超强超硬材料上细长孔的特种加工
介绍一种超硬材料的加工方法
【NORIS丝锥】介绍一种超硬材料的简工作原因，笔者经常遇到客户反映，加工硬度较高的材料（HRC55以上）时一不小心丝锥就会折断。
针对这种情况，笔者也研究了不少对策，比如减少切削速度、增换高压切削油、选用高质量丝锥、用数控机床代替摇臂钻加工以减少人为操作因素等等。
虽取得了不错的效果，但多数情况下会有增加加工成本。
最近与客户交流中，发现一个不错的方法。
在不更换设备的情况下，最大限度的提高性价比。
客户使用情况良好，特来分享一下。
介绍一种超硬材料的简单加工方法
客户攻牙材料SKD11（硬度HRC60以上），刚开始不小心就断丝锥。
经过反复试验，终于一把丝锥可以攻丝45个！效果确实不凡。
方法其实也很简单，就是分50次多段攻丝。
攻一小段退出丝锥，让切削油进入充分润滑，然后再进刀攻丝。
如此反复，直到丝锥崩裂。
一共攻丝45孔。
极大节省了成本。
只是效率一般。
平均要3分钟一个孔。
对于普通加工，成本和效率，权衡比较，还是节约成本为第一
考虑要素。
介绍一种超硬材料的简单加工方法，希望对同样有类似加工困难的朋友有所帮助。
高精度细孔车削
高精度细孔车削高精度细孔车削高精度细孔车削是一种精密加工技术，用于加工细小直径孔的方法。
下面将逐步介绍高精度细孔车削的步骤。
第一步是选择适当的材料。
对于高精度细孔车削而言，材料的选择至关重要。
通常使用的材料包括金属、塑料和复合材料等。
材料的硬度、刚性和耐磨性等特性需要满足加工要求。
第二步是进行预处理。
在进行细孔车削之前，材料需要经过预处理，以保证其表面的平整度和清洁度。
这可以通过切割、打磨或抛光等方式完成。
第三步是选择适当的车床和刀具。
高精度细孔车削通常采用数控车床进行加工。
数控车床可以实现高精度的控制和稳定的加工效果。
同时，选择合适的刀具也至关重要，通常选用细长、坚固和耐磨的刀具，以确保加工的精度和平滑度。
第四步是进行定位和夹紧。
在加工过程中，需要将材料定位并夹紧在车床上，以确保加工的稳定性和准确性。
同时，夹紧力度需要适中，既要确保材料不会移动或滑动，又要避免对材料造成过大的变形或损坏。
第五步是进行车削操作。
车削操作包括设定加工参数、调整刀具位置和进行实际车削。
在设定加工参数时，需要考虑切削速度、进给速度和切削深度等因素，以确保加工的质量和效率。
同时，在实际车削中，需要控制车床和刀具的运动，以在细孔表面形成所需的形状和尺寸。
第六步是进行质量检验。
在完成细孔车削后，需要进行质量检验以确保加工结果的准确性和符合要求。
常用的检测手段包括测量细孔的直径、深度和表面粗糙度等参数。
如果发现有不合格的加工结果，需要及时调整和修正。
综上所述，高精度细孔车削是一项需要经过多个步骤和严格控制的精密加工技术。
只有在每个步骤都仔细执行和控制的情况下，才能获得高质量的细孔加工结果。
关于用普通车床加工细长孔的工艺技术探究
关于用普通车床加工细长孔的工艺技术探究普通车床是一种常见的机械加工设备，广泛应用于汽车、机械、航空航天等领域。
在加工过程中，有时需要对工件进行细长孔的加工，以满足特定的设计要求。
细长孔的加工并不是一件容易的事情，需要掌握一定的工艺技术和操作方法。
本文将对用普通车床加工细长孔的工艺技术进行探究，讨论其加工方法、工艺参数的选择以及注意事项，以期对相关领域的工程技术人员提供一定的参考。
一、加工方法在普通车床上加工细长孔，通常可以采用以下几种方法：1. 镗削法：使用刀具进行旋转切削，镗出所需的细长孔。
这种方法需要较高精度的设备以及刀具，适合加工深度较大，直径较小的细长孔。
以上方法各有优缺点，具体选择应根据工件的要求以及设备条件来确定。
