CN115770912A - 一种用于加工环形槽的组装式电极及环形槽加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加工环形槽的组装式电极及环形槽加工方法，属于超细长管件加工技术领域，解决了现有技术中难以实现在超细长薄壁管上高精度加工环形槽的问题。该电极包括导电件、与导电件电连接的放电件，所述放电件套在待加工件上并环绕待加工件作偏心运动实现待加工件环形槽的电火花加工；其中，所述放电件的放电端与环形槽形状匹配，且所述放电件与导电件可拆卸连接。实现了对超细长薄壁管环型槽高精度加工，同时可一次加工到位，加工效率得以显著提高。

Description

一种用于加工环形槽的组装式电极及环形槽加工方法

技术领域

本发明涉及超细长管件加工技术领域，尤其涉及一种用于加工环形槽的组装式电极及环形槽加工方法。

背景技术

在一些超细长的飞航产品上需要加工环形槽，由于超细长的飞航产品具有直径小、壁厚薄的特点，其上加工的环型槽的尺寸更小。对于尺寸控制至关重要的飞航产品，环型槽的加工精度要求对其加工方式提出了更高的要求。

采用传统的车削加工方式难以满足环型槽的加工精度要求。这是因为车削加工中的零件装夹、切削力的施加均会不可避免地影响环型槽的加工精度。

因此，为了满足超细长飞航产品上环型槽的加工需要，需要探索新的环型槽加工装置。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种用于加工环形槽的组装式电极及环形槽加工方法，用以解决现有难以实现在超细长薄壁管上高精度加工环型槽的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种用于加工环形槽的组装式电极，包括导电件、与导电件电连接的放电件，所述放电件套在待加工件上并环绕待加工件作偏心运动实现待加工件环形槽的电火花加工；

其中，所述放电件的放电端与环形槽形状匹配，且所述放电件与导电件可拆卸连接。

基于上述加工装置的进一步改进，所述导电件包括导电杆，所述导电杆的一端为导电端，并装夹在万向可调夹具上，其另一端与放电件电连接。

基于上述加工装置的进一步改进，所述电极包括多个限位板及用于固定限位板的夹紧件，多个所述限位板围绕成用于固定和连接导电杆一端和放电件的夹持空间。

基于上述加工装置的进一步改进，所述放电件为圆环状结构，所述导电杆的一端开设与放电件同轴的台阶孔，放电件可拆卸的同轴安装在导电杆的台阶孔内。

基于上述加工装置的进一步改进，所述放电件的外圆端部为安装端，所述导电杆的一端为圆环状端部，圆环状端部上设有用于放置安装端的台阶通孔状凹槽，所述安装端卡在所述凹槽内，且所述放电件通过其安装端与导电杆电连接；

其中，所述导电杆的圆环状端部上还设有圆环状限位板，所述圆环状限位板通过螺栓固定安装在导电杆上，以将所述放电件的安装端压紧在凹槽内。

基于上述加工装置的进一步改进，所述放电件为连续的环状结构，环状结构的所述放电件的内圆直径尺寸小于所述导电杆的圆环状端部的内圆直径尺寸。

基于上述加工装置的进一步改进，所述放电件包括多个扇形状放电部，多个所述扇形状放电部形成所述圆环状的放电件；

其中，多个所述扇形状放电部之间电连接；

所述放电件的内圆直径尺寸小于导电杆的圆环状端部的内圆直径尺寸。

基于上述加工装置的进一步改进，所述圆环状限位板包括多个扇形状限位板，多个扇形状限位板形成所述圆环状限位板；

其中，多个所述扇形状限位板分别用于将多个扇形状放电部压紧在导电杆的圆环状端部上。所述放电件包括多个环绕待加工件周向设置的电火花加工点位；

其中，在放电件环绕待加工件作偏心运动电火花加工的过程中，同一所述电火花加工点位包括工作态和非工作态；

通过多个环绕待加工件周向设置的所述电火花加工点位的工作态实现待加工面上环形槽的加工。

一方面，本发明的实施例还提供了一种环形槽的加工方法，包括利用权上述的电极对待加工件环形槽进行电火花加工。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

1、本发明的工具电极的放电件与导电件可拆卸连接，在电火花加工后，无需将整个工具电极从万向可调夹具上拆卸进行更换，只需更换放电件即可实现更换损坏的工具电极，以此，无需再次调节万向可调夹具即可实现工具电极的装夹，更换方便。

2、本发明的放电件由多个扇形状放电部组成，加工结束后，可实现更换部分损坏的扇形状放电部，从而避免整体置换放电件而增加的加工成本；同时，对于加工形状多样的环形槽，不必为适配该环形槽去设计并加工整个工具电极，可通过更换部分扇形状放电部实现对形状多样的环形槽电火花加工，从而降低环形槽的加工成本。

3、本发明的工具电极的放电端为圆环状，其套在超细长不锈钢管的外端面上作偏心运动，在此过程中，放电端的端面与超细长不锈钢管的待加工端面之间的距离在不断改变，距离较近的为工作端，距离较远的为非工作端，以此，通过工作端对超细长不锈钢管的外端面进行电火花加工；即沿加工方向，工作端的位置在放电端的内圆端面上不断改变，即在放电端的内圆端面靠近超细长不锈钢管的外端面时，该放电端的端面为工作端，在该端面远离超细长不锈钢管的外端面时，该端面转变为非工作端，实现了工作端和非工作端之间动态转变，以此，避免了工具电极的工作端处于持续加工状态，极大降低了对工具电极的工作端的损耗，实现了工具电极损耗≤1％，进而降低了工具电极的工作端面形变，以此提高了对超细长不锈钢管折断槽加工的精度。

4、本发明的工具电极的放电端套在超细长不锈钢管上作偏心运动，加工时，放电端与超细长不锈钢管的之间的距离由大变小，再由小变大，在距离由大变小的过程中，放电端与不锈钢管之间会产生金属碎屑，此时，部分金属碎屑会随工作液经加工间隙处排出，在距离又小变大的过程中，放电端与不锈钢管之间的距离可增大近200倍，显著的提高了排出金属碎屑的效率，以此避免了因金属碎屑排出不及时而堆积在放电端处，从而降低了工具电极的损耗，以及避免了工具电极通过金属碎屑直接与不锈钢管连接而导致短路的风险。

5、通过工具电极的放电端套在超细长不锈钢管上作偏心运动，可高效的排出金属碎屑，进而实现以较小的加工间隙进行电火花加工，以此，可降低加工电流和加工电压值，降低了加工成本，且能够获得表面粗糙度低的折断槽。

6、通过调整单边给进量的值可实现对不同壁厚的折断槽进行加工，通过对工具电极的放电端的形状调整，可实现不同斜角α的尺寸加工，为产品快速生产和批量化生产奠定了基础。

7、本发明的工具电极绕超细长不锈钢管的内腔中轴线偏心运动一周，即可完成对超细长不锈钢管折断槽的加工，实现一次加工到位，加工效率得以显著提高。

8、本发明撇弃传统的对超细长不锈钢管的车削加工方式，利用工具电极的工作端放电蚀除超细长不锈钢管表面金属，进行折断槽加工，即在加工的过程中，工具电极与超细长不锈钢管表面不接触，不会造成其发生形变，克服了切削力对超细长不锈钢管的损坏问题。

9、本发明利用工具电极的放电端绕超细长不锈钢管的内腔中轴线偏心运动，来对超细长不锈钢管折断槽进行加工，即在加工的过程中，超细长不锈钢无需转动，即可实现在其外表面加工出环形状的折断槽，克服了超细长不锈钢管在回转过程中同轴度变差而影响加工精度的问题。

10、通过工具电极绕不锈钢管的内腔中轴线偏心运动，可实现放电端每一处的端面的单边给进量相同，确保了折断槽加工深度的一致性，以此提高了折断槽的加工精度。

11、本发明通过万向可调夹具的第一调节部调节工具电极在水平面的倾斜角度；根据千分表的检测值和千分表移动的时间和速度，来确定工具电极在机床的YZ面上的倾斜角度，比对第一连接体上的角度刻度值，推动转角调整螺栓至相应刻度，即可实现高精度调节工具电极在机床的YZ面上的倾斜角度，以此实现对工具电极的找正，操作方便，提高了加工效率及精度。

12、加工时，只需将超细长不锈钢管放置在等高定位块和辅助承载块上的V型凹槽内，并利用夹持板对超细长不锈钢管的上表面进行限位，即可实现对超细长不锈钢管的装夹定位，装夹便捷，且能够确保超细长不锈钢管在加工过程中的稳定性。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明中的限位件、限位板与导电件配合的结构示意图；

