南京糖心影视精細加工中心解密：高密度微槽構造（zào）精（jīng）密（mì）加工技術

金屬（shǔ）加工

針對軌控發起機內栓（shuān）零件微槽（cáo）構造裝夾難度大、找正精度低及分（fèn）歧性（xìng）難以保證等加工（gōng）難點（diǎn），經過設計專用工裝、電阻法精細找正安裝以及優化電加工參數等措施，順（shùn）利處理了微槽加工難題。經影（yǐng）像（xiàng）儀（yí）檢測及熱（rè）試車實驗證明，該加工辦法具有很好的可行（háng）性，有效保（bǎo）證了軌控發起機的性能及牢靠性。

1 序文

在航空航天範疇，許多零件包含尺寸微小的“微槽”構造，以到達準確控製流量的目的（de）。目前（qián），關於微槽構造（zào）的精細加工辦法主要有切削加（jiā）工、線切割加工（gōng）等，而切削加工受製於刀具尺寸、變形等要素，很難加工特別微小的構造；線切割加工以其非接（jiē）觸加工無（wú）明顯（xiǎn）宏觀應力，可加工（gōng）微小尺寸（cùn），以及具有定位精度高（gāo）等優點（diǎn），可完成（chéng）高密度微槽的精細加工[1]。本文將重點引見軌控發起機內栓零件高密度微槽構造（zào）的加（jiā）工難點及精（jīng）細加工辦法。

2 零件構造及加工難點

為了到達準確控製流量的目的，某新研（yán）發起機噴注器初次采用高密度對（duì）稱微槽構造+環縫（féng）的組（zǔ）合（hé）方式，其中內栓零件出（chū）口端包含了沿圓周方向平均散布的36個（共18對）微槽構造，其尺寸微小（深度0.14mm、寬（kuān）度0.3mm），精度請求高，且微槽的分歧性及位置度請求較高。微（wēi）槽構（gòu）造（zào）的麵積和（hé）位（wèi）置（zhì）度直接影響噴注器流量大小及平均性，一方麵決議（yì）了推進劑的熄滅效率，另一（yī）方麵（miàn）影響到發起機熄滅室壁麵液膜冷卻效率，對發起機的性能和牢靠（kào）性起著至關重要（yào）的作用，是噴注器的中心構造。噴注器內栓零件構造如南京（jīng）藝（yì）匠精細加（jiā）工中心1所示，內栓與中心杆組成（chéng）的“微槽構造+環縫”組件如南京糖心影视精（jīng）細加工中心2所示。

南京糖心影视精（jīng）密加工中心1　噴注器內栓零件構造

南京糖心影视精細加工中心2　內栓與中心杆組成的“微槽構造+環縫”組件

經過加工工藝性剖析，綜合思索工藝（yì）完成、加工本錢和加工效率等要（yào）素（sù），選取線切割加工辦法成形。主要加工（gōng）思緒：采用分度頭裝夾專用工裝，將內栓零件固定到專用工裝上找正（zhèng），然（rán）後電極絲（sī）端麵找正（zhèng），線切割第一個槽成形後，旋轉（zhuǎn）10°，切割第2個（gè）槽，依此類推共18次。

根據（jù）上述加工思緒，經過火析得（dé）出微槽構造的精度主要取決於專用（yòng）工裝設計、電（diàn）極絲相對內栓零件的找正定位精（jīng）度、電極絲速度及適宜的電參數等工藝要素。主要難點（diǎn）如下。

（1）裝夾　內（nèi）栓（shuān）零件由於法蘭處為四方（fāng）構造，準（zhǔn）確定位裝夾（jiá）難度（dù）很大，因而需求設計專用工裝。

（2）定位（wèi）找（zhǎo）正精度　由於高密（mì）度對稱（chēng）微槽寬度為0.3mm，深度為（wéi）0.14mm，數量為（wéi）36個，因而加工時需求多達18次的反複翻轉。電（diàn）極絲與零（líng）件基準的（de）相對位置找正精度不（bú）夠，極易累（lèi）積裝夾（jiá）定位（wèi）誤差，不隻單個微槽（cáo）尺寸超差（chà），而且36個均布微槽的分歧性也很難滿足設（shè）計請求，直接影響噴（pēn）注器流量大小及平（píng）均性，進而影響發起機的牢靠性，為此，需求精（jīng）度較高的找正辦法來保（bǎo）證。

