南京（jīng）www.91精細加工中心解密：高密度微（wēi）槽（cáo）構造精密加工技術

金屬加工

針對（duì）軌控發起機內栓零件微槽構造裝夾難度（dù）大、找正精度低及分歧性難（nán）以保證等加工難點（diǎn），經過設（shè）計專用工裝、電阻（zǔ）法精細找正安裝以及優化電加工參數等措施，順利處理了微槽（cáo）加工難題。經影像儀檢測及熱試車實驗（yàn）證明（míng），該加工辦法具有很好的可行性，有效保證（zhèng）了軌控（kòng）發起機的性能及牢靠性。

1 序文

在航空航天範疇，許多零（líng）件包含尺寸微小的“微槽”構造，以到達準確控製流量（liàng）的目的（de）。目前，關於（yú）微槽構造的精細加工辦法主要有切削加（jiā）工、線切割加工等，而切削加工受製於刀具尺寸（cùn）、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）觸加工無明顯宏觀應力，可（kě）加工微小尺寸，以及具有（yǒu）定位精度高（gāo）等優點，可完成高密度微槽的（de）精細加工[1]。本文（wén）將重點（diǎn）引見軌控發起（qǐ）機內栓零件高密度微槽構造的加工難點及精細加工辦法。

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（zhù）器初次采用高密度對稱微槽構造+環縫的組合方式，其（qí）中內栓零件（jiàn）出（chū）口端包含了沿圓周方向平（píng）均散布（bù）的36個（共18對）微槽構造，其尺（chǐ）寸微小（深度0.14mm、寬度0.3mm），精度請求高，且微槽的分歧（qí）性及位置度請（qǐng）求較高（gāo）。微槽（cáo）構造的（de）麵積和位置度直接影響（xiǎng）噴注器流量大小及平均性，一方麵決議了（le）推進劑的熄滅效率，另一方麵影響（xiǎng）到發起（qǐ）機熄滅室壁（bì）麵液膜冷卻效率，對發起機的性能和牢靠性起著至關重要的作用，是噴注器的中（zhōng）心構造。噴注器內栓零件（jiàn）構造如南京www.91精細加工中心1所示，內（nèi）栓與中心杆組成的“微槽構造+環縫”組件如南（nán）京www.91精細加工中心2所示。

南京www.91精密加工中心1　噴注器內栓零件構造

南京www.91精細加工中心（xīn）2　內栓與中心杆組成的“微槽構造+環縫（féng）”組件

經（jīng）過加工工藝性剖析，綜合（hé）思索工藝完成、加工本錢（qián）和加工效率等要素，選（xuǎn）取線切割加工辦法成形。主要加工思緒：采用分度頭裝（zhuāng）夾（jiá）專（zhuān）用工裝，將內栓（shuān）零件固定到專用工裝上找正，然（rán）後電（diàn）極絲端麵找正，線切（qiē）割第一個槽成形後，旋轉10°，切割第2個槽，依此（cǐ）類推共18次（cì）。

根據上述加工思緒，經過火析得出微槽構造的精度主要取決於專用工裝設計、電（diàn）極絲相對內栓零件的找正定位精度、電極絲（sī）速度（dù）及適宜的電參數等（děng）工藝要素。主要難（nán）點如下。

（1）裝夾　內（nèi）栓零件由於法蘭處為四方構造，準確定位裝夾難度很大，因（yīn）而需（xū）求設計（jì）專用工裝。

（2）定位找正精度　由於高密度對稱微槽寬度為0.3mm，深度為0.14mm，數（shù）量為36個，因而加工時需求多達18次（cì）的反複翻轉。電極絲（sī）與零件基準的相對位置找正（zhèng）精度不夠（gòu），極易累積裝夾定位誤差，不隻單個微槽尺寸超差，而且36個均布微槽的分歧（qí）性也很（hěn）難滿足設計（jì）請求，直接影響噴注器流量（liàng）大小及平（píng）均性，進而影（yǐng）響發起機的牢靠性，為此，需求精度較高的找正辦法來保（bǎo）證。