图2为本发明中的限位件、限位板与导电件配合的剖视结构示意图；

图3为本发明的圆环状限位板、圆环形放电件与导电件配合的结构示意图；

图4为本发明的圆环状限位板、圆环形放电件、导电件的结构示意图；

图5为图3中A-A处的截面示意图；

图6为本发明的扇形状限位板、扇形状放电部与导电件配合的结构示意图；

图7为本发明的扇形状限位板、扇形状放电部、导电件的结构示意图；

图8为本发明的工具电极的放电端中心线与不锈钢管内腔中轴线重合时的结构示意图；

图9为本发明的工具电极的中心线偏离不锈钢管内腔中轴线时的结构示意图；

图10为本发明中工具电极的放电端环绕不锈钢管内腔中轴线偏心运动时，放电端的中心点O₂的运动轨迹示意图；

图11为本发明中工具电极的放电端环绕不锈钢管内腔中轴线偏心运动时，放电端上任一点O₃的运动轨迹示意图；

图12为本发明的万向可调夹具整体结构示意图；

图13为本发明的万向可调夹具的剖视示意图；

图14为本发明的转接调节螺栓与第一连接体配合结构示意图；

图15为本发明中不锈钢管折断槽的结构示意图；

图16为本发明的承载组件与不锈钢管配合结构示意图；

图17为本发明中不锈钢管折断槽加工后的实物示意图。

附图标记：

1-工具电极；101-放电端；102-工作端；103-非工作端；104-导电端；2-传动杆；3-等高定位块；4-辅助承载块；5-夹持板；6-不锈钢管；601-折断槽；7-加工方向；8-偏心运动方向；9-机床工作台；10-基准座；11-夹座；12-紧固螺钉；13-第一固定座；14-第二固定座；15-垂直螺钉；16-绝缘板；17-夹具头；18-第一连接体；19-第二连接体；20-转动体；21-转角调节螺栓；22-槽口；23-千分表在工具电极的放电端面上沿机床的Z轴方向的移动方向；24-千分表在工具电极的放电端面上沿机床的Y轴方向的移动方向；25－导电件；26－圆环状放电件；27－限位板；28－夹紧件；29－圆环状限位板；30－扇形状放电部；31－扇形状限位板；32－凹槽；H₁-不锈钢管的壁厚；H₂-折断槽壁厚；α-折断槽斜角；S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄-在工具电极的圆形工作端上选取的四个点至不锈钢管外端面之间的实际余量间隙值；S₂-加工间隙；O₁-放电端中心点；O₂-不锈钢管内腔中心点；O₃-放电端上选取的点。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

一般直径与长度的比值达到1:100～150属于超细长轴。如用于某飞航产品上的不锈钢管的外径为2mm，内径为1mm，长度为1～1.2m，该不锈钢管的外径与长度的比值为1:500～600，属于超细长不锈钢管。加工时，一般需要在超细长钢管上加工V型槽，该V型槽为折断槽，用于当产品到达到预定高度和位置后时，将飞航产品制导***与产品整流罩体进行分离。

由于超细不锈钢管的直径小、壁厚薄，且折断槽位置的壁厚更薄，如折断槽位置的壁厚为0.3±0.05mm，通过直接测量无法得出其重要尺寸；在超细长不锈钢管的某个位置加工折断槽时，采用传统的车削加工方式，难以保证折断槽位置的壁厚尺寸，这是由于长度过长在回转过程中引起工件回转的离心力会越大，工件同轴度会越差，且所产生的切削力易造成超细长不锈钢管发生形变。

若采用现有的电火花加工装置对超细长不锈钢管折断槽进行加工时，需要转动超细长不锈钢管，然后利用工具电极在超细长不锈钢管的表面持续推进进行加工，但由于超细长不锈钢管较长，在回转过程中引起工件回转的离心力会越大，工件同轴度会越差，同样会致使折断槽位置的壁厚尺寸难以保证；且在加工的过程中，总能量的一部分释放到工具电极上，会造成工具损耗，损耗的工具电极的形状最终复制在超细长不锈钢管上，严重影响折断槽的加工精度。

为解决上述问题，本发明提供了一种用于加工环形槽的组装式电极，包括导电件25、与导电件25电连接的放电件，放电件套在待加工件上并环绕待加工件作偏心运动实现待加工件环形槽的电火花加工；

其中，放电件的放电端与环形槽形状匹配，且所述放电件与导电件可拆卸连接。

具体的，导电件25包括导电杆，导电杆的一端为导电端，并装夹在万向可调夹具上，其另一端与放电件电连接。

也就是说，工具电极1不再是一体结构，放电件和导电件25可拆卸连接，在电极的放电件环绕待加工件作偏心运动进行电火花加工后，可单独更换损坏的放电件，以避免影响加工精度。

在一种可能的实施方式中，如图1-2所示，电极包括多个限位板27及用于固定限位板27的夹紧件28，多个限位板27围绕成用于固定和连接导电杆一端和放电件的夹持空间。其中，放电件和导电杆的一端分别插在该夹持空间内，通过夹紧件28将放电件和导电杆的一端分别紧固在夹持空间内，实现放电件与导电件25连接，在电火花加工结束后，去除夹紧件28，即可实现更换放电件。

其中，设有四个限位板27，夹紧件28可以为两个弧形板，两个弧形板贴合在四个限位板27的外部，两个弧形板通过螺栓相互紧固连接，以此，对四个限位板27施加压力，使得四个限位板27朝向放电件和导电杆挤压，进而实现将放电件和导电杆紧固在夹持空间内。夹紧件28也可以为其他形状，实现四个限位板27能够挤压导电杆即可。

其中，放电件可以为圆环状结构，如图2所示，圆环状放电件的上端设有连接部，该连接部用于放置在夹持空间内，并与导电杆电连接。

在一种可能的实施方式中，如图3-5所示，放电件为圆环状结构，导电杆与放电件电连接的端部开设与放电件同轴的台阶孔，放电件可拆卸的同轴安装在导电杆的台阶孔内。

其中，放电件的外圆面与台阶孔内壁间隙配合，放电件的一端面与台阶孔内的台阶面抵接，实现放电件在导电杆的台阶孔内的轴向限位。

上述导电杆还包括圆环状限位板29，用于将放电件26压紧在导电杆的台阶孔内。具体的，圆环状限位板29开设有与放电件26同轴的通孔，并通过螺栓固定安装在台阶孔外侧的导电杆上。以此，加工前，待加工件依次穿过部分台阶孔、放电件26圆环中心孔和圆环状限位板的通孔，实现放电件套设在待加工件外，在加工完成后，去除圆环状限位板29，即可实现更换放电件。

在一种具体的实施方式中，导电杆与放电件电连接的端部为圆环状结构，圆环状的中心孔为台阶通孔状凹槽，放电件的外圆端部为安装端，导电杆的圆环状端部上设有用于放置安装端的凹槽32，安装端卡在凹槽32内，且放电件通过其安装端与导电杆电连接；导电杆的圆环状端部上还设有圆环状限位板29，圆环状限位板29通过螺栓固定安装在导电杆上，以将圆环状放电件26的安装端压紧在凹槽32内。以此，在加工完成后，去除圆环状限位板29，即可实现更换放电件。

在一种可能的实施方式中，如图6-7所示，放电件包括多个扇形状放电部30，多个扇形状放电部30形成所述圆环状放电件26；多个扇形状放电部30之间电连接；圆环状限位板29包括多个扇形状限位板31，多个扇形状限位板31形成圆环状限位板29；多个扇形状限位板31分别将多个扇形状放电部30压紧在导电杆的台阶孔上。以此，在加工结束后，可单独更换部分扇形状放电部30，实现更换放电件；其中，加工时，扇形状放电部30的内弧形面朝向待加工面，对于不同要求形状、尺寸的环形槽，可通过改变扇形状放电部30的内弧形面形状，来实现对不同形状、尺寸的环形槽加工。

示例性的，设有四个扇形状放电部30，及设有四个扇形状限位板31。

与现有技术相比，本发明的工具电极1的放电件与导电件可拆卸连接，在电火花加工后，无需将整个工具电极1从万向可调夹具上拆卸进行更换，只需更换放电件即可实现更换损坏的工具电极1，以此，无需再次调节万向可调夹具即可实现工具电极的装夹，更换方便，且导电件的电极材料，降低了电火花加工成本。

其中，环状结构的放电件的内圆直径尺寸小于所述导电杆的台阶孔的内圆直径尺寸。

具体的，放电件与导电件连接后形成完整的工具电极1，此时，工具电极1的一端为放电端101，放电端包括多个环绕待加工件周向设置的电火花加工点位，同一电火花加工点位包括工作态和非工作态；

当电火花加工点位与待加工面之间的距离大于阈值时，电火花加工点位为非工作态；当电火花加工点位与待加工面之间的距离小于或等于阈值时，电火花加工点位为工作态；上述阈值为满足加工需求的电火花加工点位与待加工面之间的放电距离，示例性的，该距离为0-50μm。

可以理解的是，放电端101包括多个环绕待加工件周向设置的电火花加工点位，多个环绕待加工件周向设置的电火花加工点位可为环绕待加工件周向连续不间断分布，也可以为环绕待加工件周向不连续分布，能够实现待加工面上V型槽的连续加工成形即可。

