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一种电火花加工硬质合金制品内螺纹的加工方法及工装的制作方法

花匠小妙招
2025-02-06 14:14

一种电火花加工硬质合金制品内螺纹的加工方法及工装的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于硬质合金制造技术领域，具体涉及一种电火花加工硬质合金制品内螺纹的加工方法及工装。
【背景技术】
[0002]硬质合金制造工艺由混合料制备、压制成形和烧结三部分组成。硬质合金内螺纹虽然可以通过特殊模压或压坯车加工来成形，但是由于压坯烧结成最终制品会产生非均匀的较大的收缩，所以难以保证产生收缩后硬质合金烧结制品内螺纹的尺寸和形位精度，因此硬质合金烧结制品的内螺纹只能通过后序加工来完成。
[0003]内螺纹的加工通常只能采用车、攻螺纹、旋风铣等加工方法来完成，硬质合金烧结制品有极高的硬度，后序加工只能用磨加工、线切割和电火花来进行，车、攻螺纹、旋风铣等内螺纹加工方法无法用来对硬质合金烧结制品的内螺纹进行加工，磨加工和线切割加工不能实现内螺纹的加工，因此只有电火花加工方法可以用来对硬质合金内螺纹进行加工。
[0004]通常电火花加工内螺纹是通过带电极的Z轴旋转和装夹产品的平动装置的运动来完成的，这种加工方法是靠逐渐旋进的方式完成的，电极实际有效工作面积较小，加工效率较低，平动装置的运动会使电极和产品发生一定的碰撞，影响内螺纹的质量，带连结型内螺纹的硬质合金产品有一定的需求量，如何才能提高硬质合金内螺纹加工的效率，更好的硬质合金内螺纹加工质量是业内需要进一步完善的技术问题。