（3）電參數優化選取　線（xiàn）切割加工的微觀過程較為複（fù）雜，加工精度及穩定性的研討很複雜（zá），目前定量剖析有（yǒu）一定的（de）艱難（nán），電參數（shù）的探（tàn）索大多數根據經曆分離工藝實驗。微槽構造小，對（duì）電參數組合敏感，需求探索適宜的電參數組合。

3 高密度（dù）微槽構造的精細線切割（gē）加工

依據（jù）上述剖析，采取相（xiàng）應的措施處理加工難點，設（shè）計噴注器內栓（shuān）零件（jiàn）高密度微槽加工道路如南（nán）京www.91精細加工（gōng）中心3所示。

南（nán）京www.91精細加工中（zhōng）心3噴注器內栓零件高密度微槽加工道路

3.1設（shè）計專用工裝

由於噴注器內栓的端麵（miàn）是（shì）四方構造，不（bú）利於後續的裝夾定位，故設（shè）計專（zhuān）用固定工裝。此工裝的裝夾局部（bù）與端麵的垂直度（dù）有嚴厲的幾何公（gōng）差請求，需保證在0.008mm以內，同時工裝與內（nèi）栓貼（tiē）合的端麵平麵度也（yě）應該（gāi）保（bǎo）證在0.01mm以內；專用工裝前端加工一凸台，凸台外圓與工裝的裝夾局部需保證同軸度0.008mm以內的請求，同時（shí）凸台外圓與內栓零件內孔嚴厲配加（jiā）工，裝夾時依托凸台定位，經過螺釘緊固，保證裝夾後工裝的裝（zhuāng）夾局部與固定在工裝上的內栓加工微（wēi）槽構造的（de）外圓同軸度請求。內栓零件專用工裝裝夾如南京www.91精細加工中心4所示（shì）。

a）內（nèi）栓（shuān）零件裝夾

b）專用（yòng）工裝反（fǎn）麵

南京www.91精（jīng）細加工中心4　內栓零件專用工裝裝夾（jiá）

3.2電阻法精細轉正

定位找正的目的（de）是肯定電極絲（sī）與零件（jiàn）基準的相對位置，定位（wèi）找正精度直接決議內栓（shuān）零件（jiàn）的加工質量。假如找正（zhèng）辦法選擇不當、精（jīng）度不高，則很難保證各個微槽尺寸（cùn）的精（jīng）度，同時加工過（guò）程需求18次重複的翻轉，會招致均布槽分歧性差。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（jī）準（zhǔn）的位置誤差較大，均布（bù）槽的分歧性很（hěn）難保證。

（２）火花法　挪動工作台使工件的基（jī）準麵逐步靠近（jìn）電極絲，在呈現火（huǒ）花的霎時記（jì）下（xià）工作台上的坐標，來（lái）記載電極絲相對零件基準的位置。但常常因（yīn）電極絲靠（kào）近（jìn）基準麵時產生的放電間隙與正常切割條件下的放電（diàn）間隙不完整相同而產生誤差。

（３）自動找正　目前大局部線切割機床具有接（jiē）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（duì）邊找正後（hòu）的誤差最大可到達0.05mm，不能滿足36個微槽尺（chǐ）寸精度、微槽之間尺寸分歧性請求。

（４）電阻法　其原理（lǐ）是應用電極絲（sī）與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（dìng）電極絲相對工件基準的坐標位置，反複定位（wèi）精度較高，普通可達0.005mm以內。比照以上找正辦法的優點和缺乏，最終（zhōng）采用電阻法來肯定電極（jí）絲與零件基準的相對位置，從而（ér）肯定加工原點，電阻法精細找正如南京www.91（jiàng）精細加工中心5所示。設（shè）計電（diàn）阻法精細找正（zhèng）安裝，萬用表一側表筆接（jiē）電極絲導輪，另一側接被加工零件，將萬用表置於歐姆檔，手控盒或操作麵板使工件與電極絲迫近來停止丈量（liàng），當工件與電極絲霎時接觸時萬用表指針對零。剛接觸時是絲的邊緣，尋邊後（hòu）需求加絲的半（bàn）徑補償。