在一种可能的实施方式中，上述工具电极1一端为圆环状，也就是说，多个环绕待加工件周向设置的电火花加工点位形成连续的圆环状，该圆环的内圆端与V型槽形状匹配，即内圆端为凸起状，V型槽为凹槽状，该凸起状的截面尺寸与凹槽状的截面形状相同；工具电极1的另一端为导电端104，与设置在机床上的供电装置的一输出端电连接，用以引入电流，将电流传输至内圆端，此时，该内圆端为放电端101，以通过该放电端101的多个环绕待加工件周向设置的电火花加工点位的工作态实现待加工面上V型槽的加工。

在一种可能的实施方式中，上述放电端为刚性结构，放电端101套在不锈钢管6的外端面上；加工时，不锈钢管6与供电装置的另一输出端电连接，且工具电极1绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动；其中，在工具电极1偏心运动的过程中，放电端101的内圆端面与不锈钢管6的待加工端面之间的距离在不断改变；当电火花加工点位与待加工面之间的距离大于阈值时，电火花加工点位为非工作态，此时，该电火花加工点位为非工作端103；当电火花加工点位与待加工面之间的距离小于或等于阈值时，电火花加工点位为工作态，此时，该电火花加工点位为工作端102，以此，在同一电火花加工点位实现工作态和非工作态的转变，所有的电火花加工点位的工作态共同实现待加工面上折断槽的加工，也就是说，工作端102的位置在放电端101内圆端面内不断改变，工具电极的圆形放电端环绕不锈钢管的内腔中轴线偏心运动一周，所有的工作端环绕不锈钢管周向形成连续的圆环状放电端，以此，避免了工具电极1的放电端101处于持续加工状态，进而降低了对工具电极1的损耗。

其中，在工具电极1偏心运动的过程中，放电端101的端面与不锈钢管6的待加工端面之间的距离在不断改变，距离是10-50μm的为工作状态，即工作端102，距离大于50μm的为非工作状态，即非工作端103。其中，所有工作端102的加工轨迹共同构成超细长不锈钢管折断槽601。

其中，工具电极1的圆环状放电端101包括环形分布的若干个工作端102，放电端绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动进行加工时，若干个工作端102为非同步、非持续加工状态；且若干个工作端的加工轨迹共同构成不锈钢管6的折断槽。

其中，在工具电极1偏心运动一周后，放电端101的所有端面均参与了电火花加工，即，所有工作端102构成完整的放电端101，所有工作端102的加工轨迹共同构成超细长不锈钢管折断槽601；沿加工方向7，工作端102在放电端101上呈现“圆周运动”现象，即不同时刻，工作端102的位置不同，以此，实现了所有工作端102交替、有序的进行加工，加工方向7为绕不锈钢管6的外端面的圆周方向，且该圆周方向所在的面垂直于不锈钢管6内腔中轴线。

具体的，工具电极1的一端通过万向可调夹具安装在机床上，工具电极1的放电端101套在不锈钢管6的外端面上，如图8所示，工具电极1的放电端101的内圆端的中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合，且放电端101与不锈钢管6的外端面之间具有余量间隙，即放电端101的内圆端的直径尺寸大于不锈钢管6的外径尺寸，示例性的，内圆端的直径为10-20mm，其为不锈钢管6外径的5-10倍。以此，在电火花加工的过程中，便于确定单边进给量O₁O₂的值。加工时，通过机床带动工具电极1摆动，此时，如图9所示，工具电极1的放电端101处于绕不锈钢管6的内腔中轴线作偏心运动状态。

其中，单边进给量O₁O₂满足：

O₁O₂＝S₁+(H₁-H₂)-S₂

其中，O₁表示工具电极的放电端101的中心点；

O₂表示不锈钢管6内腔中心点；

H₁为不锈钢管6的壁厚；

H₂为折断槽601的壁厚；

S₂为加工间隙，即指在工具电极1偏心运动时，工作端102与不锈钢管601端面的最近距离；

S₁为放电端101与不锈钢管6的外端面之间具有余量间隙。

其中，S₁满足：

其中，如图8所示，S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄为在工具电极的放电端101上选取的四个点至不锈钢管6外端面之间的实际余量间隙值，该四个点均匀分布在放电端101上。

示例性的，S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄分别为2.055mm、2.060mm、2.065mm、2.050mm，此时，S₁＝2.058mm。

其中，加工间隙S₂取值为10-50μm，以满足电火花加工要求。

示例性的，S₂＝10μm；H₁＝0.5mm，H₂＝0.3mm，S₁＝2.058mm，此时，O₁O₂＝2.248mm。

其中，可利用机床上的自动定中心模块，测量S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄，其中，若四个数值相等，即实现工具电极1的放电端101的内圆端的中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合。

其中，在利用机床调节工具电极1的放电端101中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合后，实际测量的S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄的四个值越接近，则S1的值越精确，进而单边进给量O₁O₂越精准，以此在工具电极1偏心运动过程中，可确保加工间隙精准性，进而保证工作端101的加工深度，来确保所加工的折断槽601的尺寸精度。

其中，在调节工具电极1的放电端101中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合后，工具电极1在机床的作用下处于偏心运动状态，详细过程见下。

以工具电极1的放电端101的中心点O₁和不锈钢管6的内腔中心点O₂的运动轨迹进行阐述，如下：

移动工具电极1，使得O₁远离O₂，移动距离与单边进给量O₁O₂相同，此时，O₁和O₂之间的距离为O₁O₂；

以O₂为中心，以O₁O₂为半径，将O₁绕O₂转动，此时，O₁移动的轨迹为圆，如图10所示，该圆的圆心为O₂，半径为O₁O₂；

其中，在移动O₁的过程中，当放电端101的端面与不锈钢管6表面的最近距离达到10μm时，开启供电装置向工具电极1和不锈钢管6输送脉冲电压，并以0.04g/min的加工速度来蚀除不锈钢管6表面金属，直至O₁与O₂之间的距离为O₁O₂，然后O₁绕O₂进行圆周运动。

为了进一步说明工具电极1的运动轨迹，选取放电端101上的任意一点O₃，以O₃的轨迹来进行阐述，如下：

移动工具电极1，使得O₃朝向O₂移动，移动距离为O₁O₂；

在O₁绕O₂转动时，此时，如图11所示，O₃的轨迹为：以O₃的初始位置为圆心，以O₁O₂为半径的圆；

其中，在O₃移动的过程中，当放电端101的端面与不锈钢管6表面的最近距离达到10μm时，开启供电装置向工具电极1和不锈钢管6输送脉冲电压，并以0.04g/min的加工速度来蚀除不锈钢管6表面金属，直至O₃的移动距离达到O₁O₂，然后，O₃再以其初始位置为圆心作圆周运动。

以此，在工具电极1偏心运动的过程中，放电端101的内圆端面与不锈钢管6外表面之间的距离不断改变，放电端101的内圆端面的每个部分与不锈钢管6外端面之间的距离，实现由靠近到远离，进而，放电端101由工作状态转为非工作状态，即实现了工作端102和非工作端103之间动态转变，以此，避免了工具电极1的工作端102处于持续加工状态，极大降低了对工具电极1的工作端102的损耗。

其中，放电端101与不锈钢管601的外端面之间具有余量间隙S₁，用以确保放电端101处的非工作端103与不锈钢管6端面之间的非加工间隙足够大，进而确保非工作端103处释放的脉冲电压无法蚀除不锈钢管6表面的金属。以此，在工具电极1偏心运动时，可实现工作端102和非工作端103动态转变。

其中，工具电极1的导电端与设置在机床上的供电装置一输出端电连接，不锈钢管6与供电装置的另一输出端电连接，其中，供电装置包括脉冲电源，其两个输出端分别与脉冲电源的正负极连接，用以输出脉冲电压。

示例性的，在加工的过程中，电参数满足：

脉冲宽度30～60μs、脉冲间隔20～30μs、平均加工电流0.8～2A、平均加工电压30～60V。

具体的，还设有驱动组件，以在加工时利用驱动组件带动工具电极移动；驱动组件包括传动杆2，传动杆2的一端通过万向可调夹具与工具电极1连接，传动杆2的另一端安装在机床上，通过机床可控制传动杆2摆动，进而传动杆2带动工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线作偏心运动。

具体的，传动杆2在摆动平面ZY内顺时针摆动，该摆动平面ZY平行于放电端101所在的平面，以此，实现了工具电极1的放电端绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动。其中，加工时，不锈钢管6保持不动。

示例性的，在加工的过程中，非电参数满足：

驱动组件的摆动速度为0.4～0.6rpm、加工间隙为10～50μm、加工速度0.02～0.045g/min及单边进给量为2.214～2.2.316mm。

具体的，万向可调夹具与工具电极1连接，用于调节工具电极1的控制位置，来实现对工具电极找正，以确保加工的精度。

其中，如图12-14所示，万向可调夹具包括用于装夹工具电极1的夹持部、用于工具电极1在机床的XY面方向上找正的第一调节部、用于工具电极1在机床的YZ面方向上上找正的第二调节部，其中，从下至上，夹持部、第一调节部和第二调节部之间依次相互连接；找正时，首先利用第一调节部在机床的XY面方向上对工具电极1进行找正，然后在利用第二调节部在机床的YZ面方向上对工具电极1进行找正，以确保工具电极1的放电端面垂直于不锈钢管的待加工位置。

