2017年5月31日

精密螺紋電火花加工的發明構思和發展

作者在綜合型的精密儀器儀表制造廠從事產品設計和工藝研究工作.有機會經常在工具車間和新產品車間生產現場接觸到一些機械加工方面的難題。同時針對·些金屬材料尺寸加工中的難題對常規電火花加工技術進行了長期的_I_藝探索性試驗和生產應用實踐。眾所周知，儀器儀表工業中金屬零件結構的多樣化和靈巧、復雜性以及所用材料品種之多常常遠超過其他機械行業隨著科學技術的發展，對零件結構的創新思維特別敏感，精度要求也更高。然而機械加工等傳統方法已日益不能適應發展需要，制造方面的困難往往束縛廠設計人員的創造樣。因此，很長時期思想上一直在反復考慮一個問a.能否進一步開發電火花加.「技術，解決饑械加工中一些傳統的普遍性難題以彌補機械加工的不足。從兩者的技術特點分析聯想到推動人類社會進步的·個科技因素是人們掌握的常用基本工具的進步，至今各個二E業化國家，以制造工具(包括裝備)為主的機械工業仍然是國民經濟各部門的基礎工業和主要支柱，它能左右社會生產力的發展水平。從石器，銅器一，鐵器、鋼鐵，有的歷史學家就常常以此來劃分時代，表明社會生產力和物質文明的發展程度:工具硬度和強度不斷提高，因而更為耐用。精度也愈來愈高，因而使用效果更好。這是一條“以硬克軟’護逐步精化的發展途徑。然而工具制造本身的進步則依賴于人類控制溫度的技術。銅的熔點為1OOD "C左右，鐵約為1200"C,煉鋼要求的溫度從14000C直至兒千度。電火花加工是利用10000-12000℃的高溫.使被加工件逐點熔化電蝕而直接實現尺寸加工。這樣高的溢度可以熔化目前仗界卜已有的任何導電的金屬和合金材料，因而已有的電火花加工技術在對付淬硬鋼和硬質合金等方面顯示了它特別有效的技術優勢。但加_I_類型有局限性，而月能達到的尺寸精度對當前的工業發展水平來看也并不是很滿意的。然而，人類掌握的可控溫度逐步提高，應該是標志著一L具制造技術的進步。從原則上講，目前已知的各種金屬材料均可用火花放電方法實現尺寸加工。這樣，絕大部分能夠用機械切削等成形的金屬零件的尺一寸加_i幾，用電火花加工也能完成。加卜電火花加工本身具有的一些特點。它應該還能解決·些機械方法所不能解決的加工間題。出一f以F-考慮和研究，得出的結淪是電火花加工在擴展類4?和提高精度方面存在實現重大技術發明的可能性，因此就確定為長期科研探索的.t三攻方向。機械加工的水平通常由l具制造水平來體現，而最能標志仁具制造水一子的卻是磨削技術r磨削是梢密機械加工中最常用的基本!一藝手段，特別對淬硬工件9i是如此。磨削的基木條件是is具和I .供間要有一定的相對運動速度.工具對工件施加定的機械作川力除去_〔件制料。在滿足這些條件的前提下，加上其他特殊要求.使磨削技術1“為發展戶但是反過來說，在一些不具備這些條件的加工場合，磨肖」仍無能為力.成為精密機械加工中的致命弱點，即仗日前已進展到能川自然界硬度最高的金剛石微粒做磨輪原料也無濟二獷事。因此，在復雜、小型、精密加工件，特別是模具、量具、刀具、特殊零件加工等方而留下了大量難加毛問題和精度無法進一步提高的問題。然而電火花加_上可于極低速和無明顯作用力的狀態加工，還有對任何金屬材料都能IL接加工的特點.這就使它有叮能成為彌補精密機械加工不足的IK為理想的一門技術。機械加工的許多成形運動方式大致上是由直線和圓周兩種基本運動所構成，一般都能為電火花加工所借鑒(當然由于加工機理不同，不能直接照搬)，從而完成類似的加工。然而更為重要的是根據電火花加工本身的特點采取某些機械方法所無法采用的運動方式。目前已廣為發展的電火花成型加工和線切割，僅僅是借鑒r類似沖、擠壓和線鋸中的直線運動為主的成形運動。這樣，它所能適用的加工類型就有一定的局限性，成形尺寸精度也有一定的限度。因此，如果不發展采用包括圓周運動在內的成形運動方式，那么.基于以七考慮，再加上生產中提出了一個具有很高技術經濟價值的科研探索課題，需要解決硬質合金螺紋環規的制造問題(難加J一材料上加工精密內螺紋的典型類型)，就以此為突破日對發展開創新的電火花加工成形運功方式進行了探索性研究，在方法理論、工藝措施、機床、電氣及工作液過濾系統等方面取得了一系列創造性的先進技術成果。經過十多年的生產應用、推廣發展、鞏固提高和完善過程，形成了一門成熟的共扼回轉式電火花加」_精密螺紋的新技術，先獲得了全國科學大會獎，以后又作為共扼回轉式電火花精密加工新工藝系統的主體獲得了國家發明二等獎。電火花加工的上藝能力可以說是沒有得到充分發揮。

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