一种超细长不锈钢管折断槽的加工装置及方法

技术领域

本发明涉及超细长管件加工技术领域，尤其涉及一种超细长不锈钢管折断槽的加工装置及方法。

背景技术

在一些超细长的飞航产品上需要加工折断槽，用于当产品到达到预定高度和位置后时，将飞航产品制导系统与产品整流罩体进行分离；由于超细长的飞航产品具有直径小、壁厚薄的特点，其上加工的折断槽的尺寸更小。对于尺寸控制至关重要的飞航产品，折断槽的加工精度要求对其加工方式提出了更高的要求。

采用传统的车削加工方式难以满足折断槽的加工精度要求。这是因为车削加工中的零件装夹、切削力的施加均会不可避免地影响折断槽的加工精度。

因此，为了满足超细长飞航产品上折断槽的加工需要，需要探索新的折断槽加工装置及加工方法。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种超细长不锈钢管折断槽的加工装置及方法，用以解决现有难以实现在超细长不锈钢管上高精度加工折断槽的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种超细长不锈钢管折断槽的加工装置，包括安装在机床上的工具电极、用于装夹不锈钢管的承载组件及用于控制工具电极移动状态的驱动组件；

其中，所述工具电极的一端为放电端，所述放电端包括多个环绕不锈钢管周向设置的电火花加工点位，同一所述电火花加工点位包括工作态和非工作态；

多个环绕不锈钢管周向设置的所述电火花加工点位的工作态实现待加工面上折断槽的加工。

基于上述装置的进一步改进，所述承载组件包括安装在机床上的等高定位块、辅助定位块及夹持板；

其中，所述等高定位块和辅助支撑块用于装夹不锈钢管；

所述夹持板卡接在等高等位块上，用以对不锈钢管限位；

所述等高定位块和辅助定位块在机床上的位置可调。

基于上述装置的进一步改进，所述承载组件包括两个等高定位块和两个辅助承载块；

其中，两个等高定位块分别位于不锈钢管的待加工位置的两侧，且位于两个辅助承载块之间；

其中，两个等高定位块之间的距离为20～50mm。

基于上述装置的进一步改进，所述等高定位块和辅助承载块的上端面齐平，且所述等高定位块和辅助承载块的上端面开设有V型槽，用以放置不锈钢管，以对不锈钢管限位。

基于上述装置的进一步改进，当所述电火花加工点位与待加工面之间的距离大于阈值时，所述电火花加工点位为非工作态；

当所述电火花加工点位与待加工面之间的距离小于或等于阈值时，所述电火花加工点位为工作态；

所述阈值为满足加工需求的电火花加工点位与待加工面之间的放电距离。

基于上述装置的进一步改进，多个环绕不锈钢管周向设置的所述电火花加工点位环绕不锈钢管周向连续不间断分布。

基于上述装置的进一步改进，多个环绕不锈钢管周向设置的所述电火花加工点位形成连续的圆环状，所述圆环的内圆端与折断槽形状匹配。

基于上述装置的进一步改进，所述工具电极的圆环状放电端为刚性结构，并套在不锈钢管上，加工时，所述工具电极的圆环状放电端环绕不锈钢管内腔中轴线作偏心运动。

基于上述装置的进一步改进，所述驱动组件包括一端与工具电极连接的传动杆，加工时，所述传动杆的另一端安装在机床上，以通过机床带动传动杆摆动，来带动工具电极的放电端环绕不锈钢管的内腔中轴线作偏心运动。

一方面，本发明的实施例还提供了一种超细长不锈钢管折断槽的加工方法，包括上述加工装置对不锈钢管折断槽进行加工；

其中，加工时，非电参数满足：

驱动组件的摆动速度为0.4～0.6rpm、加工间隙为10～50μm、加工速度0.02～0.045g/min；

其中，加工时，电参数满足：

脉冲宽度30～60μs、脉冲间隔20～30μs、平均加工电流0.8～2A、平均加工电压30～60V。

与现有技术相比，本发明至少可实现如下有益效果之一：

1、本发明在加工时，只需将超细长不锈钢管放置在等高定位块和辅助承载块上的V型凹槽内，并利用夹持板对超细长不锈钢管的上表面进行限位，即可实现对超细长不锈钢管的装夹定位，装夹便捷，且能够确保超细长不锈钢管在加工过程中的稳定性

2、本发明的工具电极的放电端为圆环状，其套在超细长不锈钢管的外端面上作偏心运动，在此过程中，放电端的端面与超细长不锈钢管的待加工端面之间的距离在不断改变，距离较近的为工作端，距离较远的为非工作端，以此，通过工作端对超细长不锈钢管的外端面进行电火花加工；即沿加工方向，工作端的位置在放电端的内圆端面上不断改变，即在放电端的内圆端面靠近超细长不锈钢管的外端面时，该放电端的端面为工作端，在该端面远离超细长不锈钢管的外端面时，该端面转变为非工作端，实现了工作端和非工作端之间动态转变，以此，避免了工具电极的工作端处于持续加工状态，极大降低了对工具电极的工作端的损耗，实现了工具电极损耗≤1％，进而降低了工具电极的工作端面形变，以此提高了对超细长不锈钢管折断槽加工的精度。

