CN102069241A - 一种环形孔的加工电极及加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种环形孔的加工电极及加工方法,该电极包括电极杆、连接杆和电极头,所述连接杆的一端和电极杆连接,所述电极头设置在连接杆的另一端,所述连接杆与电极头连接的一端设置为圆弧形;本发明所涉及的环形孔的加工电极及加工方法,电极头是采用紫铜材料制成,减少了紫铜用量,降低了材料成本,而且粗加工与精加工是共用一个电极杆,可以通过更换电极头重复使用电极杆,操作简单,减少电极不均匀磨损;并且在一次装夹中完成整个零件的加工,避免了零件分批或电极的二次找正,减少了找正时间,保证精加工余量的均匀性。
Description
技术领域
本发明属于航空零件的机械加工领域,特别涉及一种环形孔的加工电极及加工方法。
背景技术
目前,虽然环形孔的加工难度相对较高,在机械设计中较为少见,但是由于其设计可简化零件结构,实现轻量化设计,因此在航空零件中还是有一定的应用范围。
一般,壳体零件是采用铸造毛坯,其上的环形孔多是采用在模具中预埋模芯来获得,但模具的制造周期较长,不能适应市场快速响应的需要,且在单件小批量生产中成本过高,为解决这些问题,壳体零件毛坯外形可采用机械加工的方法获得,环形孔的加工就成为难点。目前的环形孔一般采用电火花加工,一次加工到最终尺寸,电极设计为整体式,这样存在的问题是:
1)电极型面不易加工,精度达不到,电极误差大,不易加工出合格零件;
2)电极前端磨损严重,加工一两件后电极基本不能再用,而电极后半段几乎未磨损,电极的成本过高;
3)随着电极磨损,加工的环形孔口部比尾部大,无法保证曲面度。
发明内容
为了解决现有技术中存在的环形孔加工难度大,加工精度不高且电极磨损的问题,本发明提供了一种环形孔的加工电极及加工方法。
本发明的技术方案是:本发明为一种环形孔的加工电极,其特殊之处在于:该电极包括电极杆、连接杆和电极头,所述连接杆的一端和电极杆连接,所述电极头设置在连接杆的另一端,所述连接杆与电极头连接的一端设置为圆弧形。
上述连接杆设置电极头的端头上设置有圆柱形加工韧带。
上述电极头的末端是圆球状;
上述电极杆与连接杆采用过盈连接;所述电极头与连接杆通过螺纹连接。
上述电极头采用紫铜材料。
本发明还提供一种利用上述加工电极的环形孔加工方法,其特殊之处在于:该方法通过以下步骤实现:
1)将夹具安装在电火花机床工作台上并找正。
2)借助找正芯棒找正夹具定位销在机床坐标系中的X、Y向位置,将环形电极安装在机床主轴头上并保证水平,找正电极在机床坐标系中的Z向位置,找正电极的角向位置并设置0度为角向基准。
3)将待加工零件安装在夹具上,移动电极到环形孔的中心位置,调出编制好的数控加工程序,选择峰值电流为10~12A;通过程序控制机床C轴旋转对环形孔粗加工;
4)粗加工完成后,取下粗加工电极头,再将精加工电极头安装在电极的连接杆上,选取峰值电流为6~8A;通过程序控制机床C轴旋转对环形孔精加工。
上述步骤3)中粗加工之后的环形孔孔径比步骤4)中精加工之后的环形孔孔径小0.5~0.7mm。
本发明所涉及的环形孔的加工电极及加工方法,电极头是采用紫铜材料制成,减少了紫铜用量,降低了材料成本,而且粗加工与精加工是共用一个电极杆,可以通过更换电极头重复使用电极杆,操作简单,减少电极不均匀磨损;并且在一次装夹中完成整个零件的加工,避免了零件分批或电极的二次找正,减少了找正时间,保证精加工余量的均匀性。
附图说明
图1为本发明的环形孔结构示意图;
图2为本发明的电极杆结构示意图;
图3为本发明的电极头结构示意图。
图中:1-电极头,2-连接杆,3-电极杆,4-环形孔。
具体实施方式
