[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

说明书

技术领域

本发明涉及特种加工技术领域，特别是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。

背景技术

随着世界范围的产品小型化和精密化，微细加工技术在现在制造技术中占据越来越重要的地位，大深径比(大于10)的微孔(孔径小于Φ0.5mm)加工是一项世界性的加工难题。目前，常用的微孔加工主要有微细电火花加工、钻削、激光加工、超声波加工、电解加工等，微细电火花加工技术以其非接触加工、无宏观应力、易实现大深径比的特点已经发展成为微细加工技术的一个重要分支。影响工具电极磨削精度的因素较多，不同的电极材料、主轴转速、电参数、冷却方式电极精度差异较大，这也导致电火花加工微孔存在磨削工具电极偏心、正锥形缺陷比较常见，工具电极直径及微孔精度不易控制，加工一致性、稳定性较差等问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供了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，解决了具有大深径比的微孔电火花加工问题。

本发明的技术解决方案是：

一种工具电极在线磨削制备方法,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和反拷块电极，反拷块电极连接负极，工具电极连接正极；并通过在线测量装置观测工具电极的加工程度；

步骤二：设定工具电极的轴向进给量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；选取的电极工具直径D₁、磨削加工电极工具直径D₂，磨削后的工具电极的长径比L₁，X向进给量X₁，Z向进给量Z₁；

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：电极极性，正极性；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；伺服参考电压COMP，40％-60％；冲油量：20ml/s-50ml/s；

精加工电参数：电极极性，正极性；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；伺服参考电压COMP：40％-60％；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依次进行粗磨削和精磨削，并在线观测系统对加工量进行检测，并根据检测结果调整加工参数；

首先，反拷块电极与工具电极接触感知，粗磨削过程中每磨削15s-20s设定程序暂停一次，将工具电极快速移动到在线测量系统聚焦点，检测工具电极直径，将工具电极加工至(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，将工具电极快速移动到在线测量系统聚焦点，检测工具电极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。

所述工具电极为碳化钨硬质合金电极，所述反拷块电极为铜钨合金。

所述在线测量装置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的精确对焦测量。

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，设备主轴径向跳动误差不大于0.004mm。

所述工具电极的伸出长度设定为Z₁+(1mm-2mm)，确保加工安全。

所述反拷块电极放电加工面与机床工作台的垂直度小于0.005mm。

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：将微孔加工工件在微细电火花加工机床上装卡固定；