[发明专利]一种密集群孔电火花加工用阵列式组合电极及其制备方法

说明书

本发明涉及一种密集群孔电火花加工用阵列式组合电极及其制备方法，针对现有电极制造技术存在的难度大、效率低、成本高，电加工质量和效率难以保证等缺点，通过突破标准单电极挤压成型制造、阵列式电极模具设计、电极快速固紧和拆卸等关键技术，提供了一种能够快速装卸和灵活组合的密集群孔电火花加工用阵列式组合电极及其制造方法，具体实施步骤：包括标准单电极的设计和制造、阵列式电极模具的设计和制造、电极基座和组合挡板的设计和制造、组合电极工装的装配、标准单电极的装配和低熔点合金浇铸和电极固定。本发明具有低成本、高效率、高质量、高可靠性的优势，能够实现群孔结构的高效、高精度加工，满足军、民领域产品的加工要求。

技术领域

本发明涉及一种用于群孔结构高效、高精度电火花加工的阵列式组合电极及其制备方法，属电火花加工技术领域。

背景技术

电火花加工技术是特种加工技术中的一种，主要利用工具电极和工件之间脉冲性电火花放电时产生的高温烧蚀现象蚀除工件材料；在每一个脉冲放电周期，加工过程大致可分为以下四个连续的阶段：（1）极间介质电离、击穿，形成放电通道；（2）介质热分解，工件材料熔化、汽化、热剥离或整体颗粒移除；（3）通过介质的作用，工件材料被抛出原界面；（4）极间介质消电离，放电通道消除。这四个阶段不断循环，从而形成了宏观的电火花放电蚀除过程，使得电极形状可以真实地复制于工件上，从而满足工件成型加工的需求。电火花加工技术具有不受材料强度、硬度等物性的限制，加工无切削力，表面质量好，精度高，便于实现自动化和批量加工，成本竞争力强等技术优势，广泛应用于各种难切削材料和复杂特征结构的加工。

大量军、民用零件设计采用多孔数、密集分布群孔结构。此类构件多由切削性能差的高强、高硬材料组成，孔形为小尺寸异形或圆形，以上结构特点导致采用常规的机械切削加工变得非常困难，部分深径比较大的斜孔结构甚至无法加工，普遍存在效率低，成本高，质量差等问题，因此需要采用电火花加工技术予以解决。

针对密集群孔结构，现有技术主要是采用单根电极形式逐孔加工，电极主要通过线切割或机械切削方法制造。然而，线切割或机械加工单根电极具有以下不足：（1）采用线切割的加工速度普遍较慢，而且考虑到电极加工精度和应力变形的因素，采用机械加工也需要控制较慢的加工速度，电极的制造效率低，成本高；（2）采用单根电极逐孔加工的效率低，而且需要频繁更换、装夹和定位电极，导致操作工作量大，生产准备周期长，进一步降低了加工效率，特别不利于零件的批量化生产；（3）对于大深径比加工，需要很长的电极，导致电极尺寸精度及其一致性的控制难度极大，影响群孔的加工精度。

为提高单根电极的电加工效率，常采用线切割或机械加工整体电极形式予以改进，虽然能够实现所有孔形同步加工，但仍具有以下不足：（1）整体电极制造难度大，周期长，成本高，特别是由于电极间隙很小，清理加工碎屑和校正电极的难度和工作量很大；（2）由于整体电极容易变形，电极长度受限，因此需要分别制造粗、精加工整体电极，进一步增加了电极制造成本和周期；（3）由于电极数量多，粗、精加工电极重复定位精度很难保证，影响群孔加工精度。

综上所述，采用传统电极结构存在许多难以解决的问题，不适用于密集群孔结构的加工。针对这一技术难题，提出了一种新的电极结构，解决了传统电极存在的问题，能够实现群孔结构同步高效、高精度加工。

发明内容

本发明正是针对现有电极制造技术存在的难度大、效率低、成本高，电加工质量和效率难以保证等缺点，通过突破标准单电极挤压成型制造、阵列式电极模具设计、电极快速固紧和拆卸等关键技术，提供了一种能够快速装卸和灵活组合的新型密集群孔同步电加工组合电极及其制造方法，具有低成本、高效率、高质量、高可靠性的优势，能够实现群孔结构的高效、高精度加工，满足军、民领域产品的加工要求。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下方案实现：