具体的，夹持部包括基准座10及安装在基准座10上的夹座11，其中，夹座11和基准座10相邻面之间为用于安装工具电极1的装夹空间，安装时，工具电极1的上端安装在该装夹空间内，以实现对工具电极1的装夹。

进一步的，上述夹持部还包括用于调节对工具电极1装夹力度的紧固螺钉12，该紧固螺钉12螺接在夹座11上，其一端透过夹座11并位于装夹空间内。安装时，在将工具电极1的上端放置在装夹空间内后，旋转紧固螺钉12，利用紧固螺钉12挤压工具电极1的端面上，以压紧工具电极1，避免其滑动。

其中，装夹空间与工具电极1相接的内端面为V型面，工具电极1的上端面与该V型面相适配，该V型面的角度为90°，以防止紧固螺钉12在压紧工具电极1的过程中，工具电极1在水平方向上产生滑动。以此实现对工具电极1的装夹。

具体的，第一调节部包括上下分布的第一固定座13和第二固定座14，第二固定座14通过垂直螺钉15安装在第一固定座13的下端，且第一固定座13和第二固定座14相邻面设有间隙；其中，垂直螺钉15的一端透过第一固定座13和第二固定座14，并与第一固定座13螺接，且与第二固定座14滑动相接，在垂直螺钉15的底部设有螺母，以在垂直于第二固定座14的方向上，对第二固定座14进行限位以通过旋转垂直螺钉15来调节第二固定座14在水平方向上的倾斜角度。

其中，设有四个垂直螺钉15，且竖直、均匀的分布在第一固定座13上，以此，旋转任一垂直螺钉15，可实现局部调节第二固定座14在水平方向上的倾斜角度。其中，四个垂直螺钉15的顶部为旋转头，便于从该处施力以旋转垂直螺钉15，初始状态下，所有垂直螺钉15的旋转头与第一固定座的上端面之间设有相同的余量间隙，以确保垂直螺钉15有足够的旋进空间。

示例性的，顺时针转动位于第一固定座13左端的垂直螺钉15，则垂直螺钉15带动第二固定座14的左端向下倾斜。

进一步的，在第二固定座14的下端固定安装有绝缘板16，上述基准座10与绝缘板16的下端面固定连接，以此，在调节第二固定座14在水平方向上的倾斜角度时，可实现工具电极1在竖直方向上找正，同时，绝缘板16可防止操作人员触电。

示例性的，在第二固定座14的左端向下倾斜时，工具电极1的下端向右倾斜。

具体的，第二调节部包括夹具头17、第一连接体18、第二连接体19和转动体20，其中，夹具头17安装在机床上，第一连接体18与夹具头17固定连接，转动体20位于第一连接体18和第二连接体19之间，且转动体20的上端与第一连接体18在水平方向上可转动连接，转动体20的下端与第二连接体19固定相接，第二连接体19的下端与第一固定座13的顶部固定连接，以此，通过转动体20在水平方向上转动，实现控制第二连接体19在水平面转动，进而实现在水平方向上调节第一固定座13的位置，进而实现在机床的YZ方向上对工具电极1找正。

其中，第一连接体18的下端开设有用于放置转动体20的腔体，该转动体20放置在该腔体内，且转动体20的上端转动安装在腔体的顶壁上；在转动体20的一端安装有转角调节螺栓21，转角调节螺栓21的一端螺接在转动体20上，其另一端透过第一连接体18的腔体壁，位于第一连接体18的外部；在第一连接体18的侧端面上开设有槽口22，以便于转动体20转动时，转角调节螺栓21可滑动在该槽口22内；转角调节螺栓21位于第一连接体18的外部的端部为螺栓头，通过旋转螺栓头，可实现转角调节螺栓21朝向第一连接体的方向靠近或远离，进而可调节转角调节螺栓21对第一连接体18压紧力，进而可实现对转动体20状态进行调节。

示例性的，逆时针转动转角调节螺栓21，直至转角调节螺栓21对第一连接体18的压紧力消除，此时，转动体20可自由转动，转动的角度受槽口22长度的限制。

示例性的，顺时针转动转角调节螺栓21，直至转角调节螺栓21压紧在第一连接体18的端面上，此时，转动体20无法转动。

进一步的，在槽口22的长度方向上设有转动角度的刻度，其中，以转角调节螺栓21位于曹口22的中部为0°，顺时针转动时，转角调节螺栓21移动的最大位置处为10°～30°；逆时针转动时，转角调节螺栓21移动的最大位置处为-30°～-10°，以此，可实现精准调节转动体20的转角，进而实现精准调节工具电极1。

其中，以第一连接体18端面上设有刻度的面为参照面，推动转角调节螺栓21转动，推动的角度为β；

其中，以转动体20的中心为圆心，转角调节螺栓21推动的角度β满足：

其中，S：以工具电极1的放电端面为基准面，在机床的Y轴方向上移动千分表，千分表的表针移动距离为S；

v₁为千分表移动的速度；

t₁为千分表移动的时间。

其中，在对工具电极1找正的过程中，利用千分表拉表找正工具电极1设定基准面，来调整万向可调夹具，使工具电极与机床XYZ轴三个维度的相对位置误差≤0.01mm。

具体的，传动杆2的一端与基准座10固定连接，且传动杆2与工具电极1的放电端101的中心线平行；在加工的过程中，传动杆2的另一端安装在机床上，以动过机床带动传动杆2摆动，进而通过传动杆2带动工具电极1和万向可调夹具移动，以实现工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线作偏心运动。

具体的，还设有承载组件，以在加工时，利用承载组件装夹不锈钢管6；承载组件包括安装在机床上的等高定位块3和辅助承载块4；以将不锈钢管6放置在等高定位块3和辅助承载块4上，来对不锈钢管6进行装夹。

具体的，设有两个等高定位块3，两个等高定位块3分别位于不锈钢管6的待加工位置的两侧，以在加工的过程中，确保不锈钢管6的待加工位置的稳定性。示例性的，两个等高定位块3之间的距离为20-50mm。

具体的，如图15-16所示，设有两个辅助承载块4，两个等高定位块3位于两个辅助承载块4之间，以通过两个辅助承载块4对不锈钢管6的两端进行支撑、定位，进一步确保不锈钢管6在加工过程中的稳定性。

其中，上述等高定位块3和辅助承载块4的上端面齐平，等高定位块3和辅助承载块4的上端面开设有V型槽，不锈钢管6放置在该V型槽内，以对不锈钢管6进行限位。

进一步的，在等高定位块3上还设有夹持板5，夹持板5覆盖在V型槽上，并卡接在等高定位块3上，以对不锈钢管6进行限位，进一步提高不锈钢管6的稳定性。示例性的，该V型槽的角度为60°-90°，深度为5-10mm。

其中，在将不锈钢管6放置在等高定位块3上之前，首先需要利用机床对工具电极1进行中找正，然后再将不锈钢管6穿入工具电极1的放电端101内，最后在利用等高定位块3、辅助承载块4及夹持板5对不锈钢管6进行装夹，并通过等高定位块3和辅助承载块4对不锈钢管6进行找正。

具体的，在工具电极1找正后，利用机床XYZ轴调节等高定位块3和辅助承载块4在机床上的位置，以对不锈钢管6进行找正，确保不锈钢管6的内腔中轴线与工具电极1的放电端101的中心线重合，以便于确定单边进给量的值，进而来提高加工精度。

其中，对不锈钢管6的找正过程如下。

首先，首先将2个等高定位块3和2个辅助支撑块4固定在机床的工作台9上，然后利用千分表拉表找正其侧面与机床X轴平行，平行度误差≤0.01mm。

在将不锈钢管6放置在等高定位块3上前，先将不锈钢管6穿入工具电极1的放电端101内，然后在将不锈钢管6放置在等高定位块3和辅助承载块4上，以此，通过等高定位块3和辅助承载块4实现对不锈钢管6找正。

