數(shù)控火花機(jī)在加工超長零件過程中，一般加工通孔的方法不適用，考慮到預(yù)加工為線切割穿絲孔，可選用電火花加工。需要在長700mm的白鋼上貫穿加工一個(gè)線切割穿絲孔，進(jìn)而用線切割在中心部位加工一 個(gè)方形通孔。如圖1所示

1、零件參數(shù)

零件為外徑20mm、長度 700mm的白鋼，硬度值為60～ 70HRC，由于長度較長且內(nèi)部要求加工成4mm的方孔，常用的鉆銑加工方法在此無法適用，只能用線切割加工。首先在 中心部位預(yù)加工一個(gè)1～2mm的線切割穿絲孔，然后用線切割穿 絲在零件內(nèi)部割出一個(gè)4mm的方孔。加工穿絲孔時(shí)要求零件兩端的孔位置與外圓的同軸度小于 1.2mm。

在用數(shù)控火花機(jī)加工該零件時(shí)， 采用直徑為2mm、長度約1m的空心銅質(zhì)電極進(jìn)行穿孔加工。由于其電極直徑小，自身剛性差，在加工時(shí)容易發(fā)生抖動(dòng)或彎曲，且加工深小孔時(shí)由于電極的伸出長度太大而無法精準(zhǔn)定位和進(jìn)行直線進(jìn)給加工，所以必須配合使用電極導(dǎo)向裝置來定位電極的進(jìn)給方向、加強(qiáng)自身的強(qiáng)度，才能在加工深小孔時(shí)不偏離中心位置。而一般常用的電極導(dǎo)向裝置只有一個(gè)導(dǎo)向器，且安裝在數(shù)控火花機(jī)機(jī)床本體與工件分開，在找正工件中心位置時(shí)無法準(zhǔn)確定位，電極伸出過長時(shí)又無法固定電極的進(jìn)給方向，可能導(dǎo)致數(shù)控火花機(jī)的電極過早偏離中心位置。

2、工裝設(shè)計(jì)

上述問題的對策是設(shè)計(jì)一種適用于數(shù)控火花機(jī)加工深小孔的導(dǎo)向裝置，該導(dǎo)向裝置能夠進(jìn)行精確的電極定位，進(jìn)而可以進(jìn)行深小孔加工，可有效擴(kuò)大數(shù)控火花機(jī)的加工范圍。

電極導(dǎo)向裝置包含底座固定裝置和雙頭導(dǎo)向套。該數(shù)控火花機(jī)的雙頭導(dǎo)向套如圖2所示，包括導(dǎo)向套本體和安裝在兩端的鉆石導(dǎo)向器。圖3所示為底座固定裝置，包含安裝底座、V形支撐塊、壓板和鎖緊支撐螺栓。安裝底座上設(shè)有固定V形塊的安裝孔、定位孔和安裝待加工工件的 安裝孔，V形塊通過螺栓和定位孔固定安裝在底座上；導(dǎo)向套放在底板上端的兩個(gè)V形塊上，找正中心位置后用壓板固定，底板下端可以安裝固定工件的V形塊和其他固定裝置。

該數(shù)控火花機(jī)導(dǎo)向裝置不但結(jié)構(gòu)簡單、易于操作，而且成本低廉、持久耐用。導(dǎo)向裝置利用數(shù)學(xué)定理“兩點(diǎn)確定一條直線”，通過雙頭導(dǎo)向裝置能夠使火花機(jī)電極精確地定位和進(jìn)行直線進(jìn)給，提高電極的剛性，從而有效地滿足了放電加工時(shí)的工作要求，并相應(yīng)地提升了數(shù)控火花機(jī)的加工穩(wěn)定性，使電極在加工深小孔時(shí)可以保持精準(zhǔn)的直線進(jìn) 給；在使用時(shí)導(dǎo)向器和工件的V形塊統(tǒng)一安裝在底板上且中心對應(yīng)，所以在安裝工件時(shí)容易找正中心位置、準(zhǔn)確定位

3. 使用加工過程

結(jié)合圖2所述的數(shù)控火花機(jī)導(dǎo)向裝置，V形塊通過螺栓和底座安裝定位孔固定安裝在底座上；導(dǎo)向套放在底座上端V形塊上，并通過壓板、固定螺栓和支撐螺栓固定在V形塊上；工件通過V形塊找正位置，對準(zhǔn)導(dǎo)向套中心后通過壓板固定安裝在導(dǎo)向套下端。由于導(dǎo)向套和壓板為可拆卸結(jié)構(gòu)，因此導(dǎo)向套和工件之間的距離可以調(diào)整，且底座下端可以更換安裝其他工件進(jìn)行穿孔加工。

如圖4所示，數(shù)控火花機(jī)加工時(shí)，電極首先穿過導(dǎo)向套，調(diào)整V形塊確保電極和工件之間準(zhǔn)確定位后，就能夠開始加工操作了。由于導(dǎo)向套采用兩端雙定位裝置，因此在加工工件時(shí)可以精準(zhǔn)定位電極的加工方向，并增強(qiáng)電極的剛性和直線進(jìn)給的穩(wěn)定性。綜上，電極在加工過程中不會(huì)發(fā)生抖動(dòng)或彎曲，從而有效地提高了加工效率，解決了加工深小孔的問題。 由于V形塊統(tǒng)一固定安裝在底板上且中心對應(yīng)，所以安裝導(dǎo)向套和工件時(shí)很容易對正中心位置，從而達(dá)到電極在加工過程中始終保持精準(zhǔn)定位和直線進(jìn)給的目的。

使用此工裝加工后的零件 （見圖5），進(jìn)口端和出口端偏離 中心位置僅有0.8mm，完全滿足 最大偏離1.2mm的工藝要求。