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        石墨火花機

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        電火花加工工藝相關的要點及其注意事項

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        電火花加工工藝相關的要點及其注意事項

        發布日期:2018-08-23 作者: 點擊:

        1.1 要用機械加工去除大部分材料

        工件的加工部位在進行電火花加工之前,要先用機械加工方法進行粗加工,僅將刀具精銑困難或無法精銑的部位留給電火花加工,這樣能使電火花加工的材料量大為減少,可大幅度提高電火花加工效率。

        如怕工作的麻煩,不進行機械粗加工就直接進行電火花加工,會導致電火花加工的效率極其低下,這就需正確認識電火花加工這種工藝方法的加工速度。電火花加工是靠微觀的熱融化過程一點點蝕除材料的,比起機械切削加工去除材料的過程要慢得多。對于大的型腔,即使是進行了機械粗加工,如給電火花加工留的余量過多也會降低加工效率。

        1.2 根據加工情況決定工藝方法

        火花機加工有單電極直接成形工藝、多電極更換成形工藝等。選擇工藝時不僅要考慮加工速度,還應詳細考慮加工精度和表面粗糙度要求。單電極直接成形工藝只用一只電極加工出所需的型腔形狀,這種工藝方法用于加工形狀簡單、精度要求不高的型腔,不需進行重復的裝夾操作,可提高電火花加工的效率。對于加工要求較高的場合,通常采用多電極加工的工藝方法。首先用粗加工電極蝕除大量材料,然后用精加工電極進行精加工,精加工時還可考慮換用多個電極來補償電極的損耗。

        如在精度要求較高的加工場合,只使用一只電極來進行加工,這種因對工藝認識不夠,本想通過減少電極數目來提高加工效率,而實際在加工過程卻因為不能選用較大的電參數進行粗加工,導致加工的效率極其低下;另一種情況是,在加工要求不高的情況下,使用多個電極來進行加工,也必然會降低加工效率。

        1.3 合理選用電極材料

        電極材料的選取直接關系到放電的效果,在很大程度上,材料的選取是否恰當,決定了放電速度、加工精度及表面粗糙度的最終情況。應根據不同類型模具加工的實際需求,有針對性地進行電極材料的選用。電火花加工通常使用紫銅電極和石墨電極。很多模具企業在選擇電極材料時,很少進行考慮,大小電極一律習慣選用同種電極材料,這種做法會影響電火花加工的效率。

        紫銅做電極較容易獲得穩定的加工狀態,可獲得輪廓清晰的型腔,加工表面粗糙度值低,通常適用于低損耗的加工條件,由于低損耗加工的平均電流較小,且不適合大電流加工,其生產率并不高;石墨電極在加工蝕除量較大的情況下能實現低損耗、高速粗加工,但在精加工中放電穩定性較差,容易過渡到電弧放電,因而能選取損耗較大的加工參數來加工。

        大多企業使用紫銅作為電極材料。而根據加工經驗,使用石墨電極加工鍛模的大型腔,其加工速度高,比使用紫銅電極可節省約1/3的時間;也有些企業認識到石墨電極的優越性,不分場合習慣選用石墨電極,導致模具在表面粗糙度要求低于的加工場合,始終難以穩定地達到加工要求,于是反復進行返修加工,極大地降低了加工效率,如選用紫銅電極,問題將會迎刃而解。可見選擇電極材料時,應根據加工要求作出合理的選擇。

        1.4 確定適當的電極縮放量

        電極縮放量的選取要考慮多方面的因素。電火花加工有平動和不平動兩種加工方式,數控火花機加工機床一般都可進行平動加工,而傳統電火花加工機床如沒有安裝平動頭就不能進行平動加工。這兩種加工方式的電極縮放量選取是有區別的。

        在不采用平動加工時,加工尺寸主要取決于精加工的控制。確定精加工電極縮放量時應先考慮好為達到預定表面粗糙度要選用的電參數條件,明確該條件下火花間隙的大小,再確定電極縮放量,一般取單側0.02~0.06mm;確定粗加工電極縮放量時以考慮加工速度和為精加工預留適當余量為標準,一般取單側0.15~0.25mm。

        在采用電極平動加工時,加工的尺寸精度取決于對放電間隙、電極縮放量和平動量的控制。由于平動量的大小是可控的,所以可根據放電間隙的大小調節平動量,這樣較容易控制加工的尺寸,電極縮放量的大小也就可相對大一些,尤其是在精加工時;總之可根據具體情況來靈活選取。粗加工中一般不用平動加工,電極縮放量取單側0.15~0.30mm。精加工采用多段加工條件用平動的方法來改善排屑狀況,達到穩定的加工,可獲得側面與底面更均勻的表面粗糙度。電極的縮放量常取0.05~0.15mm。

        模具的電火花加工中,通常會因電極縮放量取得太小不能選用較大的放電條件而導致加工效率低下。如在加工允許的情況下,粗加工電極的縮放量取單側0.30mm選用的電參數比取單側0.15mm的電參數要提高速度在2~3倍以上。平動加工時精加工電極可根據加工情況,適當增大電極縮放量有利于提高加工速度。必須注意,增大電極縮放量后必須相應提高放電參數的能量,且不可盲目增大電極縮放量,否則反而會降低加工效率。如粗加工將電極縮放量取單側0.80mm,而實際加工雖選擇了較大的放電參數,但實際的放電間隙可能只有單側0.30mm左右,那么將會為后續加工留下了較多的材料余量,必將降低加工效率。數控電火花加工機床如按傳統機床的電極縮放方法,不利用平動加工的功能,必將降低加工效率,尤其是在精加工中。如電極縮放量取單側0.03mm,那么只能選用一個較小的放電參數進行加工,如粗加工中的材料余量稍多的話,甚至可能產生無法加工的情況;如將電極縮放量增加到單側0.08mm,那么加工的放電參數可增大,可很快地將材料余量去除,然后再利用平動功能來逐步修光側面。對于加工電極是圓形、方形的更應如此。普通加工中適當增大電極縮放量并不會對形狀造成多大影響,精密加工時才應特殊對待。

        1.5 電極設計考慮“面積效應”

        “面積效應”是指電火花加工工藝中因加工面積變化引起加工速度等工藝指標變化的效應。當電火花加工的面積小到某一臨界值時,加工速度會顯著降低。因為加工面積小,在單位面積上脈沖放電過分集中,致使放電間隙的電蝕產物排除不暢,同時,會產生氣體排除液體的現象,造成放電加工在氣體介質中進行,而大大降低加工速度。因此設計電極時要考慮不要拆分加工面積太小的電極,多使用整體式電極。但也要注意,當整體式電極面積較大,且加工深度較深、排屑困難的情況下,應考慮將整體電極分拆成幾個電極進行分次加工,可根據型腔的幾何形狀把電極分解成主型腔電極和副型腔電極。否則在加工中會出現放電不穩定的情況,導致加工效率低下、精度難以保證等不良情況。


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