另外，本发明还提供了一种环形槽的加工方法，包括步骤：

步骤1：利用万向可调夹具夹持并找正工具电极；

步骤2：利用承载组件装夹并找正不锈钢管；

步骤3：利用工具电极的多个环绕不锈钢管周向设置的电火花加工点位的工作态实现待加工面上环形槽的加工；

其中，通过改变所述电火花加工点位与待加工面之间的距离使同一电火花加工点位处于工作态或非工作态。

其中，加工结束后，更换受损的放电件，以降低对加工精度的影响。

具体的，上述步骤1包括步骤：

S11：利用万向可调夹具的夹持部装夹工具电极1，并利用紧固螺钉12压紧工具电极1；

S12：在机床的XY面方向上，调节垂直螺钉15的上、下空间位置，来调节第二固定座14在水平方向上的倾斜角度；

S13：在机床YZ面方向上，调节转动体20在水平面的位置，来调节工具电极1在机床YZ面上的倾斜角度。

其中，在S11中，将工具电极1的上端放置在装夹空间内后，旋转紧固螺钉12，利用紧固螺钉12挤压工具电极1的端面上，以压紧工具电极1，避免其滑动。

进一步的，利用装夹空间的V型状的内端面对工具电极1限位，以防止紧固螺钉12在压紧工具电极1的过程中，工具电极1在水平方向上产生滑动。

具体的，在S12中，利用万向可调夹具的第一调节部，调节工具电极1在水平面方向上的倾斜角度。

其中，旋转任一垂直螺钉15，实现局部调节第二固定座14在水平方向上的倾斜角度。

示例性的，顺时针转动位于第一固定座13左端的垂直螺钉15，使得垂直螺钉15带动第二固定座14的左端向下倾斜，进而通过绝缘板传动，使得工具电极1的下端向右倾斜。

具体的，在S13中，利用万向可调夹具的第二调节部，调节工具电极1在机床的YZ方向上的倾斜角度。

其中，通过转动体20在水平方向上转动，实现控制第二连接体19在水平面转动，进而实现在水平方向上调节第一固定座13的位置，以此实现在机床的YZ方向上对工具电极1找正。

其中，通过旋转螺栓头，实现转角调节螺栓21朝向第一连接体的方向靠近或远离，进而可调节转角调节螺栓21对第一连接体18压紧力，进而可实现对转动体20状态进行调节。

示例性的，逆时针转动转角调节螺栓21，直至转角调节螺栓21对第一连接体18的压紧力消除，此时，转动体20可自由转动，转动的角度受槽口22长度的限制。

示例性的，顺时针转动转角调节螺栓21，直至转角调节螺栓21压紧在第一连接体18的端面上，此时，转动体20无法转动。

其中，以第一连接体18端面上设有刻度的面为参照面，推动转角调节螺栓21转动，推动的角度为β；

其中，以转动体20的中心为圆心，转角调节螺栓21推动的角度β满足：

其中，S：以工具电极1的放电端面为基准面，在机床的Y轴方向上移动千分表，千分表的表针移动距离为S；

v₁为千分表移动的速度；

t₁为千分表移动的时间。

其中，在对工具电极1找正的过程中，利用千分表拉表找正工具电极1设定基准面，来调整万向可调夹具，使工具电极与机床XYZ轴三个维度的相对位置误差≤0.01mm。

具体的，在步骤2中，将不锈钢管6放置在等高定位块3和辅助承载块4上，来对不锈钢管6进行装夹。

其中，利用两个等高定位块3对不锈钢管6的待加工位置的两侧进行装夹，以在加工的过程中，确保不锈钢管6的待加工位置的稳定性。示例性的，两个等高定位块3之间的距离为20-50mm。

其中，将两个等高定位块3放置在两个辅助承载块4之间，以通过两个辅助承载块4对不锈钢管6的两端进行支撑、定位，进一步确保不锈钢管6在加工过程中的稳定性。

其中，将不锈钢管6放置在等高定位块3和辅助承载块4的上端面开设的V型槽内，以对不锈钢管6进行限位。

进一步的，将夹持板5覆盖在V型槽上，并卡接在等高定位块3上，以对不锈钢管6进行限位，进一步提高不锈钢管6的稳定性。示例性的，该V型槽的角度为60°-90°，深度为5-10mm。

其中，在将不锈钢管6放置在等高定位块3上之前，首先需要利用机床对工具电极1进行中找正，然后再将不锈钢管6穿入工具电极1的放电端101内，最后在利用等高定位块3、辅助承载块4及夹持板5对不锈钢管6进行装夹，并通过等高定位块3和辅助承载块4对不锈钢管6进行找正。

具体的，在工具电极1找正后，利用机床XYZ轴调节等高定位块3和辅助承载块4在机床上的位置，以对不锈钢管6进行找正，确保不锈钢管6的内腔中轴线与工具电极1的放电端101的中心线重合，以便于确定单边进给量的值，进而来提高加工精度。

其中，对不锈钢管6的找正过程如下。

首先，首先将2个等高定位块3和2个辅助支撑块4固定在机床的工作台9上，然后利用千分表拉表找正其侧面与机床X轴平行，平行度误差≤0.01mm。

在将不锈钢管6放置在等高定位块3上前，先将不锈钢管6穿入工具电极1的放电端101内，然后在将不锈钢管6放置在等高定位块3和辅助承载块4上，以此，通过等高定位块3和辅助承载块4实现对不锈钢管6找正。

具体的，在步骤3中，工具电极1装夹在夹持部内，夹持部的基准座10与驱动组件连接，该驱动组件包括传动杆2，即传动杆2的一端与基准座10连接，且与工具电极1的放电端101的中心线平行；在加工的过程中，传动杆2的另一端安装在机床上，以动过机床带动传动杆2摆动，进而通过传动杆2带动工具电极1和万向可调夹具移动，以实现工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线作偏心运动，以此，实现工具电极的放电端101环绕不锈钢管6的端面进行电火花加工，加工方向7为绕不锈钢管6的外端面的圆周方向，且该圆周方向的中心线与不锈钢管6的内腔中轴线重合。

具体的，在工具电极1作偏心运动前，需要调节工具电极1的放电端101的内圆端的中心与不锈钢管6的中轴线重合，且放电端101与不锈钢管6的外端面之间具有余量间隙，即放电端101的内圆端的直径尺寸大于不锈钢管6的外径尺寸，示例性的，内圆端的直径为10～20mm，其为不锈钢管6外径的5～10倍。以此，在电火花加工的过程中，便于确定单边进给量O₁O₂的值。

其中，单边进给量O₁O₂满足：

O₁O₂＝S₁+(H₁-H₂)-S₂

其中，O₁表示工具电极1的放电端101的中心点；

O₂表示不锈钢管6内腔中心点；

H₁为不锈钢管6的壁厚；

H₂为折断槽601的壁厚；

S₁为放电端101与不锈钢管6的外端面之间具有余量间隙；

S₂为加工间隙，即指在工具电极1偏心运动时，工作端102与不锈钢管601端面的最近距离。

其中，S₁满足：

其中，S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄为在工具电极1的放电端101上选取的四个点至不锈钢管6外端面之间的实际余量间隙值，该四个点均匀分布在放电端101上。

示例性的，S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄分别为2.055mm、2.060mm、2.065mm、2.050mm，此时，S₁＝2.058mm。

其中，加工间隙S₂取值为10-50μm，以满足电火花加工要求。

示例性的，S₂＝10μm；H₁＝0.5mm，H₂＝0.3mm，S₁＝2.058mm，此时，O₁O₂＝2.248mm。

其中，可利用机床上的自动定中心模块，测量S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄，其中，若四个数值相等，即实现工具电极1的放电端101的内圆端的中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合。

其中，在利用机床调节工具电极1的放电端101中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合后，实际测量的S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄的四个值越接近，则S1的值越精确，进而单边进给量O₁O₂越精准，以此在工具电极1偏心运动过程中，可确保加工间隙精准性，进而保证工作端102的加工深度，来确保所加工的折断槽601的尺寸精度。

具体的，调节工具电极1的放电端101中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合后，利用机床带动工具电极1作偏心运动，详细过程见下。

以工具电极1的放电端101的中心点O₁和不锈钢管6的内腔中心点O₂的运动轨迹进行阐述，如下：

移动工具电极1，使得O₁远离O₂，移动距离与单边进给量O₁O₂相同，此时，O₁和O₂之间的距离为O₁O₂；

以O₂为中心，以O₁O₂为半径，将O₁绕O₂转动，此时，O₁移动的轨迹为圆，该圆的圆心为O₂，半径为O₁O₂；

其中，在移动O₁的过程中，当放电端101的端面与不锈钢管6表面的最近距离达到10μm时，开启供电装置向工具电极1和不锈钢管6输送脉冲电压，并以0.04g/min的加工速度来蚀除不锈钢管6表面金属，直至O₁与O₂之间的距离为O₁O2，然后O₁绕O₂进行圆周运动。

为了进一步说明工具电极1的运动轨迹，选取放电端101上的任意一点O₃，以O₃的轨迹来进行阐述，如下：

移动工具电极1，使得O₃朝向O₂移动，移动距离为O₁O₂；

在O₁绕O₂转动时，此时，O₃的轨迹为：以O₃的初始位置为圆心，以O₁O₂为半径的圆；

其中，在O₃移动的过程中，当放电端101的端面与不锈钢管6表面的最近距离达到10μm时，开启供电装置向工具电极1和不锈钢管6输送脉冲电压，并以0.04g/min的加工速度来蚀除不锈钢管6表面金属，直至O₃的移动距离达到O₁O₂，然后，O₃再以其初始位置为圆心作圆周运动。

以此，在工具电极1偏心运动的过程中，放电端101的内圆端面与不锈钢管6外表面之间的距离不断改变，放电端101的内圆端面的每个部分与不锈钢管6外端面之间的距离，实现由靠近到远离，进而，放电端101由工作状态转为非工作状态，即实现了工作端102和非工作端103之间动态转变。

