核泵用標(biāo)準(zhǔn)測定管窄槽的電火花成型加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及作業(yè)、運輸、能源領(lǐng)域，尤其涉及專門適用于處理特殊金屬制品或為在金屬制品上獲得特殊效果或結(jié)果而專用機械加工，具體地說是一種核泵用標(biāo)準(zhǔn)測定管窄槽的電火花成型加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代制造行業(yè)開始關(guān)注硬質(zhì)材料、復(fù)雜曲面的工件的研宄。像超級合金、鈦合金、工具鋼這樣的硬度較大的材料，具有硬度大，加工難度高的特點，而這些材料往往應(yīng)用于航空航天、自動化、醫(yī)療器械等比較重要的部門和行業(yè)，高硬度材料對傳統(tǒng)機械行業(yè)而言是一個巨大的挑戰(zhàn)。而電火花加工是利用放電產(chǎn)生高溫來蝕除材料的，不受工件材料硬度、強度、韌性的影響，還可以實現(xiàn)復(fù)雜形狀的成型，電火花加工較傳統(tǒng)加工具有更大的優(yōu)勢。
[0003]微小零件以及包含有微細(xì)結(jié)構(gòu)的零件被廣泛應(yīng)用于軍工、航空航天、核工業(yè)等重要的領(lǐng)域。隨著科技的不斷進步，各行業(yè)對于窄槽的要求也越來越高。不僅體現(xiàn)在窄槽的精度的提高，同時表現(xiàn)在各種復(fù)雜型腔內(nèi)部的微細(xì)結(jié)構(gòu)的需求，例如核泵測定管內(nèi)壁的微細(xì)窄槽。我國目前采用的微細(xì)結(jié)構(gòu)加工方式主要包括車削、銑削、磨削、電化學(xué)、三束加工、電火花加工等。從加工成本、加工效率、加工精度、加工材料的要求等因素考慮，車削、銑削、磨削等傳統(tǒng)的加工方法，由于刀具剛度、尺寸、易磨損等因素的限制，難以加工出寬度小于Imm的微細(xì)窄槽，盡管采用高剛度和高加工精度的機床在一定程度上可以解決這些問題，但其加工成本將顯著提高；電化學(xué)加工、三束加工方法可以加工微細(xì)尺寸結(jié)構(gòu)但存在或尺寸精度較低且工藝復(fù)雜、或深寬比較小、或零件尺寸受限制等問題。電火花加工技術(shù)的出現(xiàn)一定程度上解決上述問題。電火花加工技術(shù)可以利用電極加工出微細(xì)結(jié)構(gòu)，若要保證微細(xì)結(jié)構(gòu)在零件上的相對位置以及表面質(zhì)量，穩(wěn)定的加工電源外，需要保證電極形狀符合要求、電極的定位與夾緊至關(guān)重要?，F(xiàn)有方法中，通過將電極夾持在由兩個平行板構(gòu)成的縫隙內(nèi)實現(xiàn)夾緊，但此時電極仍處于欠定位狀態(tài)(六個自由度只限制三個)，無法準(zhǔn)確定位，同時當(dāng)因電極損耗需要更換電極時無法保證替換后的電極加工位保持不變；并且利用該夾持機構(gòu)無法裝夾圓盤電極，因而無法加工內(nèi)壁環(huán)形槽等結(jié)構(gòu)。此外，多位置加工時則需要借助進給系統(tǒng)完成，普通夾持機構(gòu)的進給運動采用千分調(diào)節(jié)裝置屬于手動裝置，缺少放電間隙監(jiān)測及控制裝置，無法實時控制Z向進給運動，因此無法實現(xiàn)多位置、多種形狀結(jié)構(gòu)的加工，難以保證多個結(jié)構(gòu)間的相對位置尺寸，加工過程受極大制約，使用不便。綜上，需要一種易于操作且經(jīng)濟實用的加工方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種核泵用標(biāo)準(zhǔn)測定管窄槽的電火花成型加工方法，從根本上解決了測定管壁微細(xì)窄槽的難以加工的問題，并且提高了零件的加工精度，提高生產(chǎn)效率。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:該核泵用標(biāo)準(zhǔn)測定管窄槽的電火花成型加工方法包括以下步驟:
[0006]I)將工件夾具置于磁力吸盤上，固定好被加工件；
[0007]2) 3R夾具夾持分中器，設(shè)置坐標(biāo)XY原點為被加工件中心；