二、工艺参数选择在加工细长孔时，需要合理选择工艺参数，以确保加工效果和工件质量。
1. 切削速度：选择合适的切削速度可以确保刀具在加工过程中不产生过热，同时可以提高加工效率。
一般来说，对于不同材质的工件，其切削速度是不同的，需要根据具体情况进行调整。
2. 进给速度：合理选择进给速度可以确保切削过程中产生的切削力不会过大，同时可以保证加工表面的光洁度。
进给速度与主轴转速的匹配也是需要注意的问题。
3. 切削深度：根据工件的要求和刀具的性能，选择合适的切削深度，以确保加工过程中不会损伤刀具和工件。
以上工艺参数的选择需要结合具体情况，进行一定的试验和调整，以获得最佳的加工效果。
三、注意事项在加工细长孔时，还需要注意以下几点：1. 刀具选择：根据工件材质和要求，选择合适的刀具进行加工。
刀具的质量和性能对加工效果有重要影响，需要引起重视。
2. 刀具冷却：在加工过程中需要对刀具进行冷却，以防止刀具产生过热，同时可以延长刀具的使用寿命。
3. 定位稳定：加工细长孔时，工件的定位应保持稳定，以避免加工过程中产生偏差，影响加工质量。
4. 质量检验：加工完成后需要对细长孔的尺寸和形状进行质量检验，确保加工的符合要求，同时可以及时发现问题，进行调整和改进。
特种加工的种类
特种加工方法有哪些？你对哪一种工作原理了解深？特种加工特种特种加工特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。
特种加工技术方法很多，具体到某种产品的加工，应该选择哪种加工方法呢？选择的依据与传统切削加工是相似的，即应根据毛坯的形状、工件的材质、几何形状、尺寸、精度、生产效率、生产批量及其经济性来选择。
常用的特种加工技术的综合比较见下表1。
表1 几种常用特种加工方法的综合比较加工方法加工能力经济性适用范围成形能力可加工材料加工精度mm平均/最高表面粗糙度Ra平均/最高加工速度mm3/min设备投资功率消耗电火花加工好导电材料0.03/0.00310/0.0430/3000中小穿孔、型腔加工、磨削、刻字、表面强化电火花线切割加工差导电材料0.02/0.0025/0.3220/200mm2/min较低小切割电解加工较好导电材料0.1/0.01 1.25/0.16100/10000高大型腔加工、抛光、去毛刺超声加工好脆性材料0.03/0.0050.63/0.161/100低小穿孔、套料、切割、研磨激光加工差任何材料0.01/0.00110/1.25极低/极高高小微小孔加工、切割、焊接、热处理、快速成型电子束加工差任何材料0.01/0.00110/1.25极低/极高高小微小孔加工、切缝、蚀刻、曝光离子束加工差任何材料/0.01/0.01低高小抛光、蚀刻、掺杂、镀覆喷射加工差任何材料高低小切割、穿孔化学加工差任何材料0.05 2.5/0.415低小复杂图形加工、刻蚀电火花加工电火花加工又称放电加工、电蚀加工(E1ectro－Discharge Machining，简称EDM)，是一种利用脉冲放电产生的热能进行加工的方法。
其加工过程为：使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属熔解、气化而蚀除材料。
特种加工
8.1 8.2
特种加工概述 特种加工方法
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第1节
特种加工概述
特种加工是指除常规切削加工以外的新的加工方法， 这种加工方法利用电、磁、声、光、化学等能量或其各种 组合作用在工件的被加工部位上，实现对材料的去除、变 形、改变性能和镀覆，从而达到加工目的。
8.1.1 特种加工的产生和发展
