钛合金材料类零件电火花高效加工工艺应用的分析.pdfVIP

2008年全国电火花成形加工技术研讨会 钛合金材料类零件 电火花高效加工工艺应用研究 钟晓红陈济轮张昆 首都航天机械公司 摘要：主要针对钛合金类零件电火花加工难的工艺过程，以型号研制、生产过程中涉及的电火花加工钛 合金类零件为主要研究对象，从加工条件的选择、电规准参数的调整、粗、精加工的合理搭配、电极设计 优化等几个方面研究钛合金类材料的电火花加工规律。从试验、加工效果看，解决了现有钛合金零件的电 火花加工效率极低、电极损耗极大的问题，加工效率提高5倍以上，加工质量也大幅度提高，满足产品设 计技术要求。 关键词：钛合金 电火花加工 电规准加工效率表面质量 O 引言 钛合金具有密度小、强度高、抗腐蚀性好等优点，在航天领域中的应用越来越广泛。采用常规 的机械加工方法加工钛合金材料零件切削性能差、效率低、刀具磨损严重。对于结构复杂的零件， 采用机械加工方法则更困难，为了解决工程生产中的加工难题，数控电火花加工就成为加工钛合金 材料类零件的有效方法。 数控电火花加工由于具有柔性好、加工无切削应力变形等优点，所以在加工高温镍基合金、硬 质合金等难切削材料，以及复杂型腔类零件等方面具有很大的优越性，解决了加工制造中的一系列 难题，在航空航天型号研制及批生产中发挥了重要作用。 针对钛合金加工效率极低、电极损耗大、精度不高的问题，进行了系列的：【艺试验。 工艺技术方案制定 钛合金材料有下列加工属性： a．钛合金的热传导率极差(约为Fe的I／5)，电火花加工过程中的热量不能及时传出，同时工作 液局部高温分解后可能结碳，使加工无法进行下去，并烧伤电极。 b．钛合金在高温时其化学活性很高，数控电火花放电后与Oz、H：、Co、CO：等气体及加工介质有 机油中析出的碳发生化学反应后会生成TiC、TiN等更高熔点的薄膜，使表面硬化、变脆，增大电火 花加工的难度。 C．钛合金的化学亲和力人，易与放电产物发生粘附，引起电弧放电、二次放电等现象，也会导 致局部结碳，烧伤电极，电极损耗严重、零件表面质量降低等后果。 ．23． 2008年全国电火花成形加jf技术研讨会 根据钛合金材料的特点。试验研究时应重点解决放电加．1：及加上过穰中热量的传导、放电产物 的排出问题． -1：艺技术方案主要研究不同放电规准对提高加工效率的影响，摸索电极材料(紫铜、铜钨合金、 石墨等)对提高钛合金材料加工效率的影响；研究不同粗加工规准和精加工规准组合对加j：效率的 影响：针对加T产品研究不同电极设计结构对提高加工质量及加工效率的影响。 2工艺技术方案试验 2．1对电规准参数进行优化调整 通过分析放电波形(见图1、图2)，控制IP、V、C、UP、DN及抬刀速度等参数，同时通过调整 冲液方式及JUMP等放电参数，减少放电产物及析碳在表面的吸附，避免拉弧、二次放电等影响加工 稳定性的现象出现。 主要针对相关的参数进行调整，摸索其对钛合金加工的影响规律。先逐个的、逐渐的改变各个 相关参数，观察其对加工效果(加工过程的稳定性、电极的损耗、工件表面质量)的影响，再把各个 参数综合调整。经过反复的多次试验，根据加工效果确定了比较合适的电参数(见表1、表2)。 畸． 几 ·_：．…M哟j蛳： 吵．．凡．-‰……M陬哪些．， ’ 11 L-H．41‘娥W～：e融1茄v 崮1L弋。 c}市蛾驸““C皑’1．删‘M乳咄 c№＼0 ‘M轴D崩。+ 器喝耻∞1箱7 1瑚1稚 簪-s●p-∞11西《10№ 图l放电波形图 图2放电波形图 表1采用紫铜电极、不同电规准的加工情况表 电极材料 加工条件