[0008]3)根據(jù)被加工結(jié)構(gòu)形狀選擇合適電極夾具，將電極夾具置于3R夾具頭中夾緊；
[0009]4)在考慮放電間隙條件下，根據(jù)被加工件結(jié)構(gòu)制作截面形狀為矩形或圓柱形電極以及圓盤電極，分別用來加工矩形槽、圓孔和環(huán)型槽；
[0010]5)把電極固定在電極夾具上，電極與工作臺的平面度由夾具保證；
[0011 ] 6)通過標(biāo)準(zhǔn)塊進一步修正電極端面尺寸；
[0012]7)設(shè)定刀位點Z坐標(biāo)與工件上表面重合；
[0013]8)向加工槽內(nèi)注入工作液；
[0014]9)選擇合適電規(guī)準(zhǔn)，編寫加工程序；
[0015]10)根據(jù)圖紙要求將電極下降到指定深度，在測定管內(nèi)壁加工對應(yīng)微型結(jié)構(gòu)。先進行粗加工，設(shè)定加工深度為規(guī)定尺寸的85?90% ;重復(fù)步驟6)、7)，進行半精加工，設(shè)定加工深度為規(guī)定尺寸的90?95% ;更換電極后，重復(fù)步驟5)?8)，進行精加工到規(guī)定尺寸。
[0016]所述加工方法在電火花加工機床上進行，加工機床包括放電間隙監(jiān)測及反饋系統(tǒng)、SVC回路電源、工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)、XY軸進給系統(tǒng)、設(shè)置在XY軸進給系統(tǒng)上的工作槽、設(shè)置在工作槽內(nèi)的磁力吸盤、裝配在磁力吸盤上的標(biāo)準(zhǔn)塊和工件夾具、Z軸進給系統(tǒng)、裝配在Z軸進給系統(tǒng)上的3R夾具頭、裝配在3R夾具頭上的電極夾具以及C軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
[0017]作為優(yōu)選的，所述工作液為FP-30。
[0018]工件夾具選用設(shè)置在加工槽內(nèi)的虎鉗或三爪卡盤。
[0019]電極可采用紫銅電極或銅鎢合金電極。
[0020]本發(fā)明具有的優(yōu)點及積極的技術(shù)效果是:對絕緣介質(zhì)中的電極和工件施加高電壓使材料熔融、升華從而實現(xiàn)被加工形狀、尺寸表面精度；不受材料硬度的影響、加工過程中沒有機械力的存在，保證了產(chǎn)品的穩(wěn)定性；設(shè)有電極夾具聯(lián)接電極和3R夾具頭，并實現(xiàn)電極形狀的在線修整，提高加工的精度；采用修整電極進行粗加工、半精加工，更換電極進行精加工的方法，保證加工效率和加工質(zhì)量；此外，利用標(biāo)準(zhǔn)塊可以實現(xiàn)電極的在線加工及修整，進一步降低了因更換電極帶來位置精度誤差從而影響加工質(zhì)量問題。因此，可改善電火花加工效率低的問題，并且提高了加工質(zhì)量，保證了加工精度；在單個機床上同時完成多個位置、多種形狀的電極制備和加工；實現(xiàn)整個流水作業(yè)，提高了加工效率，降低了勞動強度。
[0021]工作液(絕緣介質(zhì))可在絕緣間隙中提供放電能量的積累，具有壓縮放電通道、排除蝕除產(chǎn)物、冷卻等作用。選用合成系高純度碳?xì)渌叵等軇〧P-30作為工作液，不同于傳統(tǒng)的第一石油類工作液(如航空煤油)，其具有清洗效果好、干燥性能優(yōu)良、無斑點、防銹蝕、可循環(huán)利用、廢液易處理、清洗成本低、無刺激性氣味、無毒、粘度低、易于排除加工肩、引火點更高(70°C以上)等優(yōu)點，使用更加安全可靠。
[0022]SVC回路電源有效保證一次放電脈沖寬度時間內(nèi)有效放電時間相同，從而保證加工過程中放電間隙大小一致且單個脈沖放電能量相同。與傳統(tǒng)電源相比，在相同的電參數(shù)條件下，不會由于加工間隙大小不一致、極間放電狀態(tài)不穩(wěn)定而使各單次放電量差異過大而造成的表面質(zhì)量問題，從而保證了被加工表面的表面粗糙度。
[0023]伺服進給系統(tǒng)通過實時監(jiān)測放電狀態(tài)進一步控制放電間隙的穩(wěn)定，保證放電間隙大小一致。進而實現(xiàn)了微細(xì)尺寸的高精度