[发明专利]一种适用于难加工材料内花键结构的电火花成型加工整体式工具电极

说明书

1、技术领域

本发明涉及一种适用于难加工材料内花键结构的电火花成型加工整体式工具电极。针对航空、航天、汽车制造、高档数控装备等高科技领域中由高强度钢等难加工材料制成的内花键结构，根据电火花成型加工的工艺特性，提出了一种新型的电火花粗、精成型加工工具电极，并通过制作工艺保证工具电极的制造精度，用于电火花成型加工以实现难加工材料内花键结构的低成本、高效率、高精度加工。

本发明主要用于航空、航天、汽车制造、高档数控装备等高科技领域中难加工材料内花键结构的电火花成型加工。

2、背景技术

内花键是传动系统中广泛应用的一类结构，在航空、航天、汽车制造、高档数控装备等高科技领域中具有广阔的应用前景。

近年来，随着航空、航天、汽车制造、高档数控装备等高科技领域对于传动系统使用功能和结构尺寸要求的不断提高，传动系统关键零部件如内花键齿轮等的材料、形状精度、位置精度、表面粗糙度等要求也愈加严格。在航空、航天、汽车制造、高档数控装备等高科技领域传动系统中，内花键齿轮多采用高强度钢等难加工材料，目前生产中较普遍的是采用插削加工，存在形位公差难以保证、加工毛刺清理困难、产品合格率低的问题。

电火花成型加工的原理是基于工具电极和工件之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量的设计加工要求，具有精度高、适宜加工特殊或复杂形状及难切削材料的特点。电火花成型加工为难加工材料的内花键结构加工提供了一种有效的解决手段。

3、发明内容

由高强度钢等难加工材料制成的内花键结构电火花成型加工，是通过工具电极和工件之间脉冲性火花放电进行成型加工，因此粗、精加工工具电极是电火花成型加工实现难加工材料内花键结构的低成本、高效率、高精度加工的关键保障之一。

本发明的技术内容主要包括：

(1)针对难加工材料内花键结构的粗、精加工整体式工具电极，电极材料为紫铜；

(2)粗、精加工整体式工具电极制造工艺。

4、附图说明

附图1：内花键电火花成型加工整体式工具电极简图；

附图2：内花键电火花成型加工整体式工具电极成型加工方案示意图。

5、具体实施方式

(1)粗、精加工整体式工具电极设计

根据内花键结构的精度要求及粗、精加工方式的不同要求，粗、精加工工具电极的设计分别考虑。

内花键粗加工是在较大峰值电流、大脉冲宽度条件下进行的，主要目的是实现材料的去除，其相对电极损耗比较小，因此粗加工工具电极尺寸确定与内花键结构名义尺寸一致，并考虑精加工余量和抛光余量，尺寸取下偏差。

内花键精加工是在较小的峰值电流和脉冲宽度条件下进行加工的，电极损耗对成型精度影响较大，因此，精加工工具电极设计考虑电极损耗情况，并对电极损耗进行补偿。

附图1为内花键电火花成型加工整体式工具电极简图，图2为内花键电火花成型加工整体式工具电极成型加工方案示意图。

(2)电火花成型加工整体式工具电极制造工艺

内花键整体式工具电极制备流程如下：①车毛坯端面；②粗、精车毛坯外圆；③粗、精车工具电极柄外圆；④线切割粗加工、半精加工工具电极花键结构；⑤线切割精加工工具电极花键结构。

车削加工时，使用弹簧夹头进行夹紧，力度适中，以防电极夹紧变形；在慢走丝线切割机床上采用高精度专用夹具夹紧定位，以减少定位间隙，提高定位精度及重复定位精度，工具电极安装以工具电极柄外圆和端面为定位基准安装，可以保证工具电极安装在机床上时工具电极与机床主轴的同轴度。