电火花共轭回转加工是20世纪70年代由中国南京江南光学仪器厂孙昌树发明的。
依据双轴工作状态,可分为电火花共轭同步回转加工和电火花双轴展成法加工两种方式。电火花共轭同步回转加工可用于精密内、外螺纹,内、外变模数齿轮的加工等。采用双轴回转展成法电火花加工方法(见图)的双轴回转展成式电火花精密球面磨床,可以加工精密的任意曲率半径的凹、凸球面、球头及大面积的平面。
工件1和空心管状工具电极2各做正、反方向旋转,工具电极的旋转轴心线与水平的工件轴心线调节成角,工具电极沿其回转轴心线向工件伺服进给,即可逐步加工出精确的凹球面(图a)。如果将
夹角调节成较小的角度,即可加工出较大
曲率半径的凹球面。图中球面曲率半径
、管状工具电极的中径
、球面的直径
和两轴的夹角
有如下关系:
在直角三角形中
,
在直角三角形中
。
所以得球面曲率半径,球面直径
。
由此可见,如果角调节得很小,则可以加工出很大曲率半径的球面;如果
,则两回转轴平行,可加工出光洁平整的平面(图b);如果
转向相反的方向,就可以加工出凸球面(图c);如果
角更大,则可以加工出球头(图d)。
与切削或磨削加工相比,该方法具有以下优点:①可以采取比较低的转速。例如工件为100转/分,工具电极为300~600转/分,不会引起机床的振动,易于实现机床改装。②可以用紫铜管、黄铜管作为工具电极,以柔克刚,直接加工淬火钢、硬质合金等难加工材料。③可以加工出精度较高、表面粗糙度较好的大面积凹、凸球形表面。④加工凹、平、凸表面时,只需改变夹角,而不需更换工具电极,有很好的“柔性”和工艺适应性。