專利名稱：大量微小孔的群電極電火花加工工藝方法和裝置的制作方法
技術領域：
屬電火花加工方法和裝置領域，應用在紡織機械裝備加工領域中。
背景技術：
據統計，我國制造業的產值占整個國民生產總值(GDP)的35％，輕紡制造業的產值占整個制造業產值的30％。在紡織行業中，大量的布匹需經過涂膠、著色等涂料處理工藝的生產過程。其中，成套紡織機械裝備中的涂輥是布匹涂料工藝處理的關鍵部件，決定著成套紡織機械的高效、精密的機械性能指標，工藝性能及其布匹的質量和技術要求指標。因此，涂輥的加工與成形是紡織機械裝備的關鍵技術之一。涂輥的加工有以下幾方面的難點(1)孔徑小，一般為0.4mm-1.5mm；數量多，孔量大于10萬個；排列密，兩孔壁最小間距為0.4mm-1mm；全輥面上小孔的局部與整體排列精度與可靠性要求高。
(2)加工工期長、成本高用傳統的機械鉆頭或銑刀等成孔方法，難以滿足涂輥上大批量小孔的成孔技術要求。即使采用數控鉆孔、銑孔，可以保證一定范圍的孔位置精度，但是，由于刀具尺寸小、剛性差、在圓柱面上鉆孔對中性差，容易偏心，以及由于孔數多，容易產生刀具磨損或斷裂等問題，而導致廢品率增大。
(3)勞動強度大如果聘用水平較高的鉗工操作機床，可保證一定數量小孔的成孔位置精度，但是，由于小孔的數量大導致操作者的勞動強度大，難以保證小孔的整體排列精度與可靠性。
(4)小孔的深徑比不小于2.5的大批量小孔的常規成孔方法少除模具成孔外，未見其它較大深徑比微小孔的同時批量成孔方法。
發明內容
本發明目的是為解決大批量微小孔的成孔加工技術難題，為紡織機械裝備中的關鍵零部件-涂輥的加工提供高效、可靠、高質量的關鍵制造工藝方法，以滿足全輥面上小孔的局部與整體排列精度和可靠性的要求；縮短工期、降低成本，減輕勞動強度。
本發明采用的技術方案一種大量微小孔的群電極電火花加工裝置由電極、電火花加工工作液12、工作液箱13組成，電極是由M個單個電極9組成的群電極；還有兩件螺旋調整方槽型結構件4，兩端各一件，在螺旋調整方槽型結構件4上裝有調整夾緊螺釘16，在螺旋調整方槽型結構件4中，裝入群電極V型槽定位庫14，群電極V型槽定位14上加工有M個V型槽，每個V型槽中安裝單個電極9，由導向元件10導向；在M個單個電極9上裝有壓緊彈性調整墊15，可調壓板3安裝在壓緊彈性調整墊15上；群電極聯接軸2的一端聯接在群電極V型槽定位庫14上，另一端與機床主軸1聯結；安裝在工作臺8上的工件定位V形鐵7上安裝大量微小孔類零件11，大量微小孔類零件11的一端裝有法蘭盤5，法蘭盤5上的聯接軸與分度頭6相聯。
一種大量微小孔的群電極電火花加工工藝方法，采用群電極實現小孔同時批量化的成形加工工藝對于回轉類零件，首先調整群電極對正零件加工基準，即起始排孔所在直線(或稱母線)，軸向起始與零件工作面左側基準對正，定位固定后，加工出第一條母線上的M個小孔；然后操作分度機構使被加工件轉動相鄰排的圖紙要求大小的轉動角，同時，操作工作臺向右平移被加工件，移動距離為1/2相鄰孔中心距離，定位固定后，加工出第二條母線上的M個小孔；依次，再操作分度機構使被加工件轉動相鄰排的一個轉動角，同時，操作工作臺向左平移被加工件，移動距離為1/2相鄰孔中心距離，定位固定后，加工出第三條母線上的M個小孔；不斷重復上述過程，即相鄰排轉動一個轉動角，同時，是單數排的軸向左對正，是雙數排的軸向右對正，直至加工出第N排，即最后一排的小孔，總共加工出M×N個微小孔的均勻交叉網格排列的零件來。
對于平面類零件大量微小孔的群電極電火花加工工藝方法是相鄰排孔的分度轉位，以平面內的移動代替，實現平面類均勻交叉網格排列的大量微小孔的群電極電火花加工。本發明采用單電極的電信號檢測方法，通過控制所有單電極電信號均勻一致，保證小孔尺寸一致，即保證孔排列均勻性。
