鈦合金密集異形群孔電火花加工技術(shù)研究

孫 超，李 輝，張明岐，張海龍，翟士民

（北京航空制造工程研究所，北京100024）

目前，鈦合金密集異形群孔結(jié)構(gòu)的零件廣泛應(yīng)用于先進飛機上，典型零件結(jié)構(gòu)見圖1。該類零件孔數(shù)極多（超過2000個）、排列密集（孔間壁厚僅為0.4～0.5 mm，公差±0.05 mm）、加工角度大（孔軸線方向與零件表面法線方向的角度為75～80°）、孔形為扁平菱形且尺寸小（圖2），此外，孔壁表面粗糙度要求達(dá)Ra3.2 μm。由于上述結(jié)構(gòu)特點，使該類零件加工困難，如果采用常規(guī)機械切削方法，會存在諸多難點：①超大加工角度和狹小孔形結(jié)構(gòu)導(dǎo)致進刀困難，加工可達(dá)性差，甚至進刀至一定深度后無法繼續(xù)加工，需結(jié)合鉆預(yù)孔加工和銑削加工等方法；②鈦合金導(dǎo)熱系數(shù)低，加工時易產(chǎn)生局部硬化和燒傷，屬于難切削材料[1-3]，其加工周期長、成本高；③易產(chǎn)生變形和殘余應(yīng)力，且難以控制；④難以實現(xiàn)異型棱角尺寸的加工，需后續(xù)進行人工修整，加工質(zhì)量難以保證，合格率低。

圖1 典型鈦合金密集異形群孔零件示意圖

圖2 孔形貌示意圖

電火花加工屬于非接觸式加工，在難切削材料和復(fù)雜結(jié)構(gòu)加工方面具有優(yōu)勢，近年來取得了顯著的進展[4-5]，已成為加工密集異形群孔零件的主要方法。本文針對典型鈦合金密集異形群孔結(jié)構(gòu)，開展了電火花加工技術(shù)研究，解決了該類零件的加工難題，對鈦合金材料及異形群孔結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用也起到了很好的促進作用[6]。

1 電極設(shè)計

電火花加工異形群孔時，一般采用單電極，其工藝簡單且穩(wěn)定性好。但由于零件孔數(shù)多、材料去除量大，單電極加工方法存在頻繁更換電極、加工效率低等問題，故采用多電極同步加工是提高加工效率的必要方法。……