电火花穿孔机加工大深径比加工工艺

在电火花加工制造业中，通常将直径小于3mm的孔称为“小孔”,而深径比大于100的小孔称为“深小孔”，此类深小孔加工，当采用常规金属钻削工艺加工时，因钻头工具强度尺寸限制，当加工深径比超过60时，加工过程就显得比较困难，采用一般的电火花高速小孔（亦称细孔）加工工艺，因电极损耗通常为1：1 ，小孔加工的深径比一般只能达到150～200左右。为了解决生产中提出的大深径比（≥200）的深小孔加工需求，我公司进行了一系列的工艺试验，近期取得了一定的进展，已成功地实现了深径比近500mm的深小孔加工。 
要实现大深径比深小孔加工，标准的电火花高速小孔机床的规格已远远满足不了加工的要求，必须开发新型的大深径比电火花小孔机；从机床本身来说，要加大电极导向器到工作台面的间隔距离，同时加大电极一次进给行程，开发使用的电极导向器，使其能够满足加工的需要。我们选用的试验机床为SEJ-GK01型电火花高速小孔加工机床，并对该机床的立柱部分进行了升高加固处理，使电极导向器到工作台面的距离达到了820㎜。试件材质为４５钢冷拔棒料，经调质处理，尺寸为φ10×800。加工用工具电极为φ2mm×400mm、φ2mm×600mm多孔黄铜管。工作液为去离子水。根据工件加工要求，深800mm小孔试件可以采取两端加工的接刀方式，试件在加工前要行调直，使试件轴线直线度误差≤0.05mm。工件装卡采用800mm 高度V型直线卡具，用精密直角尺测试卡具对工作台的垂直度，对其进行找正，然后采用多点固定方式固定。 
将电极与试件找正、定心后，开始使用长度400mm电极管，试加工深度100～150mm，待稳定正常后，即可继续加工。最后采用长度600mm电极管，尽可能往深处加工。每根电极达到电极夹头与导向器接近极限位置时中止加工，更换电极，最终加工深度尺寸超过450㎜，这样可减少调头后的加工深度。调头二次加工采取与前述相同的工艺措施，待打透后，孔径尺寸在φ2.2～φ2.5之间，接刀处可能有0.1~0.3mm左右的台阶（几个试件加工后均有明显或不明显台阶）。估计是加工过程中试件变形，轴线弯曲，调头加工时，轴心线不在同一直线上产生了台阶。目测试件端面孔的中心并无明显偏差，有明显台阶的试件在加工后，用φ2×600黄铜电极管穿过时十分困难，甚至无法通过；而用φ1.5×500黄铜电极管就可轻松通过；好的试件是φ2.2的成形孔用φ2×600黄铜电极管穿过时，可以轻松通过。为了减少加工时试件的弯曲变形，加工前试件要仔细校直，加工过程中要注意试件的充分冷却（加大冲液压力及附加冷却装置），防止温度过高，试件局部变形过大，导致加工失败。 
从试件加工情况看，因受试验机床加工范围及其它条件和工艺经验的制约，目前在小孔一次加工深度尺寸和小孔的直线度误差方面，还显不足，孔径及直线度误差大约在±0.20mm左右，虽然一般可满足作为线切割加工穿丝孔的要求，不过，我公司拟在电火花高速小孔加工机床结构、配套导向器研制及加工工艺方面作进一步研究探索，使深小孔加工的各项工艺指标有大幅度提高。