1.特种加工的产生 材料愈来愈难加工，零件结构和形状愈来愈复杂、对表 面粗糙度和精度的要求愈来愈高，因而对机械制造部门提出 了加工超硬材料、复杂表面和超精零件等一系列新的要求。
图8-1电火花加工原理示意图
1—工具电极 2—工作液箱 3—工件电极 4—工作液 5—绝缘垫 6—伺服电机
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图8-2 电火花线切割工作原理示意图
1—进电装置 2—导向轮 3—金属丝 6—Y轴步进电动机 4—工件 5—X轴步进电动机 8—纵向工作台 7—横向工作台
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图8-3 电解加工示意图
8.2.3 电解加工
电解加工（简称ECM）是电化学加工中的主要加工方法， 已成功应用于国防、航空航天、汽车、拖拉机等领域的工业 生产。 1.电解加工的原理 电解加工是利用金属在电解液中的电化学阳极溶解原理 将工件加工成形的，如图8-3所示为加工示意图。 电解加工的成形原理如图8-4所示。 电解加工的基本设备包括直流设备、电解加工机床和电 解液系统三个部分。
2.激光加工的特点和应用 1）由于激光加工的功率密度高，几乎可以加工任何材 料； 2）激光束可调焦到微米级，其输出功率可以调节，因 此，激光可用于精细加工；
3）激光属非接触式加工，无明显机械切削力，因而具 有无工具损耗、加工速度快、热影响区小、热变形和加工 变形小，易实现自动化等优点； 4）能透过透视窗孔对隔离室或真空室内理图
外国发明特殊钻头的原理
外国发明特殊钻头的原理特殊钻头的原理是通过设计和制造具有特殊功能的刀具，用于在不同材料上进行钻孔和切削。
这些特殊钻头在钻孔过程中能够提供更有效、更准确的切削，以及更长的使用寿命和更低的切削力。
以下是一些常见的外国发明的特殊钻头及其原理。
1. 涂层钻头：涂层钻头是将高硬度材料如碳化钨或氮化钨等加工到钻头表面，以提高钻头的硬度和磨损性能。
这种涂层可以防止材料的黏附和磨损，从而延长钻头的使用寿命。
2. 冷冻液钻头：冷冻液钻头具有内部冷却装置，可以将冷却液引入切削区域，以降低切削温度并减少切削力。
这种钻头适用于高温和高硬度材料的加工，提高了切削效率和质量。
3. 超硬合金钻头：超硬合金钻头采用金刚石或立方氮化硼等超硬材料作为切削部位，具有极高的硬度和耐磨性。
这种钻头适用于切削超硬材料，如玻璃、陶瓷和石英等。
4. 内冷钻头：内冷钻头具有内部冷却管道，可以将冷却液引入到切削区域，以降低切削温度并提高切削质量。
这种钻头适用于加工热敏材料，如塑料和薄板金属等。
5. 高速钻头：高速钻头采用高速钢或涂层材料制成，能够在高速旋转时保持钻头的刚性和稳定性。
高速钻头适用于高速加工和精密孔加工，提高了生产效率和孔的精度。
6. 膜压力钻头：膜压力钻头通过在切削区域形成油膜，减少机械接触并降低切削温度。
这种钻头适用于加工易变形和易断裂的材料，如铸铁和玻璃纤维增强材料等。
7. 钨钢钻头：钨钢钻头采用钨钢合金材料制成，具有较高的硬度和耐磨性。
这种钻头适用于切削高硬度材料和不锈钢等难切削材料，提高了切削效率和寿命。
总的来说，外国发明的特殊钻头通过采用不同的材料、涂层和结构设计，以及加工技术的改进来实现对不同材料的高效加工。
这些特殊钻头能够提供更长的使用寿命、更准确的切削和更低的切削力，从而提高生产效率和加工质量。
高精度细长孔的数控加工研究
高精度细长孔的数控加工研究高精度细长孔加工技术是数控加工领域中的一个重要领域，也是目前工业制造领域中一个快速发展的技术。
随着现代高科技的不断发展，对细小孔洞的要求越来越高，因此，高精度细长孔加工技术的发展有着广泛而深远的意义。
