用于各种硬脆材料的加工，如硬质合金、陶瓷、石英、玻璃等，且不受材料硬度的限制。
2.加工步骤：（1）工件设计：根据加工要求，设计出工件的形状和尺寸，在CAD 软件中进行建模。
（2）电极制作：根据工件形状和尺寸，制作相应形状的电极。
电极通常由铜、铜合金等导电材料制成，使用铜电极可以提高放电效率和加工速度。
（3）夹紧工件和电极：将工件与电极夹具固定在电火花加工机床上，确保工件与电极之间有一定的间隙。
（4）加工参数设置：根据工件材料、形状和尺寸，设置加工参数，如放电电流、放电时间、脉冲频率等。
（5）加工操作：启动电火花加工机床，通过控制系统控制电极和工件之间的距离和放电电流，开始进行电火花加工。
（6）加工完成：根据加工要求，设定加工深度和尺寸，电火花加工机床自动控制放电次数，直到达到要求的加工尺寸为止。
（7）清洁和抛光：将加工完成的工件进行清洗和抛光处理，以获得更好的表面质量。
3.应用领域：（1）模具制造：电火花加工广泛应用于模具制造领域，可以加工出各种形状复杂、高精度要求的模具，并且能够实现模具的高效加工和修复。
电火花加工工艺及实例
精密零件的电火花加工
总结词
高精度、高表面质量、高稳定性
详细描述
电火花加工在精密零件加工中具有高精度、高表面质量和高度稳定性的特点。通过精确控制加工参数 和操作方法，可以制造出具有高精度和高表面质量的精密零件，满足各种高精度和高性能产品的需求 。
开发新的电火花加工电源和工具电极材料
高频脉冲电源
01
开发高频脉冲电源，提高加工速度和稳定性。
智能电源
02
开发智能电源，根据加工需求自动调整参数，提高加工效率和
精度。
新材料电极
03
研究新型电极材料，如陶瓷、金刚石等，提高电极的硬度和耐
磨性。
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THANKS
多轴联动加工技术
采用多轴联动加工中心， 实现多轴同时控制，提高 加工速度和效率。
高效排屑技术
优化排屑系统，减少加工 过程中的排屑时间，提高 加工效率。
提高加工精度
高精度电极材料
采用高精度电极材料，如石墨、铜合金等，提高 电极的精度和稳定性。
精密定位技术
采用高精度定位系统，如光栅尺、激光干涉仪等 ，提高加工位置的精度和稳定性。
电火花加工工作液的选择与使用
工作液种类
电火花加工工作液主要有煤油、 机油、酒精等，选择合适的工作 液可以提高加工效率、减小电极
损耗和防止工件腐蚀。
工作液浓度
工作液的浓度对加工性能有很大 影响，浓度过高或过低都会影响 加工效果，应根据加工要求调整
工作液的浓度。
工作液循环
工作液的循环可以带走加工过程 中产生的热量和切削屑，保持加 工区域的清洁，提高加工精度和
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复层气膜孔的电火花加工技术西安航空发动机(集团)有限公司王鹏摘要介绍某高精度航空发动机燃烧室复层气膜孔的电火花加工技术。
通过采用RD1-A型多电极数控电火花加工机床,优选EDM参数,有效地提高了气膜孔的加工质量和效率。
关键词复层气膜孔电火花加工1前言在高推重比航空发动机的研制中,许多零件上要加工复层气膜孔,如某发动机燃烧室工作温度在850e以上,其内外壁上有8000多个ª1.0~2.0mm 的多层均匀分布的气膜孔进行冷却,孔的位置、孔向和孔径的精度直接影响发动机的工作性能。
加工气膜孔的发动机零件属薄壁件,材料硬度高,气膜孔孔径小、孔数多,需采用电火花加工工艺。
加工采用英国产RD1-A型电火花加工机床,它具有打孔和磨削两种功能。
经过大量的工艺试验和EDM参数优选,环行复层气膜孔电火花加工的位置精度、表面粗糙度和重熔层厚度等均满足设计要求。
2RD1-A型电火花加工机床简介该机床控制系统采用FANUC18,脉冲发生器应用PG16系统。
具有16个独立可编程通道,所有通道可进行预编程,2~16通道相互耦合并联供给240A峰值电流。
机床还附有一套电极修整装置,当电极在加工过程中损耗严重时,由程序控制自动修磨电极。
该机床有一套独特的工具电极单元系统。
该系收稿日期:2001-11-28统由电极导套和托架两部分组成,其中导套由抗磨耐热材料一次浇铸而成,具有硬度高、耐磨损、不易变形等特点。
导套上均匀分布着16个电极孔和16个相应的冲油孔,电解质油通过冲油孔喷射到电极打孔位置,排出电火花蚀除物。
托架部分用于保证电极的正确进给,当电极行进到加工孔位时,由托架带动电极往复进给,进行放电加工,在放电加工过程中,电极与零件之间有一较小的放电间隙。
