電火花加工 Technical advantages
qianyihangfa
1943 年蘇聯(lián)科學(xué)家利用電火花的蝕除作用開發(fā)了電火花加工。由于其獨(dú)特的加工能力，電火花加工已廣泛應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域。電火花加工技術(shù)（Electrical Discharge Machining）是在一定介質(zhì)中（通常為煤油、去離子水）利用兩個(gè)電極（一極是工具電極，另一極則為工件）之間產(chǎn)生脈沖火花放電時(shí)的電蝕效應(yīng)來達(dá)到蝕除被加工工件材料目的的加工技術(shù)。
在航空航天領(lǐng)域中采用電火花加工復(fù)雜型面的零件，根據(jù)電極的形狀和運(yùn)動(dòng)方式可將電火花加工分為兩類。一種是采用復(fù)雜的電極沿簡(jiǎn)單進(jìn)給軌跡進(jìn)行加工零件，此時(shí)要求制造電極的數(shù)控機(jī)床聯(lián)動(dòng)軸數(shù)較多，而對(duì)電火花加工機(jī)床的聯(lián)動(dòng)軸數(shù)要求相應(yīng)降低，這種加工方式稱為電火花成形加工。成形拷貝法采用與葉片型面完全貼合的成形電極進(jìn)行拷貝加工，葉片成形精度較高，是加工整體葉輪的有效方法。一種思路是采用簡(jiǎn)單電極沿復(fù)雜進(jìn)給軌跡來加工零件，電極制造較為簡(jiǎn)單，但要求電火花加工機(jī)床的聯(lián)動(dòng)軸數(shù)較多，這種加工方式也稱為電火花銑削加工，優(yōu)點(diǎn)是電極制造簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是葉片成形精度低，電極損耗快。
多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控電火花加工具有明顯優(yōu)勢(shì)：
1）加工材料范圍廣，包括鎳基高溫合金、硬質(zhì)合金、鈦合金等各種傳統(tǒng)切削方法難以加工的材料，均可采用電火花加工；
2）電火花加工機(jī)床可實(shí)現(xiàn)多自由度聯(lián)動(dòng)控制，能完成非常復(fù)雜的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，有效避免了電極與工件之間的干涉問題，而且進(jìn)給分辨率通?？蛇_(dá)1um 或更高，可以加工精度要求很高的零件；
3）電火花加工過程中，不存在宏觀力的作用，電極和工件都不會(huì)產(chǎn)生宏觀力變形，電極的最小厚度可以達(dá)到1mm 以內(nèi)，可加工幾何尺寸窄小的流道。
閉式整體渦輪盤是典型的半封閉式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，葉片型面彎扭且流道狹窄。若采用電火花銑削加工難以進(jìn)行路徑規(guī)劃，甚至無法找出電極與渦輪葉盤不發(fā)生干涉的刀軌。數(shù)控電火花加工機(jī)床可實(shí)現(xiàn)多自由度聯(lián)動(dòng)控制，能完成非常復(fù)雜的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，有效避免了電極與工件之間的干涉問題，而且進(jìn)給分辨率通?？蛇_(dá)1um 或更高，可以加工精度要求很高的零件。數(shù)控電火花成形加工成為制造閉式整體渦輪盤的理想選擇，這已在各國(guó)渦輪制造領(lǐng)域形成共識(shí)。
小型航空渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)上的葉輪大部分為整體葉輪（包括高、中、低壓渦輪；前、后排整流器和導(dǎo)風(fēng)輪），葉片與輪盤一體，形狀復(fù)雜，葉片加工困難。用普通機(jī)械方法加工，需要使用靠模銑等設(shè)備及復(fù)雜工序，而且葉輪為耐熱合金材料，刀具磨損大，加工效率低。采用電火花加工，則可以簡(jiǎn)化加工設(shè)備和工序，提高加工速度。由于葉片沿葉身方向扭曲很大，葉片端部對(duì)葉盤根部有較大的覆蓋，葉身方向各個(gè)截面相互扭曲也較大，為不產(chǎn)生干涉，根據(jù)葉片彎扭程度，輪盤需沿軸向和徑向旋轉(zhuǎn)不同的角度，保證電極進(jìn)給方便。如，美國(guó)NUCON 公司曾采用五軸數(shù)控銑床加工AZB6 型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的不銹鋼翼型。該翼型上有103 片復(fù)雜扭曲葉片，零件的公差為0.03mm。葉片是由兩條雙曲面扭曲線形成，曲面?zhèn)€個(gè)相鄰葉片相互之間的通道狹窄，僅為5.lmm，定位相當(dāng)困難。在精加工成型前，需要先用三軸數(shù)控機(jī)床在葉片之間進(jìn)行粗加工，以減少刀具的損耗。加工每個(gè)零件需要2000個(gè)小時(shí)。美國(guó) MACROEDM 公司使用日本SODICK 電火花加工機(jī)加工該零件，整個(gè)加工工程僅需400 個(gè)小時(shí)，比原來的機(jī)械加工方法效率提高了5 倍。
國(guó)內(nèi)哈爾濱工業(yè)大學(xué)及西北工業(yè)大學(xué)對(duì)電火花加工整體渦輪在電火花電極設(shè)計(jì)與制造、電極運(yùn)動(dòng)軌跡等關(guān)鍵工藝方面做了許多研究。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的王剛、詹涵菁、吳湘等人在趙萬生教授的指導(dǎo)下就閉式整體渦輪盤的多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控電火花加工進(jìn)行了一系列有價(jià)值的研究，提出了多種電火花加工整體渦輪特別是閉式彎扭整體渦輪盤的加工方案，解決了加工中的許多關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)出了加工渦輪盤的專用軟件TB CAM 以及Blisk CAM，并應(yīng)用這兩種軟件在電火花加工機(jī)床上加工出來合格的試件。
美、英、俄等國(guó)利用數(shù)控電火花加工帶冠整體葉輪，我國(guó)也逐步掌握這項(xiàng)技術(shù)。
網(wǎng)址：www.11y72f.cn
郵箱：sales@dlqyhf.com
電話：0411-39073317
公司地址：遼寧省大連市長(zhǎng)興島