一、高精度细长孔加工的背景现代工业生产中，高精度细长孔扮演着至关重要的角色。
例如在航空航天、汽车、电子、医疗设备等行业制造中，都需要进行细小孔洞的加工。
以航空制造为例，飞机发动机的缸体内需要加工出数百个细小孔洞，以保证发动机正常工作。
而在医疗设备领域，医学导管、内镜、骨钉等医疗器械的制造也需要进行高精度细小孔洞的加工。
因此，高精度细长孔加工技术的研究和发展对于现代工业制造具有重要的战略意义。
二、高精度细长孔加工技术的研究内容高精度细长孔加工技术的研究包含着多个方面，其中最主要的是细小孔径和长孔的加工。
1. 细小孔径的加工目前，传统的钻床加工细小孔洞已经无法满足工业制造对高精度细长孔加工的要求。
因此，需要对传统加工方法进行改进和优化，以适应工业现代化对细小孔径加工的需要。
现代高精度细长孔加工技术最常用的方法是电火花加工和激光加工。
电火花加工是高精度细小孔洞加工技术中的一种常用方法。
该技术主要采用电极和工件之间的电火花放电的方式对工件进行加工，可以高效地加工出高精度的细小孔洞。
这种加工方法可以加工各种不锈钢、塑料、玻璃等材料的细小孔洞。
但是，由于电极磨损等问题的存在，加工稳定性有待提高。
激光加工技术也是一种高效、高精度的细小孔洞加工方法。
它采用激光束对工件材料进行熔化并蒸发的方式进行加工。
相比于传统的机械加工方法，激光加工方法可以通过激光照射来实现对细小孔洞的加工。
同时，激光加工可以加工各种材料的孔洞，并且由于激光加工具有高能量密度和能量集中等特点，可以达到高精度、高速度、高质量的加工效果。
2. 长孔的加工高精度细小孔洞加工不仅涉及到孔径的大小，也与孔洞长度有关，因为现代制造工业生产中，很多机械零部件都需要有一定长度的孔洞，以实现该部件特定的功能。
特种加工技术
特种加工技术特种加工技术是一种高端、高精度的制造工艺，具有复杂形状、高质量和高可靠性的特点。
特种加工技术主要包括高速切削加工、电火花加工、激光加工等。
这些技术的应用方向涉及到航空航天、汽车制造、电子通信、生物医药等多个领域。
一、高速切削加工高速切削加工是一种以高速运转的工具在工件表面上进行加工的技术。
它主要应用于金属材料的加工中，如铝合金、钛合金、高温合金和不锈钢等。
高速切削加工的优点主要在于加工速度快、表面质量高、加工工件尺寸精度高等方面，这些特点使得高速切削加工成为了许多行业的首选技术手段。
高速切削加工技术在飞机零件、模具制造、汽车零部件制造、机械制造、船舶制造等领域都有广泛的应用。
它的发展还促进了数控技术的飞速发展，同时也推动了人类自动化制造的步伐。
二、电火花加工电火花加工是利用高频脉冲放电切割或加工导电材料的一种机电加工技术。
主要应用在模具制造、飞机航天、汽车制造、模具、精密机械制造、玉石雕刻等行业中。
电火花加工的特点在于它可以加工出复杂的形状，而且可以加工出超硬材料和热处理后的金属材料，制作出高精度模具，如精密芯模、模具、工艺刀具、开槽钻、刻线刀等；在航空航天业中，也可以用来加工散热器、燃烧室、涡轮叶片等复杂形状的零部件。
三、激光加工激光加工是利用激光束在工件表面切割、焊接、雕刻、打孔等加工过程中，具有非接触加工、非热接触、精度高、效率高、易自动化控制等优点。
激光加工的应用领域也非常广泛，如电子电器制造、机械制造、汽车制造、航空航天、医疗器械等。
激光加工可以对材料进行各种加工作业，从而满足生产的不同需求。
例如，激光切割技术可用于生产压缩机、汽车零件和航空零件。
激光焊接技术可用于电子零件、汽车制动系统和飞机的燃油泵等。
激光打孔技术可用于贵重石材、塑料制品和编织物等材料的加工中。
此外，激光打印技术也是目前3D打印技术中的一种先进的加工手段。
