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电火花机床加工工艺相关要点简析
点击次数:1596 发布时间:2010-11-29
 

电火花机床加工工艺相关要点简析

1 要用机械加工去除大部分材料

    工件的加工部位在进行电火花加工之前,要先用机械加工方法进行粗加工,仅将刀具精铣困难或无法精铣的部位留给电火花加工,这样能使电火花加工的材料量大为减少,可大幅度提高电火花加工效率。

    如怕工作的麻烦,不进行机械粗加工就直接进行电火花加工,会导致电火花加工的效率极其低下,这就需正确认识电火花加工这种工艺方法的加工速度。电火花加工是靠微观的热融化过程一点点蚀除材料的,比起机械切削加工去除材料的过程要慢得多。对于大的型腔,即使是进行了机械粗加工,如给电火花加工留的余量过多也会降低加工效率。

2 根据加工情况决定工艺方法

    电火花加工有单电极直接成形工艺、多电极更换成形工艺等。选择工艺时不仅要考虑加工速度,还应详细考虑加工精度和表面粗糙度要求。单电极直接成形工艺只用一只电极加工出所需的型腔形状,这种工艺方法用于加工形状简单、精度要求不高的型腔,不需进行重复的装夹操作,可提高电火花加工的效率。对于加工要求较高的场合,通常采用多电极加工的工艺方法。首先用粗加工电极蚀除大量材料,然后用精加工电极进行精加工,精加工时还可考虑换用多个电极来补偿电极的损耗。

    如在精度要求较高的加工场合,只使用一只电极来进行加工,这种因对工艺认识不够,本想通过减少电极数目来提高加工效率,而实际在加工过程却因为不能选用较大的电参数进行粗加工,导致加工的效率极其低下;另一种情况是,在加工要求不高的情况下,使用多个电极来进行加工,也必然会降低加工效率。

3 合理选用电极材料

    电极材料的选取直接关系到放电的效果,在很大程度上,材料的选取是否恰当,决定了放电速度、加工精度及表面粗糙度的zui终情况。应根据不同类型模具加工的实际需求,有针对性地进行电极材料的选用。电火花加工通常使用紫铜电极和石墨电极。很多模具企业在选择电极材料时,很少进行考虑,大小电极一律习惯选用同种电极材料,这种做法会影响电火花加工的效率。

    紫铜做电极较容易获得稳定的加工状态,可获得轮廓清晰的型腔,加工表面粗糙度值低,通常适用于低损耗的加工条件,由于低损耗加工的平均电流较小,且不适合大电流加工,其生产率并不高;石墨电极在加工蚀除量较大的情况下能实现低损耗、高速粗加工,但在精加工中放电稳定性较差,容易过渡到电弧放电,因而能选取损耗较大的加工参数来加工。

    大多企业使用紫铜作为电极材料。而根据加工经验,使用石墨电极加工锻模的大型腔,其加工速度高,比使用紫铜电极可节省约1/3的时间;也有些企业认识到石墨电极的优越性,不分场合习惯选用石墨电极,导致模具在表面粗糙度要求低于 的加工场合,始终难以稳定地达到加工要求,于是反复进行返修加工,极大地降低了加工效率,如选用紫铜电极,问题将会迎刃而解。可见选择电极材料时,应根据加工要求作出合理的选择。

4 确定适当的电极缩放量

    电极缩放量的选取要考虑多方面的因素。电火花加工有平动和不平动两种加工方式,数控电火花加工机床一般都可进行平动加工,而传统电火花加工机床如没有安装平动头就不能进行平动加工。这两种加工方式的电极缩放量选取是有区别的。

    在不采用平动加工时,加工尺寸主要取决于精加工的控制。确定精加工电极缩放量时应先考虑好为达到预定表面粗糙度要选用的电参数条件,明确该条件下火花间隙的大小,再确定电极缩放量,一般取单侧0.02~0.06mm;确定粗加工电极缩放量时以考虑加工速度和为精加工预留适当余量为标准,一般取单侧0.15~0.25mm。

    在采用电极平动加工时,加工的尺寸精度取决于对放电间隙、电极缩放量和平动量的控制。由于平动量的大小是可控的,所以可根据放电间隙的大小调节平动量,这样较容易控制加工的尺寸,电极缩放量的大小也就可相对大一些,尤其是在精加工时;总之可根据具体情况来灵活选取。粗加工中一般不用平动加工,电极缩放量取单侧0.15~0.30mm。精加工采用多段加工条件用平动的方法来改善排屑状况,达到稳定的加工,可获得侧面与底面更均匀的表面粗糙度。电极的缩放量常取0.05~0.15mm。

    模具的电火花加工中,通常会因电极缩放量取得太小不能选用较大的放电条件而导致加工效率低下。如在加工允许的情况下,粗加工电极的缩放量取单侧0.30mm选用的电参数比取单侧0.15mm的电参数要提高速度在2~3倍以上。平动加工时精加工电极可根据加工情况,适当增大电极缩放量有利于提高加工速度。必须注意,增大电极缩放量后必须相应提高放电参数的能量,且不可盲目增大电极缩放量,否则反而会降低加工效率。如粗加工将电极缩放量取单侧0.80mm,而实际加工虽选择了较大的放电参数,但实际的放电间隙可能只有单侧0.30mm左右,那么将会为后续加工留下了较多的材料余量,必将降低加工效率。数控电火花加工机床如按传统机床的电极缩放方法,不利用平动加工的功能,必将降低加工效率,尤其是在精加工中。如电极缩放量取单侧0.03mm,那么只能选用一个较小的放电参数进行加工,如粗加工中的材料余量稍多的话,甚至可能产生无法加工的情况;如将电极缩放量增加到单侧0.08mm,那么加工的放电参数可增大,可很快地将材料余量去除,然后再利用平动功能来逐步修光侧面。对于加工电极是圆形、方形的更应如此。普通加工中适当增大电极缩放量并不会对形状造成多大影响,精密加工时才应特殊对待。

5 电极设计考虑“面积效应”

    “面积效应”是指电火花加工中因加工面积变化引起加工速度等工艺指标变化的效应。当电火花加工的面积小到某一临界值时,加工速度会显著降低。因为加工面积小,在单位面积上脉冲放电过分集中,致使放电间隙的电蚀产物排除不畅,同时,会产生气体排除液体的现象,造成放电加工在气体介质中进行,而大大降低加工速度。因此设计电极时要考虑不要拆分加工面积太小的电极,多使用整体式电极。但也要注意,当整体式电极面积较大,且加工深度较深、排屑困难的情况下,应考虑将整体电极分拆成几个电极进行分次加工,可根据型腔的几何形状把电极分解成主型腔电极和副型腔电极。否则在加工中会出现放电不稳定的情况,导致加工效率低下、精度难以保证等不良情况。

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