3、本发明的工具电极的放电端套在超细长不锈钢管上作偏心运动，加工时，放电端与超细长不锈钢管的之间的距离由大变小，再由小变大，在距离由大变小的过程中，放电端与不锈钢管之间会产生金属碎屑，此时，部分金属碎屑会随工作液经加工间隙处排出，在距离又小变大的过程中，放电端与不锈钢管之间的距离可增大近200倍，显著的提高了排出金属碎屑的效率，以此避免了因金属碎屑排出不及时而堆积在放电端处，从而降低了工具电极的损耗，以及避免了工具电极通过金属碎屑直接与不锈钢管连接而导致短路的风险。

4、通过工具电极的放电端套在超细长不锈钢管上作偏心运动，可高效的排出金属碎屑，进而实现以较小的加工间隙进行电火花加工，以此，可降低加工电流和加工电压值，降低了加工成本，且能够获得表面粗糙度低的折断槽。

5、本发明撇弃传统的对超细长不锈钢管的车削加工方式，利用工具电极的工作端放电蚀除超细长不锈钢管表面金属，进行折断槽加工，即在加工的过程中，工具电极与超细长不锈钢管表面不接触，不会造成其发生形变，克服了切削力对超细长不锈钢管的损坏问题。

6、本发明利用工具电极的放电端绕超细长不锈钢管的内腔中轴线偏心运动，来对超细长不锈钢管折断槽进行加工，即在加工的过程中，超细长不锈钢无需转动，即可实现在其外表面加工出环形状的折断槽，克服了超细长不锈钢管在回转过程中同轴度变差而影响加工精度的问题。

7、本发明的工具电极绕超细长不锈钢管的内腔中轴线偏心运动一周，即可完成对超细长不锈钢管折断槽的加工，实现一次加工到位，加工效率得以显著提高。

8、通过工具电极绕不锈钢管的内腔中轴线偏心运动，可实现放电端每一处的端面的单边给进量相同，确保了折断槽加工深度的一致性，以此提高了折断槽的加工精度。

9、工具电极的放电端与折断槽的形状相同，即放电端为凸起状，折断槽为凹槽状，该凸起状的截面尺寸与凹槽状的截面形状相同，以此，工具电极绕超细长不锈钢管的内腔中轴线偏心运动一周后，所加工的折断槽的深度与斜角即为所需的折断槽深度、斜角，加工精度得以显著提高。

10、通过调整单边给进量的值可实现对不同壁厚的折断槽进行加工，通过对工具电极的放电端的形状调整，可实现不同斜角α的尺寸加工，为产品快速生产和批量化生产奠定了基础。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本发明的承载组件与不锈钢管配合结构示意图；

图2为本发明的工具电极结构示意图；

图3为图2中A-A处截面示意图；

图4为图2中B-B处截面示意图；

图5为本发明的工具电极的放电端中心线与不锈钢管内腔中轴线重合时的结构示意图；

图6为本发明的工具电极的中心线偏离不锈钢管内腔中轴线时的结构示意图；

图7为本发明的工具电极的放电端套在不锈钢管上时的剖面示意图；

图8为本发明中工具电极的放电端环绕不锈钢管内腔中轴线偏心运动时，放电端的中心点O

图9为本发明中工具电极的放电端环绕不锈钢管内腔中轴线偏心运动时，放电端上任一点O

图10为本发明中不锈钢管折断槽的结构示意图；

图11为本发明中的等高定位块、夹持板与不锈钢管配合的结构示意图；

图12为本发明中辅助承载块与不锈钢管配合结构示意图；

图13为本发明中不锈钢管折断槽加工后的实物示意图。

附图标记：

1-工具电极；101-放电端；102-工作端；103-非工作端；104-导电端；2-传动杆；3-等高定位块；4-辅助承载块；5-夹持板；6-不锈钢管；601-折断槽；7-加工方向；8-偏心运动方向；9-机床工作台；H

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

一般直径与长度的比值达到1:100～150属于超细长轴。如用于某飞航产品上的不锈钢管的外径为2mm，内径为1mm，长度为1～1.2m，该不锈钢管的外径与长度的比值为1:500～600，属于超细长不锈钢管。加工时，一般需要在超细长钢管上加工折断槽，该折断槽的作用在于当产品到达到预定高度和位置后时，将飞航产品制导系统与产品整流罩体进行分离。

由于超细不锈钢管的直径小、壁厚薄，且折断槽位置的壁厚更薄，如折断槽位置的壁厚为0.3±0.05mm，通过直接测量无法得出其重要尺寸；在超细长不锈钢管的某个位置加工V型折断槽时，采用传统的车削加工方式，难以保证折断槽位置的壁厚尺寸，这是由于长度过长在回转过程中引起工件回转的离心力会越大，工件同轴度会越差，且所产生的切削力易造成超细长不锈钢管发生形变。