总之，特种加工技术的应用已经深入到我们生活的方方面面中，并且将持续发展，并为我们带来更多的便利和舒适。
特种加工和线切割
特种加工基础北京航空航天大学工程训练中心陈娇娇目录◼特种加工技术特点◼特种加工技术分类◼特种加工技术方法一、特种加工技术特点随着科学技术的发展,新型材料层出不穷,各种产品逐渐向高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化等方向发展,由此对机械加工提出了新的要求,从而产生了不是主要依靠机械能,而是利用光、电、化学等非机械能进行加工的方法。
特种加工非传统加工非常规机械加工3一、特种加工技术特点1.特种加工的产生生产的发展和科技的进步,对机械制造部门提出了新的要求:1)解决各种难切削材料的加工问题硬质合金、钛合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石等高硬度、高强度、高韧性、高脆性2)解决各种特殊复杂表面的加工问题3)解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题4一、特种加工技术特点2.特种加工的特点特种加工产生和发展的原因,在于它具有切削加工所不具有的本质和特点。
切削加工的本质和特点:一是靠刀具材料比工件更硬;二是靠机械能把工件上多余的材料切除。
与切削加工的不同点如下:1)不是主要依靠机械能,而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除材料。
2)工具硬度可以低于被加工材料的硬度。
3)加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力。
可获得很低的表面粗糙度。
5一、特种加工技术特点3.特种加工对机械制造的影响特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料,且专长于加工复杂、微细表面和低刚度零件。
同时,有些方法还可用以进行超精加工、镜面光整加工和纳米级加工。
1)提高了材料的可加工性材料的可加工性不再与硬度、强度、韧性、脆性等成直接、正比关系；加工范围从普通材料发展到硬质合金、超硬材料和特殊材料。
2)改变了零件的典型工艺路线通常切削加工、成型加工等都必须安排在淬火热处理工序之前。
特种加工的出现,改变了这种一成不变的程序格式。
6一、特种加工技术特点3)特种加工改变了试制新产品的模式。
如采用数控电火花线切割,可以直接加工出各种特殊、复杂的二次曲面体零件。
特种加工
特种加工一、定义：特种加工是指直接利用电能、热能、光能、声能及化学能等来去除工件毛坯多余材料，从而获得符合要求的零件的加工过程。
1944年，由前苏联拉扎林柯夫妇发明了电火花加工，首次摆脱传统切削加工方法，直接利用电能和热能来去除金属材料，获得“以柔克刚”的效果，二战后，随生产发展和科学实验的需要，对产品的要求越来越严，材料越来越硬而难以加工，零件形状复杂，表面精度、粗糙度和某些特殊要求愈来愈高，对机械制造部门提出了新的要求：（1）解决各种难切削材料的加工问题如硬质合金、钛合金、耐热钢、不锈钢、淬火钢、金刚石、宝石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的金属及非金属材料的加工。
（2）解决各种特殊复杂表面的加工问题如喷气涡轮机叶片、整体涡轮、发动机机匣和锻压模、注射模的立体成型表面，各种冲模、冷拔模上特殊截面的型孔，炮管内膛线，喷油嘴、栅网、喷丝头上的小孔、窄逢等的加工。