（3）電參數優化選取　線切割加工的微觀過程較（jiào）為複雜（zá），加工精度及穩定性的（de）研討（tǎo）很複（fù）雜，目前定量剖析有一定的艱難，電參數的探索大多數根據經曆分離工（gōng）藝實驗。微槽（cáo）構造小（xiǎo），對電參數組合敏感，需求探索適宜的電參數組合。

3 高密（mì）度（dù）微槽構造的精細線切割加工

依據上述剖析，采取相應的措施處理加工難點，設（shè）計噴注器內栓零件（jiàn）高密度微槽加工道路如南京糖心影视精細加工中心3所示。

南京藝（yì）匠精（jīng）細加（jiā）工（gōng）中心3噴注器內栓零（líng）件高密度微槽加工道（dào）路

3.1設計專用工裝

由於噴注器內栓的端麵是（shì）四方構造，不利於後續的裝夾定位，故設計專用（yòng）固定工裝。此工裝的（de）裝夾局部與端麵的垂（chuí）直（zhí）度有嚴厲的幾何公差請（qǐng）求，需保證在0.008mm以內，同時工裝與內栓貼合的端麵平麵度也應該保證在0.01mm以內；專用工裝前端加工一凸台，凸台外圓與（yǔ）工裝的裝夾局部需保證同軸度0.008mm以內的請求，同時凸台外圓與內栓零件內孔嚴厲配加工，裝（zhuāng）夾時依托凸台定位（wèi），經過（guò）螺釘緊固，保證（zhèng）裝夾後工裝（zhuāng）的裝夾局部與固定（dìng）在工裝上的內栓（shuān）加（jiā）工微槽構造的外圓同軸度請求。內栓零件專用工裝裝夾如南京糖心影视精細加工中心4所示。

a）內栓零件裝夾

b）專用工裝反麵

南京糖心影视（jiàng）精細加工中心4　內栓零件專（zhuān）用工裝裝夾

3.2電（diàn）阻法精細轉正

定位找正（zhèng）的目的（de）是肯定電極絲（sī）與零件基準的相對位置，定位找（zhǎo）正精度直接決議內栓零件（jiàn）的加工質量。假如找正辦法選擇不當、精度不高，則很難保證各個微槽尺寸的精度，同時加工過程需求18次重複的（de）翻轉（zhuǎn），會招致均布槽分歧（qí）性差。常用的線切割找正（zhèng）辦法[2]如下。

（1）目測法　采用目測法找正電極絲相對零件基準的位置誤差較大，均布槽的分歧性（xìng）很難保證。

（２）火花法　挪動工作台使（shǐ）工件的基準麵逐步靠（kào）近電極絲，在呈現火花的霎時記下工作（zuò）台上的坐標，來記載電極絲相對零件（jiàn）基準的（de）位置（zhì）。但常常因電極絲靠近基準麵時（shí）產生的放（fàng）電間隙與正（zhèng）常切割條件下的放電間隙（xì）不完整（zhěng）相同而（ér）產生誤差。

（３）自動找正　目前大局部線切割機床具（jù）有接觸感知功用，采用自動找正的辦法去找邊、找中心，找正精度比擬高。但是該辦法屢次對邊找正（zhèng）後（hòu）的誤差最大可到達0.05mm，不能滿足36個微（wēi）槽尺（chǐ）寸精度、微槽之間尺寸分歧（qí）性請求。

（４）電阻法（fǎ）　其原理是應用電極絲與（yǔ）工件基準麵由絕緣到短路接觸的霎時兩者間電阻突變的特性，來肯定電極（jí）絲相對工件基準的坐標位置，反複定位（wèi）精度（dù）較高（gāo），普（pǔ）通可達0.005mm以（yǐ）內。比照以上找正（zhèng）辦法的優點和缺乏，最終采用（yòng）電阻法來肯定（dìng）電極絲與零件基準的相對位置（zhì），從而肯定加工原點，電阻法精細找正如南京藝（yì）匠精（jīng）細加工中心5所示。設（shè）計電阻法精細（xì）找正安裝，萬用表一側表筆接電極絲導輪，另一側接被加（jiā）工零件，將萬用表置於歐姆檔，手控盒或操作麵板使工件與電（diàn）極絲（sī）迫近（jìn）來停止丈量，當工件與電（diàn）極絲霎時接（jiē）觸時萬用表指針對零。剛接觸時是絲的邊緣，尋邊後需求加絲的半徑補償（cháng）。

a）電阻法（fǎ）找正原理

b）精細找正過程

南京（jīng）糖心影视精（jīng）細加工中心5　電（diàn）阻法精細找正

用手控盒或操作麵板（bǎn）將電（diàn）極絲移到零件端麵，保證接觸良好，此時萬用表指針處於最右側。之後采用手控盒（hé）或者（zhě）操作麵板以每次0.002mm挪動電極絲。當萬用表指針發作大（dà）幅度擺動（dòng）時（短（duǎn）路變化為斷路），闡明電極絲與零件端麵霎（shà）時別（bié）離，此時設定電極（jí）絲坐標為（，），經過屢次找正，誤差最大為0.004mm，可滿足均（jun1）布微槽加工的找正（zhèng）請求。