群電極法電火花加工綜合工藝參數范圍為電壓V總＝24-30V，電流密度I平均＝10-100A/cm2，接近0.4mm尺寸的微小孔加工，電壓和電流密度取推薦參數的下限，接近1.5mm尺寸的小孔加工，電壓和電流密度取推薦參數的上限，脈沖寬度ton和脈沖間隔toff均為毫秒至幾十毫秒量級的范圍，ton與toff之比在0.6-0.8范圍內，以保證整個加工狀態的穩定性。
發明效果采用群電極法，成功制作出用于紡織機械生產線上的涂輥零件，充分滿足了涂輥類零部件的圖紙技術要求，包括各項尺寸、形狀、位置精度與質量要求。精度高，成本低，單件加工的生產效率提高10-20倍。
圖1-大量微小孔群電極法電火花成孔裝置簡圖；圖2-是圖1A-A的群電極結構剖視圖。其中1-機床主軸，2-群電極聯接軸，3-可調壓板，4-螺旋調整方槽型結構件，5-法蘭盤，6-分度頭，7-工件定位V形鐵，8-工作臺，9-單個電極，10-導向元件，11-大量微小孔類零件，12-電火花加工工作液，13-工作液箱，14-群電極V型槽定位庫，15-壓緊彈性調整墊，16-調整夾緊螺釘。
圖3-涂輥零件圖。
圖4-采用群電極電火花加工方法加工的涂輥零件實物照片。
具體實施例方式
結合附圖詳細說明本發明的實施，如涂輥直徑為220mm，工作面長度為1100mm的涂輥，要求在涂輥面上加工出14.4萬個(軸向400個、周向360個)，直徑為1.3mm，深度為3mm的通小孔，孔中心位置按網格交叉點的分布關系排列，見附圖3。每排相鄰孔中心的定位距離和相鄰排分度間距均為2.4mm，分度距離通過相鄰排周向轉動1°角來實現，小孔的最近處壁厚為0.9mm，針對涂輥上大量微小孔的成形技術要求，采用群電極電火花批量孔加工方法和裝置，見附圖1、2。方法如下(1)電火花加工前的準備，按照圖紙要求，確定單電極尺寸，直徑為1.1mm，即放電規準調解為單邊放電間隙0.1mm，滿足圖紙要求的1.3mm小孔，長度58mm；群電極結構制作由400個單電極V形槽(槽深1mm，V形角90°，間距2.4mm)組成群電極V型槽定位庫14，與螺旋調整方槽型結構件4構成整體群電極。(2)電火花加工開始，首先安裝待加工涂輥與工作液箱內的定位元件上，左端與分度法蘭盤聯接，共約束5個自由度，此時的上母線為加工起始排，用涂輥的重力保證工藝系統加工過程的固定位置；然后，聯接群電極于機床主軸頭上，群電極加工端對正涂輥的上母線，涂輥接電源負極，群電極接電源正極。(3)電火花參數設定，電壓V總＝30V，電流密度I平均＝80A/cm2，脈沖寬度ton和脈沖間隔toff均為毫秒至幾十毫秒量級的范圍，ton與toff之比取0.6，以保證整個加工狀態的穩定性。(4)操作過程，調整群電極對正零件加工基準，即起始排孔所在直線，逐排群電極電火花成孔，定位固定后，加工出第一條母線上的400個小孔；然后操作分度機構使被加工件轉動相鄰排的圖紙要求大小的轉動角1度，同時，操作工作臺向右平移被加工件，移動距離為1/2相鄰孔中心距離，定位固定后，加工出第二條母線上的400個小孔；依次，再操作分度機構使被加工件轉動相鄰排的一個轉動角1度，同時，操作工作臺向左平移被加工件，移動距離為1/2相鄰孔中心距離，定位固定后，加工出第三條母線上的400個小孔；不斷重復上述過程，即相鄰排轉動一個轉動角，同時，是單數排的軸向左對正，是雙數排的軸向右對正，直至加工出第n排，即最后一排的小孔，依次調整網格交叉點位置/分度與移位，加工出符合圖紙要求的微小孔，涂輥零件上大量小孔結果為周向360排，每排400個直徑為1.3mm，每排相鄰孔中心距與相鄰排分度間距均為2.4mm，合計360×400＝14.4萬個小孔，見附圖4。