（3）解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题如对表面质量和精度要求很高的航天、航空陀螺仪、伺服阀，以及细长轴、薄壁零件、弹性元件等低刚度零件的加工。
二、与传统加工的区别：传统加工（即切削加工）的本质和特点：一是靠刀具材料比工件更硬；二是靠机械能不工件上多余的材料切除。
与之不同点：1不是主要依靠机械能，而是主要利用其他能量来去除材料。
2工件的硬度可以低于被加工工件的材料硬度。
3加工过程中工具和工件不接触，两者之间基本没有宏观机械作用力，因而工件不易产生加工变形。
三、分类：特种加工按原理可分为物理加工和化学加工。
在生产中主要有电火花加工、电解加工、激光加工、电子束加工、离子束加工及超声波加工等。
有些用于减小表面粗糙度或改善表面性能的工艺，前者如电解抛光、化学抛光、离子束抛光等，后者如电火花表面强化、镀覆、刻字，激光表面处理、改性，电子束曝光，离子镀、离子束注入掺杂等。
有些不属于尺寸加工的，如放电成形加工、电磁成形加工、爆炸成形加工及放电烧结等等。
超强超硬材料上细长孔的特种加工
在 极化 电磁 机构 中 ， 工作 气 隙 内 同时 存在 ２个
独立 的磁通 ： 一个 是 由直 流 电磁铁 的 电磁 线 圈提 供 的极化 磁通 ，另一个 是 由交 流 电磁 铁线 圈提供 的 ；
差 ， 工 出 的 细 长 孔 往 往 出现 偏 斜 。 一 旦 钻 头 磨 加 且 损 ， 容易 出现 强度 极 高 的毛刺 ， 很 若在 盲孔 内出现 毛
７ ａ 的加 工 是经 常碰 刘
其大小 用式 （）计算 ： １
＝
的一 个难 题 ， 即使采 用 价格 昂贵 的专 用 孔 加 工 刀 具
（） １
ＪｌＢＩ ｓ ｏ ９ｎ Ａ ｉ ｏ ｎｔ
进行 钻孔 ， 其使 用 寿命 也不 理想 。 是 因为细 长孔 的 这
由式 （ ）可知 ， 果 由加 工 条 件 所 确 定 的 极 化 １ 如 磁通 一定 ， 则交 变 电流 『 ｉａ Ａｓ ｔ就是 调 节 振 动 运 动 ｎ 的主要参 数 。 ２ ２ 极化 电磁振 动机构 作 用力 的计算 ．
目前 细 长 孔 的机 加 工 方 式 ， 主要 采 用枪 钻 和 改
磁 导 率 ， ： １２ ．５× １一 Ｈ／ 一 交 流 磁 通 ， ０ ｍ；
Ｗｂ 一 极化磁 通 ， ； Ｗｂ。
以其优 越 的性 能得 到越 来 越 普 遍 地 使 用 ， 工 难 度 加
也越来 越 大 。 中 ， 强超 硬 材料 上细 长子 （ 径 ｌ 其 超 Ｌ孔
～
在 这种 振 动机 构 中 ， 变 电流 产 生 的磁 通 与 直 交
流 电流产生 的极化磁 通 之 间的相互 作用 ， 生外力 ， 产
机构 。
超 强超硬材料上细长孔的特种ｔ － ｎｒ
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振动磁极头用弹簧片与铁心连接,振动磁极头与铁心之间留有一定间隙。
振动磁极头连同弹簧片,电磁铁组成一个“质量2弹簧的振动系统”,叫极化电磁振动机构。
研究表明,这种形式的振动机构,由于没有电磁吸力带来的导轨摩擦力损耗,因而传动效率高。
但由于铁心与磁极头之间有间隙,就会有一定磁通(磁势)损失。
图3 Ⅱ型电磁动力机构 图4 极化电磁振动机构
2 电磁力计算
211 电磁动力机构作用力的计算
在这种振动机构中,交变电流产生的磁通与直
流电流产生的极化磁通之间的相互作用,产生外力,其大小用式(1)计算:
F Σ=βl nB I A sin ωt (1)式中:I A —交变电流幅值,A ;l —线圈上穿过磁
通的线圈长度,m ;n —线圈的匝数。
β—与尺寸大小有关的系数;B —穿过线圈的磁感应强度,T 。
