电火花成形加工技术的发展概况(7)

电火花成形加工技术

《电加工与模具》2010年增刊综　述　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

学技术的快速发展,特殊材料的不断出新,国家航

空、航天的需求有关,特殊材料的电火花加工,超大、超小型零件的电火花加工以及一些特殊零件、特殊用途的电火花加工仍是未来一段时间内电火花成形机床市场发展的主要趋势。例如,目前已进入的轮胎模具、木工刀具、拉丝模具等特殊行业;超硬材料(聚晶金刚石、立方氮化硼、金属陶瓷等)、脆性材料(钕铁硼、钐钴类磁性材料等)、粘性材料(耐热合金、钛合金、不锈钢等)等特殊材料。下面介绍几种具有个性化的电火花加工专用机床。7.1　聚晶金刚石超硬材料的电火花加工专用机床

聚晶金刚石复合片是将人造金刚石微粉用铜、铁粉等导电材料作为粘结剂,在高温高压下与硬质合金基体烧结而成的复合材料。北京市电加工研究所采用大幅度增加放电击穿爆炸力的电火花磨削工艺,成功地解决了聚晶金刚石刀具、。有些导电的工程陶瓷及立方氮化硼材料也可用该类机床加工。7.2　轮胎模具的电火花加工机床

轮胎模具的特点是外形尺寸大,加工的型腔均布在圆周上,加工部位尺寸小,加工表面粗糙度Ra在6～10μm范围内,模具的种类和数量多,因此,采用数控电火花加工专用机床进行加工是一种非常有效的方法。苏州电加工机床研究所有限公司开发的轮胎模具专用机床除具有普通机床X、Y、Z3轴运动外,在工件安装夹具上还有绕中心轴的旋转运动C轴和夹具与X轴的旋转运动A轴;由于加工部位小,采用局部小油池,有两根进油管强力进油以满足加工对工作液的要求。电极材料一般采用石墨、紫铜。加工方法采用多电极更换法。加工规准的选择与普通模具一样。加工时采用定时抬刀。7.3　航空蜂窝密封组件电火花加工机床

世界著名的罗尔斯2罗伊斯(Rolls2Royce)公司航空发动机蜂窝密封件采用电火花加工技术加工。使用的电火花加工专用机床有4个石墨电极头,单独伺服控制,油槽与工作台同步旋转,伺服电压为50～60V,电流值为8～10A。工作液采用硅藻土材料过滤。国内苏州电加工机床研究所有限公司研制了航空发动机蜂窝密封组件电火花加工专用机床。7.4　三维空间复杂曲面叶片电火花加工专用机床

这类零件由特殊材料制成,用普通的机械加工

刀具消耗极大,生产效率低下,苏州电加工机床研究有限公司所采用数控电火花展成加工工艺实现该材料的高效加工。采用简单超长圆电极配以高效放电加工电源,以放电铣的方式对机械切削难以加工的材料如高温耐热合金、钛合金、不锈钢等制造的零件进行高效去余量加工,可加工三维空间复杂曲面。该机床是具有X、Y、Z、W4个直线运动轴和用于工件旋转的B轴及电极旋转的R轴的六轴数控机床,加工时采用超长中空圆电极,可实现X、Y、Z、B4轴联动的复杂型面的展成加工。此外,该机床采

用电极内冲液、外包液、工件浸液加工以及电极高速旋转相结合的方法,解决了数控高效放电展成加工的排屑及冷却问题。～5,1Π10左右。主。7.高压喷嘴组零件是我国引进法国阿尔斯通公司的产品330MW汽轮机组的核心部件之一,图8是330MW汽轮机高压喷嘴组零件图。该高压喷嘴组零件是由在节圆上均布的5种孔型40个三维空间曲面汽道组成,每一个汽道必须是内环、外环、叶片为一体而形成的整体式喷嘴组。汽道部分的结构和几何形状可分为A、B、C三部分,其中A、C两部分用普通的电火花成形加工方法就可解决,但B部分由于上下被叶片的背弧与内弧所封闭,前后被内外圆环所包围,形成一个封闭式型腔,

用普通电火花

(a)

零件结构图

(b)汽道断面图

图8　330MW汽轮机高压喷嘴组零件结构图及标准汽道断面图

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