權利要求
1.一種大量微小孔的群電極電火花加工裝置由電極、電火花加工工作液[12]、工作液箱[13]組成，其特征是電極是由M個單個電極[9]組成的群電極；還有兩件螺旋調整方槽型結構件[4]，兩端各一件，在螺旋調整方槽型結構件[4]上裝有調整夾緊螺釘[16]；在螺旋調整方槽型結構件[4]中，裝入群電極V型槽定位庫[14]，群電極V型槽定位庫[14]上加工有M個V型槽，每個V型槽中安裝單個電極[9]，由導向元件[10]導向；M個電極[9]上裝有壓緊彈性調整墊[15]，可調壓板[3]安裝在壓緊彈性調整墊[15]上；群電極聯接軸[2]的一端聯接在群電極V型槽定位庫[14]上，另一端與機床主軸[1]聯結；安裝在工作臺[8]上的工件定位V形鐵[7]上安裝大量微小孔類零件[11]，大量微小孔類零件[11]的一端裝有法蘭盤[5]，法蘭盤[5]上的聯接軸與分度頭[6]相聯。
2.一種大量微小孔的群電極電火花加工工藝方法，其特征是采用群電極實現小孔同時批量化的成形加工工藝對于回轉類零件，首先調整線型群電極對正零件加工基準，即起始排孔所在直線(或稱母線)，軸向起始與零件工作面左側基準對正，定位固定后，加工出第一條母線上的M個小孔；然后操作分度機構使被加工件轉動相鄰排的圖紙要求大小的轉動角，同時，操作工作臺向右平移被加工件，移動距離為1/2相鄰孔中心距離，定位固定后，加工出第二條母線上的M個小孔；依次，再操作分度機構使被加工件轉動相鄰排的一個轉動角，同時，操作工作臺向左平移被加工件，移動距離為1/2相鄰孔中心距離，定位固定后，加工出第三條母線上的M個小孔；不斷重復上述過程，即相鄰排轉動一個轉動角，同時，是單數排的軸向左對正，是雙數排的軸向右對正，直至加工出第N排，即最后一排的小孔，加工出總共MxN個微小孔的均勻交叉網格排列的零件來；對于平面類零件大量微小孔的群電極電火花加工工藝方法是相鄰排孔的分度轉位，以平面內的移動代替，實現平面類均勻交叉網格排列的大量微小孔的群電極電火花加工。本發明采用單電極的電信號檢測方法，通過控制所有單電極電信號均勻一致，保證小孔尺寸一致，即保證孔排列均勻性；群電極法電火花加工綜合工藝參數范圍為電壓V總＝24-30V，電流密度I平均＝10-100A/cm2，接近0.4mm尺寸的微小孔加工，電壓和電流密度取推薦參數的下限，接近1.5mm尺寸的小孔加工，電壓和電流密度取推薦參數的上限，脈沖寬度ton和脈沖間隔toff均為毫秒至幾十毫秒量級的范圍，ton與toff之比在0.6-0.8范圍內，以保證整個加工狀態的穩定性。
全文摘要
一種大量微小孔的群電極電火花加工工藝方法和裝置，屬電火花加工方法和裝置領域。應用在紡織機械裝備加工中。加工裝置由電極、加工工作液、工作液箱組成，電極是由M個單個電極組成的群電極；還有螺旋調整方槽型結構件兩端各一件，在螺旋調整方槽型結構件上裝有調整夾緊螺釘；在螺旋調整方槽型結構件中，裝入群電極V型槽定位庫，其上加工有M個V型槽，每個V型槽中安裝單個電極，由導向元件導向；M個電極上裝有壓緊彈性調整墊，可調壓板安裝在壓緊彈性調整墊上；群電極聯接軸的一端聯接在群電極V型槽定位庫上，另一端與機床主軸聯結。加工工藝方法是采用群電極實現小孔同時批量化的成形加工工藝，大大縮短加工工期、降低成本，減輕勞動強度。
文檔編號B23H1/00GK1718348SQ20051004642
公開日2006年1月11日 申請日期2005年5月12日 優先權日2005年5月12日
發明者王續躍, 楊連文, 徐文驥 申請人:大連理工大學