其中，放电端101与不锈钢管601的外端面之间具有余量间隙，用以确保放电端101处的非工作端103与不锈钢管6端面之间的非加工间隙足够大，进而确保非工作端103处释放的脉冲电压无法蚀除不锈钢管6表面的金属。以此，在工具电极1偏心运动时，可实现工作端102和非工作端103动态转变。

加工时，将不锈钢管6和工具电极1的放电端101浸入具有一定绝缘度的液体介质中，示例性的，该介质为煤油、矿物油或去离子水；当脉冲电压加到放电端101和不锈钢管6上时，便将当时条件下不锈钢管6和放电端101间的最近点的液体介质击穿，形成放电通道，由于通道的截面积很小，放电时间极短，致使能量高度集中(10⁶W/cm²)，放电区域产生的瞬时高温足以使不锈钢管6表面金属熔化甚至蒸发，以致形成一个小凹坑；第一次脉冲放电结束之后，经过很短的间隔时间，第二个脉冲又在另一极间最近点击穿放电，如此，周而复始高频率地循环下去，工具电极1不断地向不锈钢管6进给，它的形状最终就复制在不锈钢管6上，形成所需要的加工表面；加工的过程中，虽然总能量的一小部分也释放到工具电极1上，造成工具电极1损耗，但是，通过工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动，放电端101处的工作端102在不断变换位置，以此，通过避免工作端102持续加工来降低对工具电极1的损耗，进而，加工的每个时刻，放电端101的工作端102均保持较完整的形状，提高了加工精度。

示例性的，在加工的过程中，电参数满足：

脉冲宽度30～60μs、脉冲间隔20～30μs、平均加工电流0.8～2A、平均加工电压30～60V。

具体的，加工时，通过机床控制工具电极1偏心运动，不锈钢管6保持不动。

其中，工具电极1与设置在机床上的驱动装置连接，该驱动装置包括传动杆2，加工时，机床控制传动杆2摆动，进而，通过传动杆2带动工具电极1做偏心运动；

具体的，传动杆2在摆动平面ZY内顺时针摆动，该摆动平面ZY平行于放电端101所在的平面，以此，实现了工具电极1绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动。

示例性的，在加工的过程中，非电参数满足：

驱动组件的摆动速度为0.4～0.6rpm、加工间隙为10～50μm、加工速度0.02～0.045g/min。

以此，工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动一周，即可完成对不锈钢管折断槽601的加工，实现一次加工到位，加工效率得以显著提高。

与现有技术相比，本发明的工具电极的放电件与导电件可拆卸连接，在电火花加工后，无需将整个工具电极从万向可调夹具上拆卸进行更换，只需更换放电件即可实现更换损坏的工具电极，以此，无需再次调节万向可调夹具即可实现工具电极的装夹，更换方便。

放电件由多个扇形状放电部组成，加工结束后，可实现更换部分损坏的扇形状放电部，从而避免整体置换放电件而增加的加工成本；同时，对于加工形状多样的环形槽，不必为适配该环形槽去设计并加工整个工具电极，可通过更换部分扇形状放电部实现对形状多样的环形槽电火花加工，从而降低环形槽的加工成本。

通过万向可调夹具的第一调节部调节工具电极1在水平面的倾斜角度；根据千分表的检测值和千分表移动的时间和速度，来确定工具电极1在机床的YZ面上的倾斜角度，比对第一连接体18上的角度刻度值，推动转角调整螺栓21至相应刻度，即可实现高精度调节工具电极1在机床的YZ面上的倾斜角度，以此实现对工具电极1的找正，操作方便，提高了加工效率及精度。

加工时，只需将超细长不锈钢管6放置在等高定位块3和辅助承载块4上的V型凹槽内，并利用夹持板5对超细长不锈钢管的上表面进行限位，即可实现对超细长不锈钢管的装夹定位，装夹便捷，且能够确保超细长不锈钢管6在加工过程中的稳定性。

本发明的工具电极1的放电端101为圆环状，其套在超细长不锈钢管6的外端面上作偏心运动，在此过程中，放电端101的端面与超细长不锈钢管6的待加工端面之间的距离在不断改变，距离较近的为工作端102，距离较远的为非工作端103，以此，通过工作端102对超细长不锈钢管6的外端面进行电火花加工；即沿加工方向，工作端102的位置在放电端101的内圆端面上不断改变，即在放电端101的内圆端面靠近超细长不锈钢管6的外端面时，该放电端101的端面为工作端102，在该端面远离超细长不锈钢管6的外端面时，该端面转变为非工作端103，实现了工作端102和非工作端103之间动态转变，以此，避免了工具电极1的工作端102处于持续加工状态，极大降低了对工具电极1的工作端102的损耗，实现了工具电极损耗≤1％，进而降低了工具电极1的工作端面形变，以此提高了对超细长不锈钢管折断槽601加工的精度。

本发明的工具电极1的放电端101套在超细长不锈钢管6上作偏心运动，加工时，放电端101与超细长不锈钢管6的之间的距离由大变小，再由小变大，在距离由大变小的过程中，放电端101与不锈钢管6之间会产生金属碎屑，此时，部分金属碎屑会随工作液经加工间隙处排出，在距离又小变大的过程中，放电端101与不锈钢管6之间的距离可增大近200倍，显著的提高了排出金属碎屑的效率，以此避免了因金属碎屑排出不及时而堆积在放电端101处，从而降低了工具电极1的损耗，以及避免了工具电极1通过金属碎屑直接与不锈钢管6连接而导致短路的风险。

通过工具电极1的放电端101套在超细长不锈钢管6上作偏心运动，可高效的排出金属碎屑，进而实现以较小的加工间隙进行电火花加工，以此，可降低加工电流和加工电压值，降低了加工成本，且能够获得表面粗糙度较低的折断槽601。

通过调整单边给进量的值可实现对不同壁厚的折断槽601进行加工，通过对工具电极1的放电端101的形状调整，可实现不同斜角α的尺寸加工，为产品快速生产和批量化生产奠定了基础。

本发明的工具电极1的放电端101绕超细长不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动一周，即可完成对超细长不锈钢管折断槽601的加工，实现一次加工到位，加工效率得以显著提高。

实施例1

一种用于加工环形槽的组装式电极，包括：导电件25、与导电件电连接的放电件，放电件套在待加工件上并环绕待加工件作偏心运动实现待加工件环形槽的电火花加工；其中，放电件的放电端与环形槽形状匹配，且放电件与导电件可拆卸连接。

具体的，导电件包括导电杆，导电杆的一端为导电端，并装夹在万向可调夹具上，其另一端与放电件电连接。

具体的，工具电极1包括4个限位板27及用于固定限位板27的夹紧件28，4个限位板27围绕成用于固定和连接导电杆一端和放电件的夹持空间。其中，放电件和导电杆的一端分别插在该夹持空间内，通过夹紧件28将放电件和导电杆的一端分别紧固在夹持空间内，实现放电件与导电件25连接。

其中，夹紧件28为两个弧形板，两个弧形板贴合在四个限位板27的外部，两个弧形板通过螺栓相互紧固连接，以此，对四个限位板27施加压力，使得四个限位板27朝向放电件和导电杆挤压，进而实现将放电件和导电杆紧固在夹持空间内。

其中，放电件为圆环状结构，圆环状放电件的上端设有连接部，该连接部用于放置在夹持空间内，并与导电杆电连接。

具体的，将放电件与导电件连接后形成完整的工具电极1，此时，工具电极1一端为圆环状，该圆环的内圆端与折断槽601形状相匹配，工具电极1的另一端为导电端104，与设置在机床上的供电装置的一输出端电连接，用以引入电流，将电流传输至内圆端，此时，该内圆端为放电端101，放电端101套在不锈钢管6的外端面上；加工时，不锈钢管6与供电装置的另一输出端电连接，且工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动，其中，在工具电极1偏心运动的过程中，放电端101的端面与不锈钢管6的待加工端面之间的距离在不断改变，距离是10-50μm的为工作状态，即工作端102，距离大于50μm的为非工作状态，即非工作端103。其中，所有工作端102的加工轨迹共同构成超细长不锈钢管折断槽601。

其中，工具电极1的放电端101的内圆端的中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合，且放电端101与不锈钢管6的外端面之间具有余量间隙，其中，放电端101的端面直径为20mm，为不锈钢管6外径的10倍，以便于确定单边进给量O₁O₂的值；加工时，通过驱动组件带动工具电极1摆动，此时，该工具电极1的放电端101处于绕不锈钢管6的内腔中轴线作偏心运动状态。

其中，利用机床上的自动定中心模块，测量S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄分别为2.055mm、2.060mm、2.065mm、2.050mm，此时，S₁＝2.058mm。

其中，S₂＝10μm；H₁＝0.5mm，H₂＝0.3mm，S₁＝2.058mm，此时，O₁O₂＝2.248mm。

其中，在调节工具电极1的放电端101中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合后，工具电极1在驱动组件的作用下处于偏心运动状态。