a）電阻法找正原理

b）精細找正過程

南京www.91精（jīng）細加工中心5　電阻法精細找正

用手控盒或操作麵板將電極絲移到零件端麵，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）或者操作麵板以（yǐ）每次（cì）0.002mm挪（nuó）動電極絲（sī）。當萬用表指針發作大幅度擺動時（短（duǎn）路變化為斷（duàn）路），闡明（míng）電極絲與零件端麵霎時別離，此時設定電極絲坐標為（，），經過屢（lǚ）次找正，誤差最大為0.004mm，可滿足均布微槽加工的找正請求。

加工過程中每切割（gē）1對槽重新找正一次（cì），切割（gē）時（shí）需（xū）求（qiú）時辰（chén）觀測剛（gāng）放電時坐標零點（diǎn）的偏移量。假如電極絲剛（gāng）剛發作放電時坐（zuò）標（biāo）零點偏（piān）移超越0.005mm，需求重新找正，防止累積誤差。

3.3線切割及電加工參（cān）數的優化

找正基（jī）準位置後，回退0.5mm作（zuò）為起切點（diǎn），編程切割途徑[3]，切割過程中對電參（cān）數停止優化。影（yǐng）響線切割（gē）加工質量的指標很多，包括：電參數脈衝寬度、脈衝距離、峰值（zhí）電流（liú）、非電參數運絲速度、電極絲張力及工作液清潔（jié）度等（děng）。分離加工經曆，選擇影響（xiǎng）加工的重要指標要素（sù），並平均散布實驗數據點，設定正交實驗，優化（huà）加工參（cān）數，並經（jīng）過影像儀準確丈量出的加工值與理論值的偏向，同時（shí）依據經曆調整相關工藝（yì）參數，重（chóng）複實驗丈量，肯定加工微槽構造的最優工藝參數組合[4]。電加工優選（xuǎn）參數：切割（gē）次數為1次（cì），電極絲直（zhí）徑為0.12mm，極性為正極，脈寬為1μm，絲速為6m/s，選（xuǎn）用DIC-206水溶性線切割液。

3.4微槽丈量

采用高倍影像儀（yí）放大400倍丈（zhàng）量，丈量結果（見（jiàn）南京藝（yì）匠精細加工中心6）分歧（qí）性較好，滿足了設計請求。

南京www.91精細加工（gōng）中心（xīn）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（diàn）阻法精細（xì）找正安（ān）裝，切割出契合尺寸精度、外表質量請求的（de）微槽（見南京www.91精細加（jiā）工中（zhōng）心7），尺寸精（jīng）度保證±0.01mm，且（qiě）熱試車實驗也考證了加工的有效性。

南（nán）京www.91精細加工中心7　內栓（shuān）均布微槽構造

5 完畢語

針對軌控發起機噴注器內栓微槽構造加工工藝難點停止剖析，經過采取設計專用固定工裝、電阻（zǔ）法精（jīng）細找正安裝以及優化電（diàn）加工參數等措施，處理了內栓零件高密度微槽構（gòu）造裝夾艱難及高精度（dù）請求的難題，保證了內栓零件（jiàn）的36個微（wēi）槽構造的尺寸精度及位（wèi）置精度。加工（gōng）合格後的噴（pēn）注器流量分歧性穩定，平均性好，滿足設計預期（qī），熱試車結果全麵（miàn）考證了工藝計劃的可行性（xìng）和（hé）正確性，發起機性能（néng）到達了技術指標請求。此計劃可以（yǐ）推（tuī）行應用到（dào）其他高精度微尺（chǐ）寸（cùn）構造的加工中。

參考文（wén）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割加工技術研討[J].製（zhì）造技術（shù）與機

床，2004（10）：22-26.

[2]王冬生，賈寶賢，胡桂珍（zhēn），等.電火花線切割加工工藝中（zhōng）的（de）電極絲找（zhǎo）正技術[J].電加工與模具，2007（5）：12-13，47.

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

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

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