腐蚀钻孔在硬质材料加工中显优势
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在硬质材料上钻小孔时,腐蚀钻孔能够显示出其特有的优势。即使是直径仅为0.1mm的电极也可以轻松、精确、高质量地加工。利用深度编程专用软件,在钻孔过程中也可以对尺寸深度和腐蚀特性施加影响。

图1 采用矿物铸件机床底座和新型驱动与控制技术的Apos 800 CNC型腐蚀钻床

图2 柴油发动机的喷油嘴

图3 采用200mm长电蚀贯穿钻孔的喷油嘴

图4 烧穿识别装置负责在入口和出口角度极陡的情况下达到精确的电蚀深度,而且不损坏紧贴背面的后壁
和传统的钻孔加工相比,腐蚀钻孔具有一定的优势。例如,在传统钻孔时,直径在1mm以下的钻孔会有一定问题。而直径范围在0.1~3mm(特殊情况下直径甚至可以达到10mm),这时腐蚀钻孔就可以完全取代机械钻孔。由于传统钻头会发生断裂、磨损,或需要打磨,而腐蚀钻孔则可以节省大量时间和费用。
电火花腐蚀加工在钻孔直径、垂直度和圆柱度、表面质量,以及平整度方面,都可以保证极高的精度,即便是淬火过的金属也可以进行腐蚀钻孔。而且,还可以避免在传统钻孔后再经过硬化的板材可能出现的淬火变形。任何一种导电材料都可以加工,即使是钨、钛、因科镍合金、哈斯特耐蚀镍基合金、不锈钢合金,以及钼这样的外来品也是如此。
腐蚀钻床(见图1)主要用于模具、刀具制造、航空航天、机器与设备制造、玻璃工业、汽车行业和医疗技术(图2、3、4)。主要应用范围包括钻孔、喷油嘴钻孔和出气钻孔等。例如,在汽车行业的铸件模具上,塑料模具的冷却钻孔,真空钻孔或排气钻孔,透平机叶片上的冷却钻孔和冷却钻孔。质量高,成本低并且拥有高效率是加工的标准。Heun公司的腐蚀钻床拥有直径深度比700×D,可以采用直径为0.1~6mm的电极,电蚀速度在加工钢和不锈钢时可达60mm/min或65mm/min,在加工铝或钛时可达200mm/min。
使用电蚀钻床进入工件表面的钻口非常陡,即使在没有精确的钻孔深度数据的情况下也可以进行精确的控制。我们研制了一种系统,可以在与电极磨损无关的情况下发现电极的烧穿,经过机器的控制装置可以采取措施,以便在后面的钻孔过程中对孔深尺寸和电蚀特性曲线施加影响。
许多使用者都知道工艺过程中所造成的问题,那就是电极在电蚀时经受着不同程度的磨损,因而很难实现精确的可重复电蚀深度。此外,电蚀过程的条件在烧穿时会发生根本的变化,致使电蚀轴上继续进给2~3mm需要的时间与比钻一个深度为100mm的孔所需要的时间一样长。这对钻孔的直径精确度会有一定影响,对电极在锥形体和圆周运动方面的几何形状也有一定影响。
电蚀钻孔专业厂家Heun公司找到了能够尽量减少出现这些问题的一种方法,原先提出的问题来自透平机叶片制造方面。著名的透平机制造厂家使用了Heun系统,在涡轮叶片上以极陡的入口和出口角度加工冷却空气孔。这项任务是在材料厚度不明的情况下,保证钻孔的贯穿性,不得损坏紧贴其背面的后壁。而通常所使用的那种深度编程是不可能完成这项任务的。
新研发的Apos系列机床方案在AMB展会上首次亮相。客户提出的更高要求,特别是在行程较长、5轴加工,以及精度要求高的机床上,促使Heun公司设计出了一种模块结构的、专门研制的用矿物混凝土制成的床体。这种新型的驱动和控制方案的优点是:具有更好的热稳定性、机械刚性较高、支撑力更强,以及对振动不敏感。
Apos系列机床原有的高度友好的用户界面通过机床的重新设计又得到了进一步提高,控制装置和发电机分别位于两个独立的开关柜里。这是一台占地少的紧凑型机床,不锈钢制成的新型外壳满足了最高的安全标准,甚至可以作为水浴机器或油浴机器的油槽备选件使用。
本文作者:Derek Korn
原载:《MM现代制造》
上载于:2009-2-23 9:23:27

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