航空氣壓件精密超窄方孔制造

中航工業長春航空液壓控制有限公司 (吉林 130052)孫振貴

哈爾濱工業大學 (黑龍江 150001)孫 巍

在航空技術領域中裝有液壓、氣壓精密零件，其零件結構中存在超窄的精密方孔。方孔的加工一般均采用電火花放電加工方法，但由于方孔過窄進而使得加工用電極超薄，剛性不良，導致加工的方孔尺寸及技術條件超差。

1.超窄方孔典型零件

某型航空發動機氣動控制系統中的精密零件(見圖1)，圖中所示方孔寬度尺寸其尺寸精度為0.02mm，表面粗糙度值Ra=0.8μm，且要求對基準外圓的垂直度不大于0.02mm。采用傳統的工具電極進行加工根本無法保證這種尺寸精度和形狀精度。

圖1

2.新材料電極

電極通常使用的材料是純銅、黃銅、鑄鐵、銅鎢合金、石墨等材料。由于用這些材料制成的超薄電極剛性較差易彎曲變形，故在電火花放電加工中可導致方孔的尺寸與技術條件超差。

經過多次加工試驗證明，鎢鈷類硬質合金作為電極材料使用，它不僅導電性良好、不易自身電腐蝕、損耗小，而且具有高硬度、高強度、高剛性、熱穩定性良好、高溫硬度良好的性能特點?？梢杂行Ы鉀Q超薄電極在工作過程中彎曲變形、微顫的問題，從而保證了電火花放電加工精密超窄方孔的形狀位置精度。

3.方孔電極的設計與制造要點

圖2

(1)方孔電極的結構(見圖2)電極尺寸須比方孔尺寸小0.03～0.04mm，尺寸公差取零件相應部位公差的1/2;表面粗糙度與零件相應部位的表面粗糙度同等級;形狀精度應略高于成形部位相應的要求。

本文中典型方孔零件對應的加工電極尺寸及技術要求如下:寬度尺寸(0.37 ±0.005)mm，表面粗糙度值Ra=0.8μm，組合后的垂直度要求0.01mm。

(2)方孔電極的制造工藝要點 電極的制造精度很重要，它直接影響到方孔的加工精度，因此須采用數控慢走絲切割機床加工成形，在高精度研磨平臺上精研電極工作平面。

4.電極夾與電極的組合

電極夾柄部的制造精度較高，其圓柱度要求不大于0.002mm;找正基準面對柄部的平行度要求不大于0.005mm。

(1)電極組合 將兩塊電極與電極夾組裝成一體并預夾緊(見圖3)。

圖3

(2)對電極裝夾的要求 電極裝夾在電極夾頭上，夾緊力應能承擔電極自重以及附加慣性力，保證裝夾可靠;電極裝夾后不許再變更空間夾緊位置，所以須先找正，再夾緊;夾緊力應適當且不宜過大，以防止電極裝夾部分產生變形。

5.精密超窄方孔的放電加工

(1)電火花機床 主軸與工作臺的垂直度在0.002mm 以內。

(2)機床夾具 夾具應具有高精度的基準面、定位面，分度精度0.001mm 以內。

(3)工件裝夾與定位 工件裝在夾具上，校正與電極的相對位置，然后將工件固定。

(4)放電間隙 0.015～0.02mm。

我公司將鎢鈷類硬質合金作為電極材料使用以來，解決了多項航空發動機精密零件的超窄方孔加工技術難題，特此向航空技術領域及其他相關機械制造行業推薦此項技術 (注:本工藝方法已獲專利)。