【发明内容】

[0005]本发明的目的在于:针对现有技术中Z轴旋转的电火花加工硬质合金制品内螺纹时存在的问题，提供一种非Z轴旋转的电火花加工硬质合金制品内螺纹的加工方法。
[0006]为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0007]一种电火花加工硬质合金制品内螺纹的加工方法，包括以下步骤:
[0008]S1.螺纹底孔加工，在硬质合金制品上加工出螺纹底孔；
[0009]S2.工装制作，包括制作对硬质合金制品放电的电极以及装夹硬质合金制品的螺旋装夹装置，具体步骤如下；
[0010]S21.电极制作，首先加工出电极基体，然后在电极基体上加工出与要求加工的硬质合金制品内螺纹牙型、线数、旋向、螺距、大径、中径、小径分别相同的外螺纹，最后将电极基体上进行切割，直至能塞入硬质合金制品的螺纹底孔，同时保留弧度为α的螺纹面，
a < Ji ；
[0011]S22.螺旋装夹装置制作，包括制作带有螺纹的支撑件和旋转件，以及装夹硬质合金制品的夹具，旋转件与支撑件能相互螺合，且两者的螺距、旋向分别与要求加工的硬质合金制品内螺纹螺距、旋向相同；
[0012]S3.工装安装，将螺旋装夹装置的支撑件安装在电火花机床的工作平台上，旋转件通过螺纹部分旋入支撑件中，夹具安装在旋转件端面，并确保夹具和旋转件的旋转轴心线与工作平台平行；同时将电极安装在电火花机上；
[0013]S4.产品装夹，将加工好螺纹底孔的硬质合金制品装夹在夹具上，并确保硬质合金制品的螺纹底孔的轴心线与夹具的旋转轴心线重合；
[0014]S5.内螺纹加工，电火花机将电极送入硬质合金制品的螺纹底孔中，并确保电极加工面的轴向中心线与螺纹底孔的轴心线平行，沿电极加工面的轴向中心与螺纹底孔的轴心的连线方向，控制电极进刀，放电加工，直到电极加工面的轴向中心与螺纹底孔的轴心重合时停止，控制电极沿进刀的反方向平移，退至电极初次放入螺纹底孔的位置，完成第一段内螺纹的加工；扭动旋转件，使得旋转件旋转β角度，β小于α对应的角度，然后再沿电极加工面的轴向中心与螺纹底孔的轴心的连线方向，控制电极进刀，放电加工，直到电极加工面的轴向中心与螺纹底孔的轴心重合时停止，控制电极沿进刀的反方向平移，退至电极初次放入螺纹底孔的位置，完成第二段内螺纹的加工；按照前述的加工步骤，依次扭动旋转件、进刀、放电加工和退刀，直至完成硬质合金制品的整个内螺纹的加工。
[0015]优选地，电极的制作过程中，首先加工出直径与要求加工的硬质合金制品内螺纹大径相同的圆棒状电极基体，然后在电极基体上加工出能够与要求加工的硬质合金制品内螺纹螺合的外螺纹，接着沿电极基体的旋转轴心将电极基体切割成两半，再沿与切割面相互垂直的两个对称平面、且两个对称平面之间的距离为电极基体直径的五分之三至五分之四范围内，将电极基体切割，中间部分即为电极。
[0016]优选地，两个对称平面之间的距离为电极基体直径的四分之三。
[0017]优选地，在制作成的电极将其两个90°棱角进行45°倒角。
[0018]优选地，内螺纹加工过程中，旋转件每次旋转的角度β为92°。
[0019]优选地，内螺纹加工过程中，电火花加工电极的有效工作部位出头端超过被加工内螺纹底孔出头端至少I个螺距。
[0020]本发明还提供一种电火花加工硬质合金制品内螺纹的工装，包括对硬质合金制品放电的电极以及装夹硬质合金制品的螺旋装夹装置；
[0021]所述的电极包括能够塞入硬质合金制品螺纹底孔的电极基体，电极基体表面设置有与要求加工的硬质合金制品内螺纹牙型、线数、旋向、螺距、大径、中径、小径分别相同的外螺纹；
[0022]所述的螺旋装夹装置包括通过螺纹相互螺合的支撑件和旋转件，以及装夹硬质合金制品的夹具，旋转件与支撑件两者的螺距、旋向分别与要求加工的硬质合金制品内螺纹螺距、旋向相同，夹具安装在旋转件的端部，且两者的旋转轴心线共线。
[0023]优选地，所述的夹具采用四爪卡盘或三爪卡盘。
[0024]优选地，支撑件的螺纹为内螺纹，旋转件的螺纹为外螺纹，支撑件的螺扣不少于12扣，旋转件的螺扣不少于10扣，且支撑件的螺扣比旋转件的螺扣至少多2扣。
[0025]优选地，所述的支撑件上还设置有锁定旋转件的锁紧螺钉。
[0026]由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0027]1.在不带Z轴旋转的电火花机床上也能进行硬质合金内螺纹的加工。
[0028]2.本发明的加工原理可以推移到对硬质合金烧结制品各种类别内圆大螺旋槽进行加工。
[0029]3.本发明的加工原理还可以推移到对不能通过磨加工和常规电火花加工方式解决的各种类别的硬质合金烧结制品的内圆凹面进行加工。
【附图说明】
[0030]图1是本发明的电极制作过程中有效放电部位横截面示意图。
[0031]图2是本发明的电极结构示意图。
[0032]图3是本发明的螺旋装夹装置结构示意图。
[0033]图4是本发明的螺旋装夹装置全剖视图。
[0034]图5是本发明的硬质合金制品内螺纹待加工状态示意图。
[0035]图6是本发明的硬质合金制品内螺纹加工状态示意图。
[0036]图中标记:1_支撑件，2-旋转件，3-夹具，4-电极，5-硬质合金制品，6-锁紧螺钉。
【具体实施方式】
[0037]通过如下实施方式对本发明的技术方案予以进一步说明。
[0038]实施例1:
[0039]本发明的一种电火花加工硬质合金制品内螺纹的加工方法:
[0040]硬质合金牌号为:YG8
[0041 ] 产品加工要求:产品内螺纹规格为M8右旋螺纹，M8内螺纹牙大径为8mm，M8内螺纹的小径为6.75mm，中径为7mm，二分之一的小径为3.375mm，螺距为1.25mm，螺纹段长度为1mm0
[0042]加工步骤如下:
[0043]S1.螺纹底孔加工，在硬质合金制品5上加工出直径为6.75mm的螺纹底孔。
[0044]S2.工装制作，包括制作对硬质合金制品5放电的电极4以及装夹硬质合金制品5的螺旋装夹装置，具体步骤如下:
[0045]S21.电极4制作，参照图1，图2，首先加工出直径与要求加工的硬质合金制品5内螺纹大径相同的圆棒状电极基体(参照图1中a部分所示)，然后在电极基体上加工出能够与要求加工的硬质合金制品5内螺纹牙型、线数、旋向、螺距、大径、中径、小径分别相同的外螺纹(参照图1中b部分所示)，接着沿电极基体的旋转轴心将电极基体切割成两半(参照图1中c部分所示)，再沿与切割面相互垂直的两个对称平面、且两个对称平面之间的距离为电极基体直径的四分之三，两个对称平面的对称度为0.1，将电极基体切割，中间部分即为电极4，对应的外螺纹面的弧度α对应的角度为97° 36'(参照图1中d部分所示)；在制作成的电极4将其两个90°棱角进行45°倒角(参照图1中e部分所示)，这样，电极4和硬质合金制品5之间的安全距离更大，电火花加工电极4轴向有效工作部位的长度为20 mm ο
[0046]S22.螺旋装夹装置制作，参照图3，图4，包括制作带有螺纹的支撑件I和旋转件2，以及装夹硬质合金制品5的夹具3，旋转件2与支撑件I能相互螺合，且两者的螺距、旋向分别与要求加工的硬质合金制品5内螺纹螺距、旋向相同。
[0047]S3.工装安装，将螺旋装夹装置的支撑件I安装在电火花机床的工作平台上，旋转件2通过螺纹部分旋入支撑件I中，夹具3安装在旋转件2端面，并确保夹具3和旋转件2的旋转轴心线与工作平台平行；同时将电极4安装在电火花机上。
[0048]S4.产品装夹，将加工好螺纹底孔的