为解决上述问题，本发明提供了一种超细长不锈钢管折断槽的加工装置，包括安装在机床上的工具电极、用于装夹不锈钢管的承载组件及用于控制工具电极移动状态的驱动组件；

其中，工具电极1的一端为放电端101，放电端包括多个环绕不锈钢管6周向设置的电火花加工点位，同一电火花加工点位包括工作态和非工作态；

当电火花加工点位与待加工面之间的距离大于阈值时，电火花加工点位为非工作态；

当电火花加工点位与待加工面之间的距离小于或等于阈值时，电火花加工点位为工作态；

上述阈值为满足加工需求的电火花加工点位与待加工面之间的放电距离，示例性的，该距离为0-50μm。

其中，多个环绕不锈钢管6周向设置的电火花加工点位的工作态实现待加工面上折断槽的加工。

可以理解的是，放电端101包括多个环绕不锈钢管周向设置的电火花加工点位，多个环绕不锈钢管周向设置的电火花加工点位可为环绕不锈钢管周向连续不间断分布，也可以为环绕不锈钢管周向不连续分布，能够实现待加工面上折断槽的连续加工成形即可。

在一种可能的实施方式中，上述工具电极1一端为圆环状，也就是说，多个环绕不锈钢管周向设置的电火花加工点位形成连续的圆环状，如图2-7所示，该圆环的内圆端与折断槽601形状匹配，即内圆端为凸起状，折断槽601为凹槽状，该凸起状的截面尺寸与凹槽状的截面形状相同；工具电极1的另一端为导电端104，与设置在机床上的供电装置的一输出端电连接，用以引入电流，将电流传输至内圆端，此时，该内圆端为放电端101，以通过该放电端101的多个环绕不锈钢管周向设置的电火花加工点位的工作态实现待加工面上折断槽的加工。

在一种可能的实施方式中，上述放电端为刚性结构，放电端101套在不锈钢管6的外端面上；加工时，不锈钢管6与供电装置的另一输出端电连接，且工具电极1绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动；其中，在工具电极1偏心运动的过程中，放电端101的内圆端面与不锈钢管6的待加工端面之间的距离在不断改变；当电火花加工点位与待加工面之间的距离大于阈值时，电火花加工点位为非工作态，此时，该电火花加工点位为非工作端103；当电火花加工点位与待加工面之间的距离小于或等于阈值时，电火花加工点位为工作态，此时，该电火花加工点位为工作端102，以此，在同一电火花加工点位实现工作态和非工作态的转变，所有的电火花加工点位的工作态共同实现待加工面上折断槽的加工，也就是说，工作端102的位置在放电端101内圆端面内不断改变，工具电极的圆形放电端环绕不锈钢管的内腔中轴线偏心运动一周，所有的工作端环绕不锈钢管周向形成连续的圆环状放电端，以此，避免了工具电极1的放电端101处于持续加工状态，进而降低了对工具电极1的损耗。

其中，工具电极1的圆环状放电端101包括环形分布的若干个工作端102，放电端绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动进行加工时，若干个工作端102为非同步、非持续加工状态；且若干个工作端的加工轨迹共同构成不锈钢管6的折断槽。

其中，在工具电极1偏心运动一周后，放电端101的所有端面均参与了电火花加工，即，所有工作端102构成完整的放电端101，所有工作端102的加工轨迹共同构成超细长不锈钢管折断槽601；沿加工方向7，工作端102在放电端101上呈现“圆周运动”现象，即不同时刻，工作端102的位置不同，以此，实现了所有工作端102交替、有序的进行加工，加工方向7为绕不锈钢管6的外端面的圆周方向，且该圆周方向所在的面垂直于不锈钢管6内腔中轴线。

与现有技术相比，本发明在加工的过程中，工具电极1与不锈钢管6表面不接触，不会造成其发生形变，且在加工的过程中，不锈钢管6无需移动，即可实现在其外表面加工出环形状的折断槽601，克服了不锈钢管6在回转过程中同轴度变差而影响加工精度的问题；以及，工具电极1绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动一周，即可完成对不锈钢管折断槽601的加工，实现一次加工到位，加工效率得以显著提高；以及，工具电极1的放电端101为圆环状，其套在不锈钢管6的外端面上做偏心运动，在此过程中，放电端101的端面与不锈钢管6的待加工端面之间的距离在不断改变，距离较近的为工作端102，距离较远的为非工作端103，并通过工作端102对不锈钢管6的外端面进行电火花加工，且沿加工方向，工作端102的位置在放电端101的内圆端面内不断改变，即在放电端101的内圆端面靠近不锈钢管6的外端面时，该放电端101的端面为工作端102，在该端面远离不锈钢管6的外端面时，，该端面转变为非工作端103，实现了工作端102和非工作端103之间动态转变，以此，避免了工具电极1的工作端102处于持续加工状态，极大降低了对工具电极1的工作端的损耗，实现了工具电极损耗≤1％，进而降低了工具电极1的工作端面形变，以此提高了对超细长不锈钢管折断槽601加工的精度。

其中，放电端101是否为工作端102的判断基准为放电端101距不锈钢管6的待加工面之间的距离是否大于50μm，若否，则该放电端101为工作端102，若是，则该放电端101为非工作端103。以此，通过工作端102和非工作端103之间动态转变，避免工具电极1的放电端101处于持续加工状态，来降低对工具电极1的损耗。