由式(1)可知,如果由加工条件所确定的极化磁通一定,则交变电流I A sin ωt 就是调节振动运动的主要参数。
212 极化电磁振动机构作用力的计算
在极化电磁机构中,工作气隙内同时存在2个独立的磁通:一个是由直流电磁铁的电磁线圈提供的极化磁通Φj ;另一个是由交流电磁铁线圈提供的交流磁通Φm ,其大小和方向取决于交流线圈中电流的大小和方向。
当交流线圈通电后产生的交流磁通Φm ,若在一侧气隙内和极化磁通Φj 的方向相反,则合成磁通为Φm -Φj ,则在另一侧气隙内的合成磁通为Φm +Φj 。
作用于磁极头上的电磁力为两侧电磁力的合力可由式(2)计算:
F m =(Φ2m +Φ2
j )/S μ0(2)式中:S —交流电磁铁轭铁面积,m 2;μ0—真空
磁导率,μ0=1125×10-6
H/m ;Φm —交流磁通,Wb ;Φj —极化磁通,Wb 。
由式(2)可见,当要求的电磁力一定时,增大极化磁通就可相应地减少交流磁通,也就可以相应地减少交流电磁铁线圈的磁势或功率。
一般地极化磁
通是由加工要求确定的,为一定值,且这部分磁通是漏磁通或散磁通,数量较小,约占直流磁通(主磁通)的5%～15%。
因此,交流电磁铁参数是控制机构振动的主要参数。
3 结语
电磁力振动型机构可以实现较高的振动频率,能为实现强力研磨提供可能。
但为了提高磁力研磨机的综合性能,仍需寻找结构简单、能耗低、传动效率高的振动机构。
上述的几种传动形式(当然还有其它传动形式)各有其优点和不足,仍需在生产实践中不断改进与完善,设计和研制出更高效率的振动机构。
超强超硬材料上细长孔的特种加工
中航雷达与电子设备研究院(215001) 赵东宏随着航空航天工业的迅猛发展,超强超硬材料
以其优越的性能得到越来越普遍地使用,加工难度也越来越大。
其中,超强超硬材料上细长孔(孔径Φ1～710mm ,孔长150～500mm )的加工是经常碰到的一个难题,即使采用价格昂贵的专用孔加工刀具进行钻孔,其使用寿命也不理想。
这是因为细长孔的加工处于半封闭状态下,切削条件恶劣,加工难度加大。
目前细长孔的机加工方式,主要采用枪钻和改良型专用钻头,但难以在超硬材料上进行加工(HRC60以上,包括硬质合金)。
加工超强材料时,枪钻磨损很大,效率很低,易折断,加工成本高,更难以进行批量加工。
改良型专用钻头因为很长,刚性极差,加工出的细长孔往往出现偏斜。
且一旦钻头磨损,很容易出现强度极高的毛刺,若在盲孔内出现毛刺,去除将非常困难,会严重影响产品的使用。
因此对于超硬材料产品上的超长孔(如孔径Φ2mm ,孔长300mm 以上),常在产品设计上采用分段钻孔后,中间用过渡环焊接来解决(某国外样品就是这样做的)。
由于焊接应力会在随后的使用过程中释放出来,引起工件形状,特别是直线度的变化,这对产品使用品质的影响是致命的(如航空发动机内的温度传感器),使安全隐患增大,可靠性降低。
如何经济高效地加工超强超硬材料上的细长孔是一个非常现实的问题。
在模具行业,大量采用电加工等方法在淬火钢等高硬度钢上加工细长孔,如模具行业的高速穿孔机,是为线切割打预孔用的,对孔的精度要求不高。
试验结果表明,普通高速穿孔机尽管效率较高,但加工直径Φ6mm ,深100mm 的孔
・
58・《新技术新工艺》・实用技术与工艺装备 2006年 第2期
时,形成上部大,下部小的喇叭口,孔径相差达114 mm之多。
我们在与电加工专业研究所及机床公司接洽中得到的回答是:高速穿孔机原来就不是为加工产品孔设计的,打孔有喇叭口是先天的弱点,孔越深,喇叭口越大,很难解决,因此无法加工产品孔。
因此,采用电加工方法加工产品上的细长孔,尚需进一步研究改进。
