浅谈异形件零件“机械加工与电加工”的有机结合

2016-04-21刘志学湖南科技工业职业技术学院湖南湘潭411207

山东工业技术 2016年3期

刘志学,曾　立（湖南科技工业职业技术学院,湖南　湘潭　411207）

刘志学,曾立
（湖南科技工业职业技术学院,湖南湘潭411207）

摘要：随着科技的不断发展，产品更新日新月异，基本的机械加工已然满足不了零件的加工需求，在追求加工时间和考虑加工成本等问题上，机械加工与电加工早已悄然的相互联系相互捆绑。特别是在军品生产和研制过程中的异形件、薄壁件类等零件，采用电加工和机械加工相结合势在必行。

关键词：异形件; 线切割加工; 机械加工; 数控加工

0　引言

异形件、薄壁件的零件在普通机械加工过程中，因为零件壁厚很薄，刚性较差，在机械加工过程中切削力很容易使工件发生不可估量的变形，因而无法达到图纸的技术要求；而电加工在加工过程中主要利用电腐蚀原理进行切割加工，加工过程中产生的切削力应力很小，加工后零件基本上变形量很小。为到达图纸要求则利用机械加工和电加工相结合的方法进行零件的加工操作。

1　传统的机械加工

传统的加工主要依靠车、钳、铇、铣、磨、镗。以钳工为核心，个人能力的局限性，过多人为因素的参与，使得生产的水平、效率和可靠性受到限制，管理也相当有难度。在精度和产品质量也受到很大限制。人力要求多也是一个难题。

随着机床设备和加工刀具的高速发展，切削加工在整个制造业中扮演着重要的角色，但也暴露出了一些问题:比如对硬质材料的加工必须要经过热处理工艺，但是热处理工艺又伴随着相应的零件变形和内应力的产生，后续必须要进行处理，较为麻烦。另外，对于复杂零件，异形零件，超薄零件等负面的加工也有很大的局限性，因此加工也比较麻烦。

2　电加工原理

电加工是利用电极与工件之间的放电腐蚀效应的一种加工方式，一般采用高频脉冲回路进行放电。与传统加工相比，其显著特点有:加工精度高，能克服传统加工对高硬度材料加工的缺点，“以柔克刚”，此外还能显著提高加工效率和得到较好的表面质量。

电加工主要适用于加工传统机械切削加工难以加工或无法加工的材料。如淬火钢、硬质合金、耐热合金等。因为材料的去除是靠放电热蚀作用实现的；可加工特殊及复杂的零件。由于在加工过程中不受切削力，工件与工具间宏观作用力很小，所以便于加工各种型孔、立体曲面、小孔、深孔、窄缝零件，而不受工件和工具刚度的限制；电加工可改变机械零件的加工工艺路线，由于加工时不受材料硬度、脆性等的影响，所以在淬火后进行加工，从而避免淬火过程中产生的热处理变形；加工过程中脉冲电源的参数随时可以调节，所以加工过程中，只需调整电参数即可切换粗、半精、精、超精加工；线切割加工可用于贵重金属下料、窄缝切割、细微异形孔切割、上下异形切割等。

如图1：加工制造如下零件，材料为2A12。

图1

实例讲述一下该零件的加工方法，通过分析零件结构，此零件用普通机械加工无法达到侧面形状和尺寸要求，另外该零件同时属于异性件零件，并且薄厚只有4.5mm。普通的机械加工很难加工出来，并且成本极高。综合分析该零件的结构特点和加工工艺，此零件需用到普通机械加工、数控加工和电加工三者有机结合。

（1）机械加工，在数控铣削过程中完全可以把单个零件铣削加工出来，但是成本比较高，用材也非常浪费，此时应考虑把机械加工和电加工相互结合起来加工制造此零件。因此可以考虑首先进行机械加工，首先下料外圆大于151（留出加工余量单边3mm），再次以车为主，在普通车床上进行加工，对零件外形151和长度尺寸（留出数控铣削加工的夹位）进行控制；（2）数控铣削加工，在已经加工的圆柱周围铣削出导程2690的右旋螺旋，以及外形尺寸，并且对零件上的孔的位置进行钻点，一共可以加工出26件产品，如图2；（3）电加工，把半成品零件从圆柱上切割下来，利用线切割原理，夹持工件校正垂直度和平行度后，编制切割142的圆程序进行切割，得到多个半成品零件。从外圆位置上进行切割，控制走丝速度和切屑量，防止外圆发生变形；（4）最后进行钳工钻孔即可。由上分析可见，机械加工与电加工在产品生产过程中得到广泛应用，优势不言而喻。原材料得到了有效利用，零件的精度得到了控制，生产的速度和质量得到了保障。虽然电加工在制作中起到了重要作用，但机械切削加工并不能被它所替代，工艺人员应根据不同的情况，合理安排应用这些方法，设计出切合实际的工艺规程。