精密螺紋電火花加工的發(fā)明構(gòu)思和發(fā)展
作者在綜合型的精密儀器儀表制造廠從事產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝研究工作.有機(jī)會經(jīng)常在工具車間和新產(chǎn)品車間生產(chǎn)現(xiàn)場接觸到一些機(jī)械加工方面的難題。同時針對·些金屬材料尺寸加工中的難題對常規(guī)電火花加工技術(shù)進(jìn)行了長期的_I_藝探索性試驗(yàn)和生產(chǎn)應(yīng)用實(shí)踐。 眾所周知，儀器儀表工業(yè)中金屬零件結(jié)構(gòu)的多樣化和靈巧、復(fù)雜性以及所用材料品種之多常常遠(yuǎn)超過其他機(jī)械行業(yè)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對零件結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新思維特別敏感，精度要求也更高。然而機(jī)械加工等傳統(tǒng)方法已日益不能適應(yīng)發(fā)展需要，制造方面的困難往往束縛廠設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造樣。因此，很長時期思想上一直在反復(fù)考慮一個問a.能否進(jìn)一步開發(fā)電火花加.「技術(shù)，解決饑械加工中一些傳統(tǒng)的普遍性難題以彌補(bǔ)機(jī)械加工的不足。從兩者的技術(shù)特點(diǎn)分析聯(lián)想到推動人類社會進(jìn)步的·個科技因素是人們掌握的常用基本工具的進(jìn)步，至今各個二E業(yè)化國家，以制造工具(包括裝備)為主的機(jī)械工業(yè)仍然是國民經(jīng)濟(jì)各部門的基礎(chǔ)工業(yè)和主要支柱，它能左右社會生產(chǎn)力的發(fā)展水平。從石器，銅器一，鐵器、鋼鐵，有的歷史學(xué)家就常常以此來劃分時代，表明社會生產(chǎn)力和物質(zhì)文明的發(fā)展程度:工具硬度和強(qiáng)度不斷提高，因而更為耐用。精度也愈來愈高，因而使用效果更好。這是一條“以硬克軟’護(hù)逐步精化的發(fā)展途徑。然而工具制造本身的進(jìn)步則依賴于人類控制溫度的技術(shù)。銅的熔點(diǎn)為1OOD "C左右，鐵約為1200"C,煉鋼要求的溫度從14000C直至兒千度。電火花加工是利用10000-12000℃的高溫.使被加工件逐點(diǎn)熔化電蝕而直接實(shí)現(xiàn)尺寸加工。這樣高的溢度可以熔化目前仗界卜已有的任何導(dǎo)電的金屬和合金材料，因而已有的電火花加工技術(shù)在對付淬硬鋼和硬質(zhì)合金等方面顯示了它特別有效的技術(shù)優(yōu)勢。但加_I_類型有局限性，而月能達(dá)到的尺寸精度對當(dāng)前的工業(yè)發(fā)展水平來看也并不是很滿意的。然而，人類掌握的可控溫度逐步提高，應(yīng)該是標(biāo)志著一L具制造技術(shù)的進(jìn)步。 從原則上講，目前已知的各種金屬材料均可用火花放電方法實(shí)現(xiàn)尺寸加工。這樣，絕大部分能夠用機(jī)械切削等成形的金屬零件的尺一寸加_i幾，用電火花加工也能完成。加卜電火花加工本身具有的一些特點(diǎn)。它應(yīng)該還能解決·些機(jī)械方法所不能解決的加工間題。出一f以F-考慮和研究，得出的結(jié)淪是電火花加工在擴(kuò)展類4?和提高精度方面存在實(shí)現(xiàn)重大技術(shù)發(fā)明的可能性，因此就確定為長期科研探索的.t三攻方向。 機(jī)械加工的水平通常由l具制造水平來體現(xiàn)，而最能標(biāo)志仁具制造水一子的卻是磨削技術(shù)r磨削是梢密機(jī)械加工中最常用的基本!一藝手段，特別對淬硬工件9i是如此。磨削的基木條件是is具和I .供間要有一定的相對運(yùn)動速度.工具對工件施加定的機(jī)械作川力除去_〔件制料。在滿足這些條件的前提下，加上其他特殊要求.使磨削技術(shù)1“為發(fā)展戶但是反過來說，在一些不具備這些條件的加工場合，磨肖」仍無能為力.成為精密機(jī)械加工中的致命弱點(diǎn)，即仗日前已進(jìn)展到能川自然界硬度最高的金剛石微粒做磨輪原料也無濟(jì)二獷事。因此，在復(fù)雜、小型、精密加工件，特別是模具、量具、刀具、特殊零件加工等方而留下了大量難加毛問題和精度無法進(jìn)一步提高的問題。然而電火花加_上可于極低速和無明顯作用力的狀態(tài)加工，還有對任何金屬材料都能IL接加工的特點(diǎn).這就使它有叮能成為彌補(bǔ)精密機(jī)械加工不足的IK為理想的一門技術(shù)。 機(jī)械加工的許多成形運(yùn)動方式大致上是由直線和圓周兩種基本運(yùn)動所構(gòu)成，一般都能為電火花加工所借鑒(當(dāng)然由于加工機(jī)理不同，不能直接照搬)，從而完成類似的加工。然而更為重要的是根據(jù)電火花加工本身的特點(diǎn)采取某些機(jī)械方法所無法采用的運(yùn)動方式。目前已廣為發(fā)展的電火花成型加工和線切割，僅僅是借鑒r類似沖、擠壓和線鋸中的直線運(yùn)動為主的成形運(yùn)動。這樣，它所能適用的加工類型就有一定的局限性，成形尺寸精度也有一定的限度。因此，如果不發(fā)展采用包括圓周運(yùn)動在內(nèi)的成形運(yùn)動方式，那么.基于以七考慮，再加上生產(chǎn)中提出了一個具有很高技術(shù)經(jīng)濟(jì)價值的科研探索課題，需要解決硬質(zhì)合金螺紋環(huán)規(guī)的制造問題(難加J一材料上加工精密內(nèi)螺紋的典型類型)，就以此為突破日對發(fā)展開創(chuàng)新的電火花加工成形運(yùn)功方式進(jìn)行了探索性研究，在方法理論、工藝措施、機(jī)床、電氣及工作液過濾系統(tǒng)等方面取得了一系列創(chuàng)造性的先進(jìn)技術(shù)成果。經(jīng)過十多年的生產(chǎn)應(yīng)用、推廣發(fā)展、鞏固提高和完善過程，形成了一門成熟的共扼回轉(zhuǎn)式電火花加」_精密螺紋的新技術(shù)，先獲得了全國科學(xué)大會獎，以后又作為共扼回轉(zhuǎn)式電火花精密加工新工藝系統(tǒng)的主體獲得了國家發(fā)明二等獎。電火花加工的上藝能力可以說是沒有得到充分發(fā)揮。