加工過程中每切割1對槽重（chóng）新找正一次，切割時（shí）需求（qiú）時（shí）辰（chén）觀測剛放電時（shí）坐標零點（diǎn）的偏移量。假如電極絲剛剛發作放電時（shí）坐標零點偏移超越0.005mm，需求重（chóng）新找正，防止累積誤差。

3.3線切割及電加（jiā）工（gōng）參數的優化

找正基準位置後，回退0.5mm作為起切點，編程切割途徑[3]，切（qiē）割過程中對電參數停止優化。影響線切割加工（gōng）質量的指標很多，包（bāo）括：電參數脈衝寬度、脈衝（chōng）距離、峰值電流、非電參數運絲速度、電極絲張力及工作液清潔度等。分離加（jiā）工經曆，選擇影響加工的重要指標要素，並平均散布實驗數據點，設定正（zhèng）交（jiāo）實驗，優化加工（gōng）參數，並經過（guò）影像儀準確丈量出的加工值與理論值的偏向，同時（shí）依（yī）據經曆調整相關工藝參（cān）數，重（chóng）複實驗丈量，肯（kěn）定加工微槽構造的最優工（gōng）藝參數組合[4]。電加工優選參數：切割次數為1次，電極絲直徑為0.12mm，極性為正極，脈寬（kuān）為（wéi）1μm，絲速為6m/s，選用DIC-206水溶性線切割（gē）液。

3.4微槽丈量

采用高倍影像儀放大400倍丈量，丈量結果（見南京糖心影视精細加工中心6）分歧性較好，滿足了設計請求。

南（nán）京糖心影视（jiàng）精（jīng）細加工中心6　高倍影像（xiàng）儀丈量結果

4 工藝辦法應用效果

采用上述工藝辦法，配合電阻法精細找正（zhèng）安裝，切（qiē）割出契合尺（chǐ）寸精度、外表質量請求的微槽（cáo）（見南京糖心影视精細加工中心7），尺寸精度保證±0.01mm，且（qiě）熱試車（chē）實驗也考證了加工的有效性。

南京糖心影视精細加工中心7　內栓均（jun1）布微槽構造

5 完畢語

針對軌（guǐ）控發起機噴注器內栓微槽構造加工工藝難點停止剖（pōu）析，經過采取設計專用固定工裝、電（diàn）阻（zǔ）法精細找正（zhèng）安裝以（yǐ）及優化電加工參數等措施，處理（lǐ）了內栓零件（jiàn）高密度微槽構造裝夾艱難及高精度（dù）請求的難（nán）題，保（bǎo）證了內栓零件的36個微槽構造的尺寸精度及位置（zhì）精度。加工合格後的噴注器流量分歧性（xìng）穩定，平均性好，滿（mǎn）足設計（jì）預期，熱試車結果全麵考證（zhèng）了（le）工藝計劃的可（kě）行性和正確性，發起機性（xìng）能到達了技術指標請求。此計劃可以推行應用到其他高精（jīng）度微尺寸構造的加工中。

參考文獻：

[1]遲關懷，狄士春，黃瑞寧，等.複雜微小零件的微細電火花線切（qiē）割（gē）加工技術研討[J].製造技術與機

床，2004（10）：22-26.

[2]王冬生，賈寶賢，胡桂珍，等.電火花線切割加工工藝中的電極絲（sī）找正技（jì）術[J].電加工與模具，2007（5）：12-13，47.

[3]顧誌勇（yǒng）.線切割數控加工中的斷絲緣由及處（chù）置[J].科技創新與應用，2012（17）：104.

[4]曾凡毅.線（xiàn）切割加工工件外表質量的改善和進步[J].江西化（huà）工，2014（3）：159-160.

本文發表於《金屬加工（gōng）（冷加（jiā）工）》2022年第11期10~13頁，作者：北京控製工程研討所 楊春雷、牛少鵬（péng）、尹兆剛、陳穎、周晨、李晉軍（jun1）。