小孔加工是电火花穿孔成型加工的一种应用。其特点是:加工面积小,深度大,直径一般为0.1~2毫米,深径比达20以上;小孔加工均为盲孔加工,排屑困难。
(1)电极材料的选择。宜选择刚性好、容易矫直、加工稳定性好和损耗小的材料,如铜钨合金丝、钨丝、钼丝、铜丝等。较为常用的材料有紫铜、黄铜、铜钨合金细杆和较粗的钨丝和铜丝等。加工时为了避免电极弯曲变形,还需设置工具电极的导向装置。
(2)电极的反拷加工。用机加工制造直径很小的细长电极较为困难,故多采用电火花反拷加工。在机床工作台上用一块长约50毫米、厚5毫米耐电火花腐蚀的铜钨合金或硬质合金块作为反拷电极,其工作面必须磨过,并校正到与坐标方向平行。要修拷的电极夹在主轴夹头内,可随主轴旋转和上下运动。然后用图16中的方法进行粗拷、开空刀槽和精拷加工。粗加工余量以0.2~0.3毫米为宜;精加工余量以0.02~0.05毫米为宜;在要求高一些的场合,还应进行超精反拷加工,加工余量为5~10微米,使Ra小于0.32微米。
(3)小孔电火花加工规准的选择,主要根据孔径、精度、深度、机床条件等因素综合考虑。一般采用一挡规准加工到底,只有在孔径发生变化时才转换规准。
(4)对于孔径大于1毫米的孔,如果加工前没有预孔,可用铜管作电极打出预孔;对于孔径小于1毫米的小孔,用实心电极加工时,可以把电极拷扁,以利排屑。所谓拷扁,就是将电极圆周沿轴向拷掉一部分。拷扁部分一般为直径的1/6~1/8,太小效果不明显;太大则电极刚性不好,损耗增大。
(5)小孔电火花加工采用RC线路脉冲电源有很大的优越性。其线路简单、成本低,单个脉冲能量很小,且瞬时放电的峰值电流较大,抛出材料汽化百分比和抛出力较大,可以得到较好的表面粗糙度和加工稳定性。
(6)为了改善小孔加工时的排屑条件,使加工过程稳定,常采用电磁振动头,使工具电极丝沿轴向振动,或采用超声波振动头。
(7)为了减少孔的锥度,在孔加工通后,可继续上下研磨几次,直到不放电火花为止。
(8)如果机床主轴有旋转功能,可采用旋转头附件使工具电极转动,或使工件转动,不但可以提高加工速度,还可以提高加工小孔的圆度。