电火花打孔以及其孔圆度、直径的测量方法与误差分析

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1、电火花打孔以及其孔圆度、直径的测量方法与误差分析孙听鹏精密仪器与光电子工程学院测控技术与仪器一班3012202019摘要：本文以电花香烟盘纸微孔加工系统介绍了电火花打孔的原理、系统组成和优缺点，结合相关资料，探讨了孔圆度、直径的测量方法及其误差分析。关键词：电火花圆度孔径测量误差引言电火花打孔屈于电火花加工的一种，由于这种加工方式有不与工件直接接触、可加工复朵表面工件等优点被广泛用于实际生产过程中，作为一种实用的微细特种加工技术，电火花加工具有设备简单，可实施性强等特点，其在微细轴、孔加工及微三维结构制作方面已经显示出了相当大的发展潜力，正受到世界各国学者的普遍关注，本文

2、对电火花打孔的原理、有优缺点进行了介绍；在内孔零件的加工过程中，对被加工孔径进行精确、快捷、方便的测量是保证加工质量、提高生产效率的关键，圆度、孔径谋差的概念来口于工程实际。I员I度、孔径误差的存在直接影响到零部件的配合、旋转精度,会引起摩擦、振动、噪芦等，将降低零部件的使用寿命，増加能耗，因此准确评定圆度误差不仅为零件的验收提供依据，而口为零件加工精度和装配精度的提高提供可靠的保证，木文对I员I度、孔径测量及课斧分析作出了说明。1.电火花打孔1.1电火花打孔原理电火花打孔屈于电火花加工的一种，电火花加工又称为放电加工(ElectronicDischargeMachini

3、ng,简称EDM)。该方法就是在加工过程屮，使工具和工件Z间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除下来，因放电过程可见到火花，故称为电火花加工。与足够高的电压施加在两冷电极Z间，引起电场强度的增加、使得空气屮离子数量雪崩式地增多，结果这部分空气具冇了导电性，引起电击穿，电能在此局部释放,并伴随着火花产生,故称电火花放电。引起电击穿的电压和电极的村料、气体的收纸盘纸带压冲生路高脉产电»宽控制与驱动-22UV主电源图1电火花加工系统结构原理图性质和压强，以及电极形状和电极间的距离有关。电火花放电过程中，将在局部空间产生高温区，处在这高温区的非金屈材料

4、的局部将被烧穿或烧熔产生孔洞。下面举例介绍电火花打孔，以电花香烟盘纸微孔加工系统为例子。电火花打孔加工系统的结构原理框图如图1所示。整个系统由主电源、辅助电源、脉宽控制与驱动电路、速度检测电路、高压脉冲产生电路及整个系统由主电源、辅助电源、脉宽控制与驱动电路、速度检测电路、高压脉冲产生电路及放电头几部分组成。其中主电源、将市电220V交流电整流滤波处理后得到300V左右直流电压E提供给高压脉冲产生电路。辅助电源则提供给其它电路所需的12V直流电源。纸带通过送纸盘传送，到达放电头后，电极之间在局部空间产生高温，处在高温区的纸带将被烧穿，于是产生了一系列的小孔。放电头是由耐高

5、温，阻燃，且绝缘性能良好的材料加工的基座和固定在基座上的金属电极构成基座材料可选用高频陶瓷放电电极选用鸭棒。放电头结构示意图见图2.纸带—陶瓷基座图2放电头结构示意图1.2电火花打孔的优缺点电火花打孔的优点：1・适合于加工各种难切削的导电材料，而不受工件材料的物理、力学性能的限制;突破了传统切削加工对刀具的限制，可以实现用软的工具加工硬、韧的工件，甚至可以加工像聚晶金刚石、立方氮化硼一类的超硕材料。目前，电极材料多用紫铜或石墨，因此工貝电极也容易加工。目前，电极材料多用紫铜或石墨，因此工具电极也容易加工。2.由于加工过程中工具电极与工件不直接接触，没有切削力，所以工件无切

6、削变形，因而可以加工细长、薄、脆性零件；由于可以简单地将工貝电极的形状复制到工件上，因此也别适用于复朵表面工件的加工，如复朵型腔模具加工等。其加工范围已达到小至几微米的小轴、孑L、缝，大到几米的超大型模具和零件。电火花打孔的局限：1.主要适用于加工金屈等导电材料；2•加工速度较慢，生产效率不高；1.由于存在电极消耗，影响成形精度。1.孔圆度的测量及误差分析圆度测量方法发展到现在，经历了从接触式测量到汕接触式测量,从离线测量到在线测量，从被动测量到主动测量等发展阶段。通用方法如下所示。2.1回转轴法利用精密轴系屮的轴回转一周所形成的圆轨迹（理想圆）与被测圆比较，两圆半径上的

7、差值由电学式长度传感器转换为电信号，经电路处理和电子计算机计算后由显示仪表指示出圆度误差，或由记录器记录出被测圆轮廓图形。回传轴法冇传感器回转和工作台回转两种形式，如图3.前者适用于高精度圆度测量，后者常用于测量小型工件。按回转轴法设计的圆度测量工具称为圆度仪。长度传感裁极限同心圖啟测HO轮剧（公差带〉放大后的・图4图3凹转轴圆度测量方法2.2两点法常用千分尺、比较仪等测量，以被测圆某一截面上各直径间最大茅值Z半作为此截面的圆度课差。此法适于测量具有偶数棱边形状误差的外圆或内圆。2.3投影法常在投影仪上测量，如图4.将被测圆的