具体的，工具电极1的一端安装在机床上，工具电极1的放电端101套在不锈钢管6的外端面上，工具电极1的放电端101的内圆端的中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合，且放电端101与不锈钢管6的外端面之间具有余量间隙，即放电端101的内圆端的直径尺寸大于不锈钢管6的外径尺寸，示例性的，内圆端的直径为10-20mm，其为不锈钢管6外径的5-10倍。以此，在电火花加工的过程中，便于确定单边进给量O

其中，单边进给量O

O

其中，O

O

H

H

S

S

其中，S

其中，如图5所示，S

示例性的，S

其中，加工间隙S

示例性的，S

其中，可利用机床上的自动定中心模块，测量S

其中，在利用机床调节工具电极1的放电端101中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合后，实际测量的S

其中，在调节工具电极1的放电端101中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合后，工具电极1在机床的作用下处于偏心运动状态，详细过程见下。

以工具电极1的放电端101的中心点O

移动工具电极1，使得O

以O

其中，在移动O

为了进一步说明工具电极1的运动轨迹，选取放电端101上的任意一点O

移动工具电极1，使得O

在O

其中，在O

以此，在工具电极1偏心运动的过程中，放电端101的内圆端面与不锈钢管6外表面之间的距离不断改变，放电端101的内圆端面的每个部分与不锈钢管6外端面之间的距离，实现由靠近到远离，进而，放电端101由工作状态转为非工作状态，即实现了工作端102和非工作端103之间动态转变，以此，避免了工具电极1的工作端102处于持续加工状态，极大降低了对工具电极1的工作端102的损耗。

其中，放电端101与不锈钢管601的外端面之间具有余量间隙S

其中，工具电极1的导电端与设置在机床上的供电装置一输出端电连接，不锈钢管6与供电装置的另一输出端电连接，其中，供电装置包括脉冲电源，其两个输出端分别与脉冲电源的正负极连接，用以输出脉冲电压。

示例性的，在加工的过程中，电参数满足：

脉冲宽度30～60μs、脉冲间隔20～30μs、平均加工电流0.8～2A、平均加工电压30～60V。

具体的，上述驱动组件包括传动杆2，传动杆2的一端与工具电极1连接，传动杆2的另一端安装在机床上，通过机床可控制传动杆2摆动，进而传动杆2带动工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线作偏心运动。

具体的，传动杆2在摆动平面ZY内顺时针摆动，该摆动平面ZY平行于放电端101所在的平面，以此，实现了工具电极1的放电端绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动。其中，加工时，不锈钢管6保持不动。

示例性的，在加工的过程中，非电参数满足：

驱动组件的摆动速度为0.4～0.6rpm、加工间隙为10～50μm、加工速度0.02～0.045g/min及单边进给量为2.214～2.2.316mm。

具体的，承载组件包括安装在机床上的等高定位块3和辅助支撑块4，以将不锈钢管6放置在等高定位块3和辅助承载块4上，来对不锈钢管6进行装夹。

具体的，如图1所示，设有两个等高定位块3，两个等高定位块3分别位于不锈钢管6的待加工位置的两侧，以在加工的过程中，确保不锈钢管6的待加工位置的稳定性。示例性的，两个等高定位块3之间的距离为20-50mm。

具体的，设有两个辅助承载块4，两个等高定位块3位于两个辅助承载块4之间，以通过两个辅助承载块4对不锈钢管6的两端进行支撑、定位，进一步确保不锈钢管6在加工过程中的稳定性。

其中，如图10-12所示，上述等高定位块3和辅助承载块4的上端面齐平，等高定位块3和辅助承载块4的上端面开设有V型槽，不锈钢管6放置在该V型槽内，以对不锈钢管6进行限位。

进一步的，在等高定位块3上还设有夹持板5，夹持板5覆盖在V型槽上，并卡接在等高定位块3上，以对不锈钢管6进行限位，进一步提高不锈钢管6的稳定性。示例性的，该V型槽的角度为60°-90°，深度为5-10mm。

其中，在将不锈钢管6放置在等高定位块3上之前，首先需要对工具电极1进行中找正，然后再将不锈钢管6穿入工具电极1的放电端101内，最后在利用等高定位块3、辅助承载块4及夹持板5对不锈钢管6进行装夹，并通过等高定位块3和辅助承载块4对不锈钢管6进行找正。

具体的，在工具电极1找正后，利用机床XYZ轴调节等高定位块3和辅助承载块4在机床上的位置，以对不锈钢管6进行找正，确保不锈钢管6的内腔中轴线与工具电极1的放电端101的中心线重合，以便于确定单边进给量O

其中，对不锈钢管6的找正过程如下。

首先将2个等高定位块3和2个辅助支撑块4固定在机床的工作台9上，然后利用千分表拉表找正其侧面与机床X轴平行，平行度误差≤0.01mm。

其中，传动杆2的一端与工具电极1连接，且与工具电极1的放电端101的中心线平行；在加工的过程中，传动杆2的另一端安装在机床上，以动过机床带动传动杆2摆动，进而通过传动杆2带动工具电极1移动，以实现工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线作偏心运动。

以此，工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动一周，即可完成对不锈钢管折断槽601的加工，实现一次加工到位，加工效率得以显著提高。