3电火花加工环形复层气膜孔航空发动机环形件上的气膜孔,多为复层分布,结构复杂,加工难度大。
为了说明问题,文中以某发动机燃烧室内壁为例,阐述复层分布气膜孔零件的电火花加工技术,同时可用于其他类似零件的电火花打孔。
3.1零件说明被加工零件为某航空发动机燃烧室内壁,如图1所示。
该零件材料为GH188,要求在图示位置(M4、M10、M25、M36、M44)进行电火花加工。
该零件造价昂贵,制造工艺复杂,机加工难度大,同时也给电火花打孔带来一系列的困难。
首先该零件属科研项目,要求打孔精度高,同时又是难加工材料,需要做大量的试验研究工作,方能优选出适合该零件时间内就实现了新零件的拉延模设计。
图4为参数变形前后的效果图。
5结论通过本文提出的方法大大地减少了模具结构设计中的重复劳动,使设计人员的主要精力集中在模具的总体结构设计和模具零件的设计及模具设计的合理性上,从而大大提高模具设计效率,缩短模具设计周期。
目前正在某企业逐步推广,随着在实际过程中的应用,不断地解决实际问题,这种方法正不断趋于完善。
相信随着工作的进一步开展,必将提高企业的市场竞争能力。
参考文献1Roller D.An approach to computer aided parametric -puter_Aided Design,1991,23(5):385~3912贺建平等.基于特征的产品信息建模技术研究.计算机辅助设计与制造,1996(3):32~343陈炜,林忠钦,徐伟力等.现代汽车覆盖件模具设计方法研究.中国机械工程,2000,11(1):77~79)37)加工的EDM 参数。
基于EDM 头部干涉的缘故,加工M4和M10气膜孔时,要以B 为基准面,而M25、M 36和M 44要以C 为基准面进行加工。
这5排孔各自的坐标位置及角度等参数如下表所示。
其中各排孔的角度值是与X 轴的夹角,而机床实施角度的转向是通过B 轴来完成的,所以角度值B 还与基准面的选取有关。
图1 燃烧室内壁内壁各排孔的孔径、孔数及坐标位置一览表孔号孔径孔数B 基准面坐标位置X Z(+夹具)角 度与X 轴B 轴C 基准面坐标位置XZ(+夹具)角 度与X 轴B 轴M 4ª1.6512311.84121.5723b 28c -66b 32c M 10ª1.9574297.48101.3549b 30c -40b 30cM 25ª1.7448271.12295.8615b 8c -74b 52c M 36ª1.5384251.41313.0215b-75bM 44ª1.7415235.30346.3241b 46c -48b 14c3.2 电极选择及电极导套的设计考虑到既要能满足电火花打孔的要求,又要降低费用等诸多因素,我们选用进口石墨电极丝。
石墨电极机加工成形容易,因而价格相对较低,且易于修正,同时电火花加工的性能也很好,在宽脉冲大电流情况下电极损耗较小。
但是石墨电极在电火花加工过程中容易产生电弧烧伤现象,这可从EDM 参数的选取上加以补偿。
进口石墨电极丝材质优于国产电极丝,该电极丝柔韧性很好,能充分满足导套电极孔的曲面度要求,使其在加工过程中易于进给电极。
如图2所示,充分考虑到电极放电的单边蚀除量,一般选取电极直径小于被加工孔直径0.1~0.3mm 。
它与电极材料、加工电流、深度、余量及间隙等因素有关。
电极导套是用来导向电极,使每个电极都能运行到打孔位置,因而从选材上和制造精度上都有严格的要求。
电极导套要求其具有耐高温、不易变形、不易损坏、不导电、不易磨损和硬度高等特点。
为此,经多次试验,材料选用陶瓷粉,再加入适量相应的添加剂和固化剂,浇铸成形。
下面以内壁M25孔(图1)为例加以说明。
该孔的电极导套设计方案如图2和图3所示,M25这排孔共有448个直径为ª1.7mm 的气膜孔,均匀分布在直径为542.24mm 内壁零件的一个台阶圆周上,两个孔之间的弧长为3.802mm,电极之间的夹角为0.8b ,即导套上电极孔出丝点之间的距离为3.786mm,夹角为0.8b 。
由于RD1-A 型电火花加工机床有16个EDM 通道,因而把该导套的电极孔设计为16个。
同时还应有16个相应的冲油孔(电介质),冲油孔出油端和电极孔的出丝端两者的延长线在被加工孔的位置上相应重合,这样便有效地保证了电介质油正确冲入被加工孔位。
