精密螺纹电火花加工的发明构思和发展
作者在综合型的精密仪器仪表制造厂从事产品设计和工艺研究工作.有机会经常在工具车间和新产品车间生产现场接触到一些机械加工方面的难题。同时针对·些金属材料尺寸加工中的难题对常规电火花加工技术进行了长期的_I_艺探索性试验和生产应用实践。 众所周知，仪器仪表工业中金属零件结构的多样化和灵巧、复杂性以及所用材料品种之多常常远超过其他机械行业随着科学技术的发展，对零件结构的创新思维特别敏感，精度要求也更高。然而机械加工等传统方法已日益不能适应发展需要，制造方面的困难往往束缚厂设计人员的创造样。因此，很长时期思想上一直在反复考虑一个问a.能否进一步开发电火花加.「技术，解决饥械加工中一些传统的普遍性难题以弥补机械加工的不足。从两者的技术特点分析联想到推动人类社会进步的·个科技因素是人们掌握的常用基本工具的进步，至今各个二E业化国家，以制造工具(包括装备)为主的机械工业仍然是国民经济各部门的基础工业和主要支柱，它能左右社会生产力的发展水平。从石器，铜器一，铁器、钢铁，有的历史学家就常常以此来划分时代，表明社会生产力和物质文明的发展程度:工具硬度和强度不断提高，因而更为耐用。精度也愈来愈高，因而使用效果更好。这是一条“以硬克软’护逐步精化的发展途径。然而工具制造本身的进步则依赖于人类控制温度的技术。铜的熔点为1OOD "C左右，铁约为1200"C,炼钢要求的温度从14000C直至儿千度。电火花加工是利用10000-12000℃的高温.使被加工件逐点熔化电蚀而直接实现尺寸加工。这样高的溢度可以熔化目前仗界卜已有的任何导电的金属和合金材料，因而已有的电火花加工技术在对付淬硬钢和硬质合金等方面显示了它特别有效的技术优势。但加_I_类型有局限性，而月能达到的尺寸精度对当前的工业发展水平来看也并不是很满意的。然而，人类掌握的可控温度逐步提高，应该是标志着一L具制造技术的进步。 从原则上讲，目前已知的各种金属材料均可用火花放电方法实现尺寸加工。这样，绝大部分能够用机械切削等成形的金属零件的尺一寸加_i几，用电火花加工也能完成。加卜电火花加工本身具有的一些特点。它应该还能解决·些机械方法所不能解决的加工间题。出一f以F-考虑和研究，得出的结沦是电火花加工在扩展类4?和提高精度方面存在实现重大技术发明的可能性，因此就确定为长期科研探索的.t三攻方向。 机械加工的水平通常由l具制造水平来体现，而最能标志仁具制造水一子的却是磨削技术r磨削是梢密机械加工中最常用的基本!一艺手段，特别对淬硬工件9i是如此。磨削的基木条件是is具和I .供间要有一定的相对运动速度.工具对工件施加定的机械作川力除去_〔件制料。在满足这些条件的前提下，加上其他特殊要求.使磨削技术1“为发展户但是反过来说，在一些不具备这些条件的加工场合，磨肖」仍无能为力.成为精密机械加工中的致命弱点，即仗日前已进展到能川自然界硬度最高的金刚石微粒做磨轮原料也无济二犷事。因此，在复杂、小型、精密加工件，特别是模具、量具、刀具、特殊零件加工等方而留下了大量难加毛问题和精度无法进一步提高的问题。然而电火花加_上可于极低速和无明显作用力的状态加工，还有对任何金属材料都能IL接加工的特点.这就使它有叮能成为弥补精密机械加工不足的IK为理想的一门技术。 机械加工的许多成形运动方式大致上是由直线和圆周两种基本运动所构成，一般都能为电火花加工所借鉴(当然由于加工机理不同，不能直接照搬)，从而完成类似的加工。然而更为重要的是根据电火花加工本身的特点采取某些机械方法所无法采用的运动方式。目前已广为发展的电火花成型加工和线切割，仅仅是借鉴r类似冲、挤压和线锯中的直线运动为主的成形运动。这样，它所能适用的加工类型就有一定的局限性，成形尺寸精度也有一定的限度。因此，如果不发展采用包括圆周运动在内的成形运动方式，那么.基于以七考虑，再加上生产中提出了一个具有很高技术经济价值的科研探索课题，需要解决硬质合金螺纹环规的制造问题(难加J一材料上加工精密内螺纹的典型类型)，就以此为突破日对发展开创新的电火花加工成形运功方式进行了探索性研究，在方法理论、工艺措施、机床、电气及工作液过滤系统等方面取得了一系列创造性的先进技术成果。经过十多年的生产应用、推广发展、巩固提高和完善过程，形成了一门成熟的共扼回转式电火花加」_精密螺纹的新技术，先获得了全国科学大会奖，以后又作为共扼回转式电火花精密加工新工艺系统的主体获得了国家发明二等奖。电火花加工的上艺能力可以说是没有得到充分发挥。
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