另外，本发明还提供了一种超细长不锈钢管折断槽的加工方法，包括利用上述加工装置对不锈钢管折断槽进行电火花加工，以解决现有难以实现在超细长不锈钢管上高精度加工折断槽的问题。

具体的，该方法包括利用工具电极1的多个环绕不锈钢管周向设置的电火花加工点位的工作态实现待加工面上折断槽的加工。

其中，工具电极的一端为放电端，放电端包括多个环绕不锈钢周向设置的电火花加工点位，同一电火花加工点位包括工作态和非工作态；

当电火花加工点位与待加工面之间的距离大于阈值时，电火花加工点位为非工作态；

当电火花加工点位与待加工面之间的距离小于或等于阈值时，电火花加工点位为工作态；

上述阈值为满足加工需求的电火花加工点位与待加工面之间的放电距离，示例性的，该距离为0-50μm。

其中，放电端101包括多个环绕不锈钢管周向设置的电火花加工点位，多个环绕不锈钢管周向设置的电火花加工点位可为环绕不锈钢管周向连续不间断分布，也可以为环绕不锈钢管周向不连续分布，能够实现待加工面上折断槽的连续加工成形即可。

在一种可能的实施方式中，上述工具电极1一端为圆环状，也就是说，多个环绕不锈钢管周向设置的电火花加工点位形成连续的圆环状，该圆环的内圆端与折断槽601形状匹配，即内圆端为凸起状，折断槽601为凹槽状，该凸起状的截面尺寸与凹槽状的截面形状相同；工具电极1的另一端为导电端104，与设置在机床上的供电装置的一输出端电连接，用以引入电流，将电流传输至内圆端，此时，该内圆端为放电端101，以通过该放电端101的多个环绕不锈钢管周向设置的电火花加工点位的工作态实现待加工面上折断槽的加工。

在一种可能的实施方式中，上述放电端为刚性结构，放电端101套在不锈钢管6的外端面上；加工时，不锈钢管6与供电装置的另一输出端电连接，且工具电极1绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动；其中，在工具电极1偏心运动的过程中，放电端101的内圆端面与不锈钢管6的待加工端面之间的距离在不断改变；当电火花加工点位与待加工面之间的距离大于阈值时，电火花加工点位为非工作态，此时，该电火花加工点位为非工作端103；当电火花加工点位与待加工面之间的距离小于或等于阈值时，电火花加工点位为工作态，此时，该电火花加工点位为工作端102，以此，在同一电火花加工点位实现工作态和非工作态的转变，所有的电火花加工点位的工作态共同实现待加工面上折断槽的加工，也就是说，工作端102的位置在放电端101内圆端面内不断改变，工具电极的圆形放电端环绕不锈钢管的内腔中轴线偏心运动一周，所有的工作端环绕不锈钢管周向形成连续的圆环状放电端，以此，避免了工具电极1的放电端101处于持续加工状态，进而降低了对工具电极1的损耗。

其中，工具电极1的圆环状放电端101包括环形分布的若干个工作端102，放电端绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动进行加工时，若干个工作端102为非同步、非持续加工状态；且若干个工作端的加工轨迹共同构成不锈钢管6的折断槽。

其中，在工具电极1偏心运动一周后，放电端101的所有端面均参与了电火花加工，即，所有工作端102构成完整的放电端101，所有工作端102的加工轨迹共同构成超细长不锈钢管折断槽601；沿加工方向7，工作端102在放电端101上呈现“圆周运动”现象，即不同时刻，工作端102的位置不同，以此，实现了所有工作端102交替、有序的进行加工，加工方向7为绕不锈钢管6的外端面的圆周方向，且该圆周方向所在的面垂直于不锈钢管6内腔中轴线。

具体的，工具电极1安装在机床上，加工时，机床带动工具电极1做偏心运动，以此，实现工具电极的放电端101环绕不锈钢管6的端面进行电火花加工，加工方向7为绕不锈钢管6的外端面的圆周方向，且该圆周方向的中心线与不锈钢管6的内腔中轴线重合。

具体的，在工具电极1作偏心运动前，需要调节工具电极1的放电端101的内圆端的中心与不锈钢管6的中轴线重合，且放电端101与不锈钢管6的外端面之间具有余量间隙，即放电端101的内圆端的直径尺寸大于不锈钢管6的外径尺寸，示例性的，内圆端的直径为10～20mm，其为不锈钢管6外径的5～10倍。以此，在电火花加工的过程中，便于确定单边进给量O

其中，单边进给量O

O

其中，O

O

H

H

S

S

其中，S

其中，S

示例性的，S

其中，加工间隙S

示例性的，S

其中，可利用机床上的自动定中心模块，测量S

其中，在利用机床调节工具电极1的放电端101中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合后，实际测量的S

具体的，调节工具电极1的放电端101中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合后，利用机床带动工具电极1作偏心运动，详细过程见下。

以工具电极1的放电端101的中心点O

移动工具电极1，使得O

以O

其中，在移动O

为了进一步说明工具电极1的运动轨迹，选取放电端101上的任意一点O

移动工具电极1，使得O

在O

其中，在O

以此，在工具电极1偏心运动的过程中，放电端101的内圆端面与不锈钢管6外表面之间的距离不断改变，放电端101的内圆端面的每个部分与不锈钢管6外端面之间的距离，实现由靠近到远离，进而，放电端101由工作状态转为非工作状态，即实现了工作端102和非工作端103之间动态转变。

