[发明专利]一种工具电极加工工艺及采用该工具电极加工微孔的方法

权利要求书

1.一种工具电极加工工艺,其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在微细电火花加工机床安装工具电极(2)和反拷块电极(3)，反拷块电极(3)连接负极，工具电极(2)连接正极；并通过在线测量装置(4)观测工具电极(2)的加工量；

步骤二：设定工具电极(2)的轴向进给量X₁和径向进给量Z₁；X向进给、Z向进给设定按如下方法进行：

X₁＝(D₁-D₂)/2+A+B

Z₁＝L₁D₂+C

其中：A为反拷块电极损耗补偿,B为装卡误差补偿，C为工具电极尖端锥度误差补偿；用于加工工具电极(2)的电极工具直径为D₁、磨削完成后工具电极(2)的直径为D₂，磨削完成后工具电极的长径比L₁；

步骤三：在X、Z向进给设定好之后，预设定粗加工和精加工的电参数；其中，

粗加工电参数：脉宽，2.5μs-4.7μs；脉冲间隔，10μs-30μs；开路电压，60V-80V；峰值电流：4.8A-6A；主轴转速：200r/min-300r/min；冲油量：20ml/s-50ml/s；

精加工电参数：脉宽，0.5μs-2.7μs；脉冲间隔，5μs-15μs；开路电压，50V-60V；峰值电流：1.5A-5A；主轴转速：200r/min-300r/min；冲油量：20ml/s-50ml/s；

步骤四：启动机床，按照设定参数使反拷块电极对工具电极(2)依次进行粗磨削和精磨削，在线测量装置(4)对加工量进行检测，并根据检测结果调整加工参数，具体方法如下；

首先，反拷块电极(3)与工具电极(2)接触感知，粗磨削过程中每磨削15s-20s设定程序暂停一次，将工具电极(2)快速移动到在线测量装置(4)的聚焦点，检测工具电极(2)直径，重复粗加工步骤，直至将工具电极(2)加工至(1.3-1.4)D₂；调整到精加工电参数，每磨削5s-10s设定程序暂停一次，将工具电极(2)快速移动到在线测量装置(4)的聚焦点，检测工具电极(2)直径是否磨削到直径D₂，否则，继续重复上述精加工步骤，直到达到要求直径值D₂。

2.根据权利要求1所述的一种工具电极加工工艺,其特征在于，所述工具电极(2)为碳化钨硬质合金电极，所述反拷块电极(3)为铜钨合金。

3.根据权利要求1所述的一种工具电极加工工艺,其特征在于，所述在线测量装置(4)集成于微细电火花加工机床，其测量精度优于4μm，用于实现对工具电极(2)的精确对焦测量。

4.根据权利要求1所述的一种工具电极加工工艺,其特征在于，所述微细电火花加工机床的脉冲电源可输出最小脉宽不大于20ns的窄脉冲，单次放电能量可控制在10^-8J-10^-6J数量级之间，伺服进给系统进给量控制在微米级范围内，机床主轴(7)的径向跳动误差不大于0.004mm。

5.根据权利要求1所述的一种工具电极加工工艺,其特征在于，所述工具电极(2)的伸出机床主轴(7)端面的长度设定为Z₁+(1mm-2mm)，确保加工安全。

6.根据权利要求1所述的一种工具电极加工工艺,其特征在于，所述反拷块电极(3)的放电加工面与机床工作台(8)的垂直度小于0.005mm。

7.一种采用权利要求1所述工具电极进行微孔加工的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将微孔工件(5)在微细电火花加工机床上装卡固定；

步骤二：调整电源极性，将工具电极(2)作为电极加工工具，即工具电极(2)连接正极，微孔工件(5)连接负极，并设定微孔加工电参数，所述电参数如下：电极极性，负极性；脉宽，1μs-5μs；脉冲间隔，10μs-100μs；开路电压，50V-80V；峰值电流：2A-6A；主轴转速：200r/min-300r/min；平动量：0-0.02mm；冲油量：30ml/s-50ml/s；

步骤三：在电参数设定完成后，依据设计要求设定微孔加工深度Z₂

Z₂＝L₂+D₃+E

L₂—实际要求加工深度；D₃—电极损耗补偿；E—电极尖端锥度补偿；

步骤四：启动机床，将工具电极(2)移动到加工起始点，并按照预设电参数和所设定微孔加工深度Z₂对微孔工件(5)进行加工。