为此,我们细长孔加工专题组对目前普通高速穿孔机作了大幅度的技术改进,研制了细长孔专用电火花加工机床,在细长孔加工的表面质量和喇叭口等瓶颈问题上取得了重大突破。
1 细长孔专用电火花加工机床设计
主要措施:
1)采用SL2D60H专用脉冲电源取代目前高速穿孔机所用的普通电源,其特殊的检测方式能减少深孔加工过程中常见的异常放电现象(主要是侧壁异常放电)。
普通穿孔机在出现异常放电时会抬高至表面很高的距离,然后再开始重新加工,该现象在加工过程中会反复出现,不但大大降低了加工效率,还会因“二次放电”导致出现喇叭口。
2)在原有的普通商品电极表面采用特殊工艺覆涂一层绝缘材料,该层绝缘材料必须有牢固的附着力和强度,尽可能薄的厚度,以免影响孔的尺寸精度。
可大幅减少侧壁的二次放电,这也是消除喇叭口的一个关键措施。
3)根据需要选用特殊的加工回路,可显著降低细长孔的表面粗糙度,虽然加工效率会有所降低,但适用于加工要求表面质量高的孔。
4)为保证加工盲孔的孔深尺寸,我们借鉴加工中心的结构,采用CNC控制的直流伺服电机,光栅尺检测定位,自动补偿电极消耗,自动二次行程,不但可以保证加工深度,还可加工平底孔,这特别适用于不允许存在钻头尖角的盲孔加工。
自动二次行程,即精加工过程,可在2min内由程序完成,加工过程稳定,自动化程度很高。
5)采用专用高压泵,工作液一般用自来水,但加工高精度孔时最好采用专用工作液,能提高加工质量和减少电极损耗。
应有过滤装置以消除残余物质对精度的不利影响。
2 试验和试验数据
我们采用细长孔专用电火花加工机床在超强材料高温合金上进行孔加工试验,试验数据如下:
1)在高温合金(材料GH30442HB5437)棒料上加工孔径Φ3mm,孔深150mm的盲孔(根据需要,可加工孔深到600mm),用时半小时左右(应根据产品精度要求,选用不同的加工参数组合,以获得精度和效率的统一,如果精度要求高,加工速度应适当降低)。
2)经切断检测,喇叭口的孔径扩大在0102～011mm以内,孔的直线度在011mm以内,该指标远远超过了目前钻头打孔的精度,非常理想。
3)加工出的孔壁光滑无毛刺,可大大提高我单位生产的产品使用品质和质量,降低了内部细长瓷管在安装使用中可能折断的危险。
4)电极的消耗率在30%～40%之间,孔的平均加工速度约为5mm/min,如果增大脉冲电源的功率,加工效率还可以进一步提高。
3 细长孔专用电火花加工机床加工特点
根据多次不同孔径和深度的加工试验结果,我们对其特点进行了总结:
1)适用于导电材料上孔的加工,特别适合在超强超硬材料上加工细长孔,硬度越高,径深比越大,比较优势就越明显。
除电极是损耗品外,不会因为钻头磨损引起加工过程的不稳定,也不需要专用的枪钻刃磨机。
2)加工过程中工件受力很小,适合薄壁等弱刚性零件的孔加工,不会引起二次变形。
3)对操作者没有特殊的技能要求,劳动强度低,根据单件加工时间的不同,1人可操作2～4台设备,且该设备能适应2～3班的连续工作,大大提高了设备的综合利用率和加工效率,具有显著的经济效益。
4)与昂贵的专用深孔(枪钻)加工设备相比,成本几万元的电火花深孔加工专机无论在加工效率还是在加工成本上都具有显著的优势,随着设备的批量生产,成本可望进一步降低。
5)在加工高精度细长孔(H7以上孔)方面仍有不足,需要我们进一步研究,在这种场合,枪钻有其独特的优势。
6)在加工较大孔径的孔时,与机加工相比,效率有所不及,应根据不同的加工对象和加工要求与机加工配合使用。
7)无法加工不导电材料,因此,在加工不导电材料时,一般仍应选择传统的机械加工方法。
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・《新技术新工艺》・实用技术与工艺装备 2006年 第2期。