其中，工具电极1的导电端104与设置在机床上的供电装置一输出端电连接，不锈钢管6与供电装置的另一输出端电连接，其中，供电装置包括脉冲电源，其两个输出端分别与脉冲电源的正负极连接，用以输出脉冲电压。

其中，在加工的过程中，电参数满足：

脉冲宽度40μs、脉冲间隔26μs、平均加工电流1A、平均加工电压40V。

具体的，还设有传动杆2，以带动工具电极移动；其中，传动杆2的一端与工具电极1连接，传动杆2的另一端安装在机床上，通过机床可控制传动杆2摆动，进而传动杆2带动工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线作偏心运动。其中，加工时，不锈钢管6保持不动。

其中，在加工的过程中，非电参数满足：

传动杆2的摆动速度为0.5rpm、加工间隙S₂为10μm、加工速度0.04g/min、单边进给量O₁O₂为2.248mm。

具体的，还设有万向可调夹具，以装夹并找正工具电极；其中，万向可调夹具包括夹持部、第一调节部、第二调节部；其中，夹持部包括基准座10及安装在基准座10上的夹座11，其中，夹座11和基准座10相邻面之间为用于安装工具电极1的装夹空间，安装时，工具电极1的上端安装在该装夹空间内，包括用于调节对工具电极1装夹力度的紧固螺钉12，该紧固螺钉12螺接在夹座11上，其一端透过夹座11并位于装夹空间内。

其中，装夹空间与工具电极1相接的内端面为V型面，该V型面的角度为90°。

其中，第一调节部包括上下分布的第一固定座13和第二固定座14，第二固定座14通过四个垂直螺钉15安装在第一固定座13的下端，且第一固定座13和第二固定座14相邻面设有间隙；其中，垂直螺钉15的一端透过第一固定座13和第二固定座14，并与第一固定座13螺接，且与第二固定座14滑动相接，在垂直螺钉15的底部设有螺母，以在垂直于第二固定座14的方向上，对第二固定座14进行限位以通过旋转垂直螺钉15来调节第二固定座14在水平方向上的倾斜角度。

其中，在第二固定座14的下端固定安装有绝缘板16，上述基准座10与绝缘板16的下端面固定连接。

其中，第二调节部包括夹具头17、第一连接体18、第二连接体19和转动体20，其中，夹具头17安装在机床上，第一连接体18与夹具头17固定连接，转动体20位于第一连接体18和第二连接体19之间，且转动体20的上端与第一连接体18在水平方向上可转动连接，转动体20的下端与第二连接体19固定相接，第二连接体19的下端与第一固定座13的顶部固定连接。

其中，第一连接体18的下端开设有用于放置转动体20的腔体，该转动体20放置在该腔体内，且转动体20的上端转动安装在腔体的顶壁上；在转动体20的一端安装有转角调节螺栓21，转角调节螺栓21的一端螺接在转动体20上，其另一端透过第一连接体18的腔体壁，位于第一连接体18的外部；在第一连接体18的侧端面上开设有槽口22，以便于转动体20转动时，转角调节螺栓21可滑动在该槽口22内。

其中，在槽口22的长度方向上设有转动角度的刻度，以便于精确控制转角调节螺栓推动的角度，提高对工具电极在机床的YZ面上的找正精度。

转角调节螺栓21推动的角度β满足：

其中，S：以工具电极1的放电端面为基准面，在机床的Y轴方向上移动千分表，千分表的表针移动距离为S；

v₁为千分表移动的速度；

t₁为千分表移动的时间。

具体的，举动组件包括传动杆2，传动杆2的一端与基准座10固定连接，且传动杆2与工具电极1的放电端101的中心线平行；在加工的过程中，传动杆2的另一端安装在机床上，以动过机床带动传动杆2摆动，进而通过传动杆2带动工具电极1和万向可调夹具移动，以实现工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线作偏心运动。

具体的，还设有承载组件，以装夹并找正不锈钢管；其中，承载组件包括安装在机床上的等高定位块3和辅助支撑块4，以将不锈钢管6放置在等高定位块3和辅助承载块4上，来对不锈钢管6进行装夹。

其中，设有两个等高定位块3，两个等高定位块3分别位于不锈钢管6的待加工位置的两侧，两个等高定位块3之间的距离为30mm。

其中，设有两个辅助承载块4，两个等高定位块3位于两个辅助承载块4之间，以通过两个辅助承载块4对不锈钢管6的两端进行支撑、定位。

其中，等高定位块3和辅助承载块4的上端面齐平，等高定位块3和辅助承载块4的上端面开设有V型槽，不锈钢管6放置在该V型槽内，以对不锈钢管6进行限位。

进一步的，在等高定位块3上还设有夹持板5，夹持板5覆盖在V型槽上，并卡接在等高定位块3上，以对不锈钢管6进行限位，进一步提高不锈钢管6的稳定性。示例性的，该V型槽的角度为90°，深度为10mm。

其中，在将不锈钢管6放置在等高定位块3上之前，首先需要对工具电极1进行中找正，然后再将不锈钢管6穿入工具电极1的放电端101内，最后再利用等高定位块3、辅助承载块4及夹持板5对不锈钢管6进行装夹，并通过等高定位块3和辅助承载块4对不锈钢管6进行找正。

实施例2

一种用于加工环形槽的组装式电极，与实施例1的区别在于：放电件为连续的圆环状结构，导电杆与放电件电连接的端部为圆环状结构，放电件可拆卸的安装在导电杆的圆环状端上，且放电件的内圆心和导电杆的圆环状端的内圆心重合。

其中，放电件的外圆端部为安装端，导电杆的台阶孔上设有用于放置安装端的凹槽32，安装端卡在凹槽32内，且放电件通过其安装端与导电杆电连接；

其中，导电杆的台阶孔上还设有圆环状限位板29，圆环状限位板29通过螺栓固定安装在导电杆上，以将放电件的安装端压紧在凹槽32内。

其中，环状结构的放电件的内圆直径尺寸小于导电杆的台阶孔的内圆直径尺寸。

实施例3

一种用于加工环形槽的组装式电极，与实施例1的区别在于：放电件包括多个扇形状放电部30，多个扇形状放电部30形成圆环状放电件26；导电杆与放电件电连接的端部为圆环状结构，放电件可拆卸的安装在导电杆的圆环状端上，且放电件的内圆心和导电杆的圆环状端的内圆心重合。

其中，放电件的外圆端部为安装端，导电杆的台阶孔上设有用于放置安装端的凹槽32，安装端卡在凹槽32内，且放电件通过其安装端与导电杆电连接；

其中，导电杆的台阶孔上还设有多个扇形状限位板31，多个扇形状限位板31形成圆环状限位板29。

其中，多个所述扇形状限位板31分别通过螺栓固定安装在导电杆上，以分别将多个扇形状放电部30压紧在导电杆的台阶孔上。

其中，环状结构的放电件的内圆直径尺寸小于导电杆的台阶孔的内圆直径尺寸。

实施例4

一种环形槽的加工方法，包括以下步骤：

步骤1：利用万向可调夹具对工具电极进行找正；

具体的，通过万向可调夹具5的空间位置，进而来调节工具电极1的空间位置。

其中，将工具电极1固定在万向可调夹具5上，用千分表拉表找正工具电极1设定基准面，调整万向可调夹具，使工具电极1与机床XYZ轴三个维度的相对位置误差≤0.01mm。

具体的，在工具电极上选定XYZ三维度方向上的基准面，将千分表的表头分别触及基准面，然后移动千分表，若表盘上的表针显示移动0-10μm，则精准度符合要求，结束找正过程，若表盘上的表针显示移动大于10μm，则精准度不符合要求，利用万向可调夹具相应的调节工具电极在机床上三个维度的位置，直至表盘上的表针显示移动0-10μm，以此实现对工具电极的找正。

其中，利用千分表对工具电极在机床XYZ三个维度方向进行找正，在完成找正后，千分表的表针在XYZ三个维度的上所移动的值为找正误差，即为相对位置误差。

其中，在机床XYZ轴三个方向上，可在工具电极上加工小平面作为基准面。

示例性的，在机床的Z轴方向上，利用千分表对工具电极进行找正；其中，以工具电极的放电端面为基准面，将千分表的表头触及传动杆的上端水平面，上下移动千分表，若千分表的表针移动0-10μm，则工具电极在Z轴方向上的位置是符合要求的，若千分表的表针移动大于10μm，则通过万向可调夹具的第一调节部对工具电极的位置进行调节，调节后利用千分表继续进行检测，直至千分表移动在0-10μm以内为止。

其中，万向可调夹具的调节过程如下：

具体的，首先将工具电极安装到夹持部内，并利用紧固螺钉压紧工具电极；

接着，以工具电极的放电端面为基准面，，千分表的表头触及基准面，并在机床的Z轴方向上移动，若千分表的表针移动0-10μm，则工具电极在机床的XY面的前后方向上无需调节工具电极的位置，若千分表的表针移动大于10μm，则需要通过第一调节部调节工具电极的位置；

