纯钨零件上深小孔加工技巧

曲静

当今社会，先进生产技术飞速发展，产品不断更新，新材料应用也越来越广泛，随之而来的加工难度也越来越高，我在工作中就遇到了这种情况。在一次外协加工时遇到一批零件，纯钨材质，需要在上面加工四个平行小孔，孔径1.3毫米，孔深30毫米。既是稀有材料又是小孔和深孔，加工难度大。拿到零件图，看到材料为金属钨时就难住了，纯钨又硬又脆，熔点又高，无法用一般机械加工方法加工该孔，为此经过多方交流讨论和实验，最后确定采用闸流管脉冲电源对纯钨进行电火花加工小孔。以煤油为介质，工具电极是1.2毫米直径的钼丝，开始工作较正常，但随着小孔深度的增加5～6毫米），加工就无法进行下去。分析原因，认为主要是排屑不好，形成短路、拉弧。为此，改用紫铜管作工具电极，用加压冲油的方法，压缩放电通道，改善排屑条件，消除电离，最终加工出了合格的产品，之后又在加工参数上作了一系列的试验，使生产效率在保证质量的前提下获得了极其显著的提高，基本上解决了纯钨工件上加工深小孔的难题。

电火花加工纯钨工件上深小孔的各项工艺参数的选择和有关工具如下：

一、极性选择

正确选择电火花加工的极性是十分重要的。加工纯钨工件上的深小孔宜选用正极性加工。我们作过负极性加工试验，发现工件被加工部位形成紫铜镀复层，加工效率很慢，电极损耗大（工具电极损耗大于工件腐蚀几十倍）。正极性加工则显著地改变了上述情况，效率提高，电极损耗减少。

二、冲油压力

冲油压力的大小，直接影响电火花加工产物（金属微粒、炭黑、气体）的及时排除，进而影响放电加工的全过程。冲油压力过小，放电产物不能及时排除，游离的碳黑在放电电场的作用下，快速大量地在负极的紫铜管端面堆积，阻止了正常的稳定加工。冲油压力过大，虽能提高加工速度，但破坏了工具电极黑炭保护膜的形成，使电极损耗增加；此外，压力高，流速快，会使工具电极振动而降低加工精度。合理的冲油压力应保证排除电蚀产物，又应在工具电极表面建立最佳厚度的碳黑保护膜。一般冲油压力应控制在0.4～0.7公斤/厘米2才好。

三、电加工参数

表1 不同电加工参数下的加工速度

脉冲峰值电压，峰值电流的大小直接影响加工速度和加工的稳定性。当峰值电压低，峰值电流大的的情况下，稍有不慎就会引起拉弧、烧结。反之，峰值电压高、峰值电流小，则加工速度下降。不同电加工参数下，每加工一个纯钨工件上四个深小孔所需的加工时间见表1。从表1可知，用脉冲重复频率18Kc、直流高压1800V、脉冲变压器的变比80：2时，加工一个工件，仅需30×2=60分钟。

四、电极制造与装夹

紫铜管电极是用厚0.4毫米紫铜皮制成。采用图1所示的简单模具制作（可拉制小于Ф=2mm的各种紫铜管）。模具可用一般模具钢制作，按所需管子直径加工出管子的定径孔2、工作锥3、润滑锥4和倒锥1。定径孔2和工作锥3表面要求光滑过渡，不许有圆环痕和径向条状伤痕（如果是批量生产，模具应悴火）。

拉制时，先将紫铜皮按所需长度截取，宽度按所拉制铜管中径周长计算，进行退火处理，再将一端卷成圆柱状，使其通过模具，即能拉制出铜管。

拉制出的铜管如变形较大时，可把它放置在两块平整的铁板中，用铁板来回搓动加以矫正，然后搪锡封闭管缝，即能得到所需的紫铜管工具电极。

圖2 是管状电极装夹示意图，只要把管状电极 3插入定位孔，然后浇上低温和金2固结装夹。一般仅需几分钟即能完成一次电极的拆装工作。由于铜管电极细而长，为防止加工过程中铜管抖动而影响加工精度，在工件表面用绝缘材料制成定位块6，上面开有定位导向孔4，工作时，管状电极3插入定位导向孔。此装置，拆装方便，易保证深孔的加工精度，除用于加工纯钨工件深小孔外，还可对各种适于电火花加工的材料进行深小孔加工。