其中，放电端101与不锈钢管601的外端面之间具有余量间隙，用以确保放电端101处的非工作端103与不锈钢管6端面之间的非加工间隙足够大，进而确保非工作端103处释放的脉冲电压无法蚀除不锈钢管6表面的金属。以此，在工具电极1偏心运动时，可实现工作端102和非工作端103动态转变。

其中，工具电极1的导电端104与设置在机床上的供电装置一输出端电连接，不锈钢管6与供电装置的另一输出端电连接，其中，供电装置包括脉冲电源，其两个输出端分别与脉冲电源的正负极连接，用以输出脉冲电压。

加工时，将不锈钢管6和工具电极1的放电端101浸入具有一定绝缘度的液体介质中，示例性的，该介质为煤油、矿物油或去离子水；当脉冲电压加到放电端101和不锈钢管6上时，便将当时条件下不锈钢管6和放电端101间的最近点的液体介质击穿，形成放电通道，由于通道的截面积很小，放电时间极短，致使能量高度集中(10

示例性的，在加工的过程中，电参数满足：

脉冲宽度30～60μs、脉冲间隔20～30μs、平均加工电流0.8～2A、平均加工电压30～60V。

具体的，加工时，通过机床控制工具电极1偏心运动，不锈钢管6保持不动。

其中，工具电极1与设置在机床上的驱动装置连接，该驱动装置包括传动杆2，加工时，机床控制传动杆2摆动，进而，通过传动杆2带动工具电极1做偏心运动；

具体的，传动杆2在摆动平面ZY内顺时针摆动，该摆动平面ZY平行于放电端101所在的平面，以此，实现了工具电极1绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动。

示例性的，在加工的过程中，非电参数满足：

传动杆2的摆动速度为0.4～0.6rpm、加工间隙为10～50μm、加工速度0.02～0.045g/min及单边进给量为2.214～2.2.316mm。

具体的，将不锈钢管6放置在等高定位块3和辅助承载块4上，以对不锈钢管6进行装夹。

其中，利用两个等高定位块3分别对不锈钢管6的待加工位置的两侧进行装夹，以在加工的过程中，确保不锈钢管6的待加工位置的稳定性。示例性的，两个等高定位块3之间的距离为30mm。

其中，将两个等高定位块3位于两个辅助承载块4之间，利用两个辅助承载块4对不锈钢管6的两端进行支撑、定位，进一步确保不锈钢管6在加工过程中的稳定性。

其中，上述等高定位块3和辅助承载块4的上端面齐平，等高定位块3和辅助承载块4的上端面开设有V型槽，不锈钢管6放置在该V型槽内，以对不锈钢管6进行限位。

进一步的，将夹持板5覆盖在V型槽上，并卡接在等高定位块3上，以对不锈钢管6进行限位，进一步提高不锈钢管6的稳定性。示例性的，该V型槽的角度为60°-90°，深度为5-10mm。

其中，在将不锈钢管6放置在等高定位块3上之前，首先需要利用机床对工具电极1进行中找正，然后再将不锈钢管6穿入工具电极1的放电端101内，最后在利用等高定位块3、辅助承载块4及夹持板5对不锈钢管6进行装夹，并通过等高定位块3和辅助承载块4对不锈钢管6进行找正。

具体的，在工具电极1找正后，利用机床XYZ轴调节等高定位块3和辅助承载块4在机床上的位置，以对不锈钢管6进行找正，确保不锈钢管6的内腔中轴线与工具电极1的放电端101的中心线重合，以便于确定单边进给量O

其中，对不锈钢管6的找正过程如下。

首先，首先将2个等高定位块3和2个辅助支撑块4固定在机床的工作台9上，然后利用千分表拉表找正其侧面与机床X轴平行，平行度误差≤0.01mm。

在将不锈钢管6放置在等高定位块3上前，先将不锈钢管6穿入工具电极1的放电端101内，然后在将不锈钢管6放置在等高定位块3和辅助承载块4上，以此，通过等高定位块3和辅助承载块4实现对不锈钢管6找正。

其中，传动杆2的一端与工具电极1连接，且与工具电极1的放电端101的中心线平行；在加工的过程中，传动杆2的另一端安装在机床上，以动过机床带动传动杆2摆动，进而通过传动杆2带动工具电极1移动，实现工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线作偏心运动。

以此，工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动一周，即可完成对不锈钢管折断槽601的加工，实现一次加工到位，加工效率得以显著提高。

与现有技术相比，本发明撇弃传统的对超细长不锈钢管的车削加工方式，利用工具电极1的工作端102放电蚀除超细长不锈钢管6表面金属，进行折断槽601加工，即在加工的过程中，工具电极1与超细长不锈钢管表面不接触，不会造成其发生形变，克服了切削力对超细长不锈钢管的损坏问题。

本发明利用工具电极1的放电端101绕超细长不锈钢管的内腔中轴线偏心运动，来对超细长不锈钢管折断槽601进行加工，即在加工的过程中，超细长不锈钢无需移动，即可实现在其外表面加工出环形状的折断槽601，克服了超细长不锈钢管在回转过程中同轴度变差而影响加工精度的问题。