其中，在千分表向上移动的过程中，若表针顺时针移动，则工具电极的上端朝向该基准面倾斜，若表针逆时针移动，则工具电极的上端朝向该基准面的相反方向倾斜，此时，调节靠近放电端面两侧的垂直螺钉的上、下空间位置，即可实现在机床的XY面的前后方向上找正工具电极。

其中，顺时针转动位于偏高端处的垂直螺钉，逆时针转动位于偏低位置处的垂直螺钉，以实现在机床的XY面的前后方向上找正工具电极。

接着，以第二固定座的上端面为基准面，将千分表的表头触及基准面，并在机床的Y轴方向上移动，若千分表的表针移动0-10μm，则在机床的XY面的左右方向上无需调节工具电极的位置，若千分表的表针移动大于10μm，则需要通过第一调节部调节工具电极的位置；

其中，工具电极的上端面为平面，该平面与放电端的中心线平行，且该平面与绝缘板的下端面相接，第二固定座的上端面与工具电极的上端面平行，以此，以第二固定座的上端面为基准面可实现对工具电极在机床的XY面的左右方向上找正。

其中，在千分表向右移动的过程中，若表针顺时针移动，则第二固定座的右端偏高，此时，可调节靠近第二固定座右端的垂直螺钉，使其顺时针转动，或调节靠近第二固定座左端的垂直螺钉，使其逆时针转动。

其中，在千分表向右移动的过程中，若表针逆时针移动，则第二固定座的左端偏高，此时，可调节靠近第二固定座左端的垂直螺钉，使其顺时针转动，或调节靠近第二固定座右端的垂直螺钉，使其逆时针转动，以此，实现在机床的XY面的左右方向上找正工具电极。

接着，以工具电极的放电端面为基准面，千分表的表头触及基准面，并在机床的Y轴方向上移动；若千分表的表针移动0-10μm，则在机床的YZ面方向上无需调节工具电极的位置，若千分表的表针移动大于10μm，则需要通过第二调节部调节工具电极的位置；

其中，在千分表向右移动的过程中，若表针顺时针移动，则工具电极在顺时针方向倾斜，此时，逆时针转角调节螺栓，若表针逆时针移动，，则工具电极在逆时针方向倾斜，此时顺时针转动转角调节螺栓。

其中，利用机床控制千分表在XYZ三个维度方向移动，记录千分表移动时间、速度，以用于获得工具电极在XYZ三个维度方向上的倾斜角度。其中，在机床的YZ面方向上，利用千分表找正工具电极，记录千分表移动时间为t₁、速度为v₁，千分表的表针顺时针转动距离为S；若0μm<S<10μm，此时，无需调整转角调节螺栓；若S>10μm，此时需要逆时针调节转角调节螺栓，以转动体的中心为圆心，转角调节螺栓的推动的角度β满足：

其中，在需要逆时针推动转角调节螺栓时，首先逆时针转动转角调节螺栓，使得转角调节螺栓与第一连接体活动相接，然后在逆时针推动转角调节螺栓，推动角度为-β，在此过程中，参照第一连接体的槽口处的刻度进行调节，可实现在机床的YZ面方向上找正工具电极，找正结束后，顺时针转动转角调节螺栓，以压紧在第一连接体的端面上，避免转角调节螺栓滑动。

以此，实现对工具电极的找正过程。

步骤2：利用承载组件装夹不锈钢管6，并对不锈钢管6进行找正；

具体的，首先将2件等高定位块3和2件辅助支撑块4固定在工作台9上，利用千分表拉表找正其侧面与机床X轴平行，并利用机床调节等高定位块3和辅助承载块4的位置，其中，平行度误差≤0.01mm。

然后将不锈钢管6放置在等高定位块3上，在放置之前先将不锈钢管6穿过工具电极1下端的内圆端，通过等高定位块3确保不锈钢管6处于水平位置，2件等高定位块3之间的距离为30mm；

接着将不锈钢管6的两端放置在辅助支撑块4上，最后用夹持板5固定。

步骤3：利用机床调整工具电极1的放电端101的中心线与不锈钢管6的内腔中轴线重合；

具体的，首先通过机床在X轴向上移动承载组件来调节不锈钢管6的位置，以使得不锈钢6的待加工位置位于工具电极1的放电端101内；

接着，通过机床自动定中心模块，测量S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄的数值，若四个数值相等或误差在±0.02mm以内，则实现工具电极1的放电端101的中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合，若不重合，则通过机床继续调节承载组件的位置，直至符合要求。

步骤4：以煤油和水为工作液，在工作液中利用工具电极1对不锈钢管6进行电火花加工。

S101：控制工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动；

具体的，机床带动传动杆2在YZ平面摆动，进而通过传动杆2控制工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线进行偏心运动；偏心运动方向8如图10所示。

其中，传动杆2的摆动速度为0.5rpm；

S₁₁、S₁₂、S₁₃、S₁₄实际测量值分别为2.055mm、2.060mm、2.065mm、2.050mm，此时，S₁＝2.058mm；

加工间隙S₂为10μm；

单边进给量O₁O₂＝S₁+(H₁-H₂)-S₂＝2.058+(0.5-0.3)-0.01＝2.248mm；

加工速度为0.04g/min。

S102：工具电极1进行偏心运动时，向工具电极1通电，以进行电火花加工。

具体的，电参数满足：

脉冲宽度40μs、脉冲间隔26μs、平均加工电流1A、平均加工电压40V。

其中，加工结束后，更换受损的放电件，以降低对加工精度的影响。

以此，工具电极的放电端绕不锈钢管的内腔中轴线偏心运动一周，即可完成对不锈钢管折断槽的加工，实现一次加工到位，加工效率得以显著提高。

利用上述加工方法对#01-#10件超细长不锈钢管进行折断槽加工，加工参数如下表1所示。

表1加工参数

加工要求：折断槽壁厚为0.3±0.05mm、斜角α为90°。

检测结果如下表2所示。

表2检测结果

其中，电极消耗比为E/W*100％，其中，E为工具电极的放电端直径尺寸变化量，W为工具电极的内圆端的初始直径尺寸。

由表2可以看出，本发明的加工的10件不锈钢管的折断槽的槽深的平均值为0.2146mm，标准差为0.01427，离散系数为0.07，折断槽角度均为90°，折断槽壁厚的平均值为0.299mm，标准差为0.006681，离散系数为0.02，可见，采用本发明的加工方法能够实现对超细长不锈钢管折断槽加工，且所加工的折断槽精度高且稳定，不会损坏超细长不锈钢管，且对工具电极的损耗较小。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于加工环形槽的组装式电极，其特征在于：包括导电件、与导电件电连接的放电件，所述放电件套在待加工件上并环绕待加工件作偏心运动实现待加工件环形槽的电火花加工；

其中，所述放电件的放电端与环形槽形状匹配，且所述放电件与导电件可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：所述导电件包括导电杆，所述导电杆的一端为导电端，并装夹在万向可调夹具上，其另一端与放电件电连接。

3.根据权利要求2所述的电极，其特征在于：所述电极包括多个限位板及用于固定限位板的夹紧件，多个所述限位板围绕成用于固定和连接导电杆一端和放电件的夹持空间。

4.根据权利要求2所述的电极，其特征在于：所述放电件为圆环状结构，所述导电杆的一端开设与放电件同轴的台阶孔，放电件可拆卸的同轴安装在导电杆的台阶孔内。

5.根据权利要求2所述的电极，其特征在于：所述放电件的外圆端部为安装端，所述导电杆的一端为圆环状端部，圆环状端部上设有用于放置安装端的台阶通孔状凹槽，所述安装端卡在所述凹槽内，且所述放电件通过其安装端与导电杆电连接；

其中，所述导电杆的圆环状端部上还设有圆环状限位板，所述圆环状限位板通过螺栓固定安装在导电杆上，以将所述放电件的安装端压紧在凹槽内。

6.根据权利要求5所述的电极，其特征在于：所述放电件为连续的环状结构，环状结构的所述放电件的内圆直径尺寸小于所述导电杆的圆环状端部的内圆直径尺寸。

7.根据权利要求5所述的电极，其特征在于：所述放电件包括多个扇形状放电部，多个所述扇形状放电部形成所述圆环状的放电件；

其中，多个所述扇形状放电部之间电连接；

所述放电件的内圆直径尺寸小于导电杆的圆环状端部的内圆直径尺寸。

8.根据权利要求7所述的电极，其特征在于：所述圆环状限位板包括多个扇形状限位板，多个扇形状限位板形成所述圆环状限位板；

其中，多个所述扇形状限位板分别用于将多个扇形状放电部压紧在导电杆的圆环状端部上。

9.根据权利要求1所述的电极，其特征在于：所述放电件包括多个环绕待加工件周向设置的电火花加工点位；

其中，在放电件环绕待加工件作偏心运动电火花加工的过程中，同一所述电火花加工点位包括工作态和非工作态；

通过多个环绕待加工件周向设置的所述电火花加工点位的工作态实现待加工面上环形槽的加工。

10.一种环形槽的加工方法，其特征在于：包括利用权利要求1-9中任一项所述的电极对待加工件环形槽进行电火花加工。

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