参见图1、2以及图3,本发明所涉及的环形孔的加工电极,包括电极头1、连接杆2和电极杆3,其中连接杆2的一端与电极杆3过盈连接或者通过螺纹连接,另一头通过螺纹与电极头1连接。连接杆2为圆弧形杆与柱形杆交接即连接杆2与电极头1连接的一端设置为圆弧形,而用于固定的一端为柱状结构,电极头1的末端为圆球状,电极头与连接杆连接的端头设置有0.1~0.2mm宽圆柱形的加工韧带,可以减少电极头1的磨损,保证电极的使用寿命及环形孔4内表面加工质量;电极头1的材料最好是紫铜材料制作,其余部分使用普通结构钢。
电极头分粗加工电极头和精加工电极头,粗加工电极头的径向尺寸比精加工的电极头小0.5~0.7mm。
利用上述电极进行环形孔的加工方法,其实现步骤为:
1)将夹具安装在电火花机床工作台上,用百分表找正夹具找正带跳动不大于0.03mm。
2)在机床主轴头上安装找正芯棒,借助找正芯棒找正夹具定位销在机床坐标系中的X、Y向位置;将环形电极安装在机床主轴头上并找正水平,利用粗加工电极头的下端与夹具上零件的安装面接触或非接触,再减去粗加工电极头的半径,得出电极头中心在机床坐标系中的Z向位置。找正电极的角向位置并设置0度为角向基准。
该坐标系是四轴坐标系,包括通用的三维坐标系中的X、Y、Z轴以及以其坐标原点为圆心在XY面360°旋转的C轴。
3)将待加工零件安装在夹具上,移动电极到环形孔的中心位置,调出编制好的数控加工程序,选择峰值电流为10~12A;通过程序控制机床C轴旋转对环形孔粗加工。
4)粗加工完成后,取下粗加工电极头,再将精加工电极头安装在电极的连接杆上,选取峰值电流为6~8A;通过程序控制机床C轴旋转对环形孔精加工。在精加工时,电极主体部分不变,电极位置也不变,只更换电极头即可。
上述步骤2)中,如果零件设计基准无法定位装夹零件,零件的定位基准与设计基准不重合,为了减少定位装夹误差,可单件找正零件上的设计基准。
上述步骤3)中粗加工之后的环形孔孔径比步骤4)中精加工之后的环形孔孔径小0.5~0.7mm。
上述步骤2)中的找正芯棒的直径为8±2mm范围内。
利用上述方法可加工的环形孔在0°~170°范围之间。
Claims (7)
1.一种环形孔的加工电极,其特征在于:该电极包括电极杆、连接杆和电极头,所述连接杆和电极杆连接,所述电极头设置在连接杆的另一端,所述连接杆与电极头连接的一端设置为圆弧形。
2.根据权利要求1所述的环形孔的加工电极,其特征在于:所述连接杆设置电极头的端头上设置有圆柱形加工韧带。
3.根据权利要求2所述的环形孔的加工电极,其特征在于:所述电极头的末端是圆球状;
4.根据权利要求3所述的环形孔的加工电极,其特征在于:所述电极杆与连接杆采用过盈连接;所述电极头与连接杆通过螺纹连接。
5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的环形孔的加工电极,其特征在于:所述电极头采用紫铜材料。
6.一种利用权利要求1所述的加工电极的环形孔加工方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:
1)将夹具安装在电火花机床工作台上并找正;
2)借助找正芯棒找正夹具定位销在机床坐标系中的X、Y向位置,将环形电极安装在机床主轴头上并保证水平,找正电极在机床坐标系中的Z向位置,找正电极的角向位置并设置0度为角向基准;
3)将待加工零件安装在夹具上,移动电极到环形孔的中心位置,调出编制好的数控加工程序,选择峰值电流为10~12A;通过程序控制机床C轴旋转对环形孔粗加工;
4)粗加工完成后,取下粗加工电极头,再将精加工电极头安装在电极的连接杆上,选取峰值电流为6~8A;通过程序控制机床C轴旋转对环形孔精加工。
7.根据权利要求6所述的环形孔的加工方法,其特征在于:所述步骤3)中粗加工之后的环形孔孔径比步骤4)中精加工之后的环形孔孔径小0.5~0.7mm。
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