加工时，只需将超细长不锈钢管放置在等高定位块3和辅助承载块4上的V型凹槽内，并利用夹持板5对超细长不锈钢管的上表面进行限位，即可实现对超细长不锈钢管的装夹定位，装夹便捷，且能够确保超细长不锈钢管6在加工过程中的稳定性。

本发明的工具电极1的放电端101为圆环状，其套在超细长不锈钢管6的外端面上作偏心运动，在此过程中，放电端101的端面与超细长不锈钢管6的待加工端面之间的距离在不断改变，距离较近的为工作端102，距离较远的为非工作端103，以此，通过工作端102对超细长不锈钢管6的外端面进行电火花加工；即沿加工方向，工作端102的位置在放电端101的内圆端面上不断改变，即在放电端101的内圆端面靠近超细长不锈钢管6的外端面时，该放电端101的端面为工作端102，在该端面远离超细长不锈钢管6的外端面时，该端面转变为非工作端103，实现了工作端102和非工作端103之间动态转变，以此，避免了工具电极1的工作端102处于持续加工状态，极大降低了对工具电极1的工作端102的损耗，实现了工具电极损耗≤1％，进而降低了工具电极1的工作端面形变，以此提高了对超细长不锈钢管折断槽601加工的精度。

本发明的工具电极1的放电端101绕超细长不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动一周，即可完成对超细长不锈钢管折断槽601的加工，实现一次加工到位，加工效率得以显著提高。

通过工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动，可实现放电端101每一处的端面的单边给进量相同，确保了折断槽601加工深度的一致性，以此提高了折断槽601的加工精度。

工具电极1的放电端101与折断槽601的形状相同，即放电端101为凸起状，折断槽601为凹槽状，该凸起状的截面尺寸与凹槽状的截面形状相同，以此，工具电极1的放电端101绕超细长不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动一周后，所加工的折断槽601的深度与斜角即为所需的折断槽601深度、斜角，加工精度得以显著提高。

通过调整单边给进量的值可实现对不同壁厚的折断槽601进行加工，通过对工具电极1的放电端101的形状调整，可实现不同斜角α的尺寸加工，为产品快速生产和批量化生产奠定了基础。

本发明的工具电极1的放电端101套在超细长不锈钢管6上作偏心运动，加工时，放电端101与超细长不锈钢管6的之间的距离由大变小，再由小变大，在距离由大变小的过程中，放电端101与不锈钢管6之间会产生金属碎屑，此时，部分金属碎屑会随工作液经加工间隙处排出，在距离又小变大的过程中，放电端101与不锈钢管6之间的距离可增大近200倍，显著的提高了排出金属碎屑的效率，以此避免了因金属碎屑排出不及时而堆积在放电端101处，从而降低了工具电极1的损耗，以及避免了工具电极1通过金属碎屑直接与不锈钢管6连接而导致短路的风险。

通过工具电极1的放电端101套在超细长不锈钢管6上作偏心运动，可高效的排出金属碎屑，进而实现以较小的加工间隙进行电火花加工，以此，可降低加工电流和加工电压值，降低了加工成本，且能够获得表面粗糙度较低的折断槽601。

实施例1

一种超细长不锈钢管折断槽的加工装置，包括安装在机床上的工具电极1、承载组件及驱动组件，其中，承载组件用于装夹不锈钢管6，驱动组件用于带动工具电极1绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动，以实现对不锈钢管的折断槽601进行电火花加工，来解决现有难以实现在超细长不锈钢管上加工折断槽的问题。

具体的，工具电极1一端为圆环状，该圆环的内圆端与折断槽601形状相同，工具电极1的另一端为导电端104，与设置在机床上的供电装置的一输出端电连接，用以引入电流，将电流传输至内圆端，此时，该内圆端为放电端101，放电端101套在不锈钢管6的外端面上；加工时，不锈钢管6与供电装置的另一输出端电连接，且工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动，此时，该放电端101包括工作端102和非工作端103，以在加工时，利用工作端102放电蚀除不锈钢管6表面金属。

其中，在工具电极1偏心运动的过程中，放电端101的端面与不锈钢管6的待加工端面之间的距离在不断改变，距离是10-50μm的为工作状态，即工作端102，距离大于50μm的为非工作状态，即非工作端103。其中，所有工作端102的加工轨迹共同构成超细长不锈钢管折断槽601。

其中，工具电极1的放电端101的内圆端的中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合，且放电端101与不锈钢管6的外端面之间具有余量间隙，其中，放电端101的端面直径为20mm，为不锈钢管6外径的10倍，以便于确定单边进给量O

其中，利用机床上的自动定中心模块，测量S

其中，S

其中，在调节工具电极1的放电端101中心与不锈钢管6的内腔中轴线重合后，工具电极1在驱动组件的作用下处于偏心运动状态。

其中，工具电极1的导电端104与设置在机床上的供电装置一输出端电连接，不锈钢管6与供电装置的另一输出端电连接，其中，供电装置包括脉冲电源，其两个输出端分别与脉冲电源的正负极连接，用以输出脉冲电压。