图2 电极进给路径(收集型)图3 电极导套结构在该导套的制造过程中,首先得设计制造一个相应的模具,模具采用钢模,然后根据计算结果在模具内相应位置放置16根ª1.5mm 的铜丝作为冲油孔的型芯,放置16根ª1.68mm 的钨丝作为电极孔的型芯,同时应固定铜丝和钨丝的两个端点,以保证浇铸出的导套冲油孔和电极孔位置正确(图3)。
这时便可往模具内加入陶瓷粉、添加剂和适量固化剂的混合物,把模具置入恒温25e ,干燥条件下静置48h,等导套材料凝固后,从模具中取出导套,并抽出铜丝和钨丝,之后再用机加工的方法磨出导套的相应型面(图2),至此便完成了导套的设计)38)制造过程。
3.3EDM参数优选电火花加工气膜孔时,其孔位和孔向由机床控制系统(GE FANUC18)予以保证,孔径主要由电极直径予以基本保证,而孔径在电极直径方向上的电火花蚀除增量、电极损耗量、气膜孔切削速率,以及气膜孔内表面的表面粗糙度等均与EDM参数有关,因此优选EDM参数十分重要。
3.3.1EDM参数块参数分析为了对EDM参数块中的参数影响放电加工的主要因素有一个全面的了解,针对参数块中的主要参数予以剖析。
EDM参数主要包括:进给、响应、低间隙电压阈值、通道电流、极性、高压等。
(1)进给该参数控制穿过电火花放电间隙的电压值,它是由伺服系统予以保持的。
该值能建立在0~ 100%的整数值,并在/反相0方式下完成。
也就是说,较大的进给量编程值,则穿过火花间隙的电压值保持低值。
影响火花间隙值的进给量参数值的大小,将延伸影响电火花切削速率。
如果进给量太小,则脉冲利用率降低,切削速率变差;如果进给量参数选得太大,会在抑制电路工作过程中维持一较小的火花间隙,同样会造成切削速率变差。
(2)响应该参数控制选择轴电机驱动前的获得电路。
其值可建立在0~100%范围内,该值愈大,获得电路获得的电参数值愈大,则轴电机的驱动稳定性变差,从而会影响加工精度。
该参数在一般情况下,设置在35%~50%之间。
(3)低间隙电压和高压RD1-A型电火花加工机床的PG16发生器采用高低压复合脉冲电源。
该电源电路由一个低压放电回路和一个高压放电回路并联到放电间隙上而组成。
低压脉冲回路的脉冲电压较低(额定值为100V),电流较大,起电蚀金属的作用,因此也称加工回路。
低间隙电压最佳阈值为20~30V(视间隙条件而定)。
如果该值设定太高,则抑制电路工作过于频繁,会导致切削速率降低;如果设定值过低,在没有抑制电路工作的情况下,则会造成非正常的间隙条件,同样会导致较差的切削速率,同时还可能引起/电弧放电0和损坏电极与工件。
高压脉冲回路,其电压较高(100~300V),电流较小,主要起击穿火花间隙的作用,即控制低压脉冲的放电击穿点,也称为高压引燃回路。
高压脉冲参数值主要影响电火花加工过程的工作稳定性,应在具有良好的过程稳定性情况下选择最小值。
(4)通道电流该参数控制在各个通道处正常火花条件过程中的峰值电流值。
峰值电流愈大,切削速率就愈大,而表面粗糙度值愈大,电极损耗也愈大。
(5)极性该参数决定工件和电极的相对极性。
当极性选为正时,电极损耗较小;选为负时,加工速率较大,但电极损耗量相应增大。
在一般正常情况下,一个有效程序的极性应为负,如果使用铜电极,建议不用负极性。
3.3.2M25气膜孔EDM参数块通过对EDM参数块中各主要参数的分析论证,同时通过模拟试验件的电火花加工试验研究,经过大量EDM参数优选后,实施M25气膜孔的电火花加工。
M25气膜孔采用BLOCK1和BLOCK2两个参数块进行电火花加工,两个参数块中的参数有所不同,这主要是考虑到零件材料硬度高(GH188),加工厚度较大,如果仅用一个参数块中的参数,难以满足加工精度和切削速率等要求,同时还可能出现电弧放电等不良现象。
用两个参数块来加工M25气膜孔,BLOCK1主要用于粗加工过程,这时电火花切削速率较大,缩短了整个电火花加工过程,当该参数块运行到其设定加工深度时,自动转换到BIOCK2。
BLOCK2中的参数使其电火花加工速度减慢,但加工精度提高,综合BLOCK1和BIOCK2,其结果表现为,切削速率高,加工精度良好。
加工类似较厚零件时还可采用3~10个参数块,从而能较好地加工气膜孔。
由此可见,合理增加参数块,并优选各参数块中的参数,对电火花加工十分重要。
经过实际零件加工,其结果表现为M25气膜孔精度高、切削速率大,同时电极损耗量也较为合理。
3.4FANUC控制程序航空发动机燃烧室复层气膜孔的电火花加工,除了优选出合理的EDM参数外,工具电极要能自动、安全、准确地运动到被加工气膜孔的位置上,从而使加工出的气膜孔位置度达到设计要求。