其中，在加工的过程中，电参数满足：

脉冲宽度40μs、脉冲间隔26μs、平均加工电流1A、平均加工电压40V。

具体的，上述驱动组件包括传动杆2，传动杆2的一端与工具电极1连接，传动杆2的另一端安装在机床上，通过机床可控制传动杆2摆动，进而传动杆2带动工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线作偏心运动。其中，加工时，不锈钢管6保持不动。

其中，在加工的过程中，非电参数满足：

传动杆2的摆动速度为0.5rpm、加工间隙S

具体的，承载组件包括安装在机床上的等高定位块3和辅助支撑块4，以将不锈钢管6放置在等高定位块3和辅助承载块4上，来对不锈钢管6进行装夹。

其中，设有两个等高定位块3，两个等高定位块3分别位于不锈钢管6的待加工位置的两侧，两个等高定位块3之间的距离为30mm。

其中，设有两个辅助承载块4，两个等高定位块3位于两个辅助承载块4之间，以通过两个辅助承载块4对不锈钢管6的两端进行支撑、定位。

其中，等高定位块3和辅助承载块4的上端面齐平，等高定位块3和辅助承载块4的上端面开设有V型槽，不锈钢管6放置在该V型槽内，以对不锈钢管6进行限位。

进一步的，在等高定位块3上还设有夹持板5，夹持板5覆盖在V型槽上，并卡接在等高定位块3上，以对不锈钢管6进行限位，进一步提高不锈钢管6的稳定性。示例性的，该V型槽的角度为90°，深度为10mm。

其中，在将不锈钢管6放置在等高定位块3上之前，首先需要对工具电极1进行中找正，然后再将不锈钢管6穿入工具电极1的放电端101内，最后再利用等高定位块3、辅助承载块4及夹持板5对不锈钢管6进行装夹，并通过等高定位块3和辅助承载块4对不锈钢管6进行找正。

其中，传动杆2的一端与工具电极1连接，且与工具电极1的放电端101的中心线平行；在加工的过程中，传动杆2的另一端安装在机床上，以动过机床带动传动杆2摆动，进而通过传动杆2带动工具电极1移动，以实现工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线作偏心运动。

以此，工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动一周，即可完成对不锈钢管折断槽601的加工，实现一次加工到位，加工效率得以显著提高。

实施例2

一种超细长不锈钢管折断槽加工方法，包括以下步骤：

步骤1：利用机床调整工具电极1的位置，使得工具电极1的放电端101所在的平面垂直于机床的工作台面9；

具体的，机床的工作台面9为水平面，工具电极1竖直安装在机床上，并与安装在机床上的传动杆连接。

步骤2：利用承载组件装夹不锈钢管6，并对不锈钢管6进行找正；

具体的，首先将2件等高定位块3和2件辅助支撑块4固定在工作台9上，利用千分表拉表找正其侧面与机床X轴平行，并利用机床调节等高定位块3和辅助承载块4的位置，其中，平行度误差≤0.01mm。

然后将不锈钢管6放置在等高定位块3上，在放置之前先将不锈钢管6穿过工具电极1下端的内圆端，通过等高定位块3确保不锈钢管6处于水平位置，2件等高定位块3之间的距离为30mm；

接着将不锈钢管6的两端放置在辅助支撑块4上，最后用夹持板5固定。

步骤3：利用机床调整工具电极1的放电端101的中心线与不锈钢管6的内腔中轴线重合；

具体的，首先通过机床在X轴向上移动承载组件来调节不锈钢管6的位置，以使得不锈钢6的待加工位置位于工具电极1的放电端101内；

接着，通过机床自动定中心模块，测量S

步骤4：以煤油和水为工作液，在工作液中利用工具电极1对不锈钢管6进行电火花加工。

S101：控制工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线偏心运动；

具体的，机床带动传动杆2在YZ平面摆动，进而通过传动杆2控制工具电极1的放电端101绕不锈钢管6的内腔中轴线进行偏心运动；偏心运动方向8如图9所示。

其中，传动杆2的摆动速度为0.5rpm；

S

加工间隙S

单边进给量O

加工速度为0.04g/min。

S102：工具电极1进行偏心运动时，向工具电极1通电，以进行电火花加工。

具体的，电参数满足：

脉冲宽度40μs、脉冲间隔26μs、平均加工电流1A、平均加工电压40V。

利用上述加工方法对#01-#10件超细长不锈钢管进行折断槽加工，加工参数如下表1所示。

表1加工参数

加工要求：折断槽壁厚为0.3±0.05mm、斜角α为90°。

检测结果如下表2所示。

表2检测结果

其中，电极消耗比为E/W*100％，其中，E为工具电极的放电端直径尺寸变化量，W为工具电极的内圆端的初始直径尺寸。

由表2可以看出，本发明的加工的10件不锈钢管的折断槽的槽深的平均值为0.2146mm，标准差为0.01427，离散系数为0.07，折断槽角度均为90°，折断槽壁厚的平均值为0.299mm，标准差为0.006681，离散系数为0.02，可见，采用本发明的加工方法能够实现对超细长不锈钢管折断槽加工，且所加工的折断槽精度高且稳定，不会损坏超细长不锈钢管，且对工具电极的损耗较小。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，所述计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。