提高電火花成型機(jī)加工效率之加工工藝相關(guān)要點淺析
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cfwedm 發(fā)布時間：2012-06-20 18:42:00
提高電火花成型機(jī)加工效率之加工工藝相關(guān)要點淺析
本文從實際電火花加工經(jīng)驗出發(fā)，總結(jié)了與電火花加工效率直接相關(guān)電火花加工工藝要點，詳細(xì)探討了提高電火花加工效率的工藝措施，希望可幫助企業(yè)解決一些實際問題。
1. 要用機(jī)械加工去除大部分材料
工件的加工部位在進(jìn)行電火花加工之前，要先用機(jī)械加工方法進(jìn)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(jìn)行機(jī)械粗加工就直接進(jìn)行電火花加工，會導(dǎo)致電火花加工的效率極其低下，這就需正確認(rèn)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(jī)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(jìn)行了機(jī)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。
2. 根據(jù)加工情況決定工藝方法
電火花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(yīng)詳細(xì)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(jìn)行重復(fù)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(jìn)行精加工，精加工時還可考慮換用多個電極來補(bǔ)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(jìn)行加工，這種因?qū)に囌J(rèn)識不夠，本想通過減少電極數(shù)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(shù)進(jìn)行粗加工，導(dǎo)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(jìn)行加工，也必然會降低加工效率。
3. 合理選用電極材料
電極材料的選取直接關(guān)系到放電的效果，在很大程度上，材料的選取是否恰當(dāng)，決定了放電速度、加工精度及表面粗糙度的最終情況。應(yīng)根據(jù)不同類型模具加工的實際需求，有針對性地進(jìn)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(yè)在選擇電極材料時，很少進(jìn)行考慮，大小電極一律習(xí)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(wěn)定的加工狀態(tài)，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(chǎn)率并不高；石墨電極在加工蝕除量較大的情況下能實現(xiàn)低損耗、高速粗加工，但在精加工中放電穩(wěn)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(shù)來加工。
大多企業(yè)使用紫銅作為電極材料。而根據(jù)加工經(jīng)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(jié)省約1/3的時間；也有些企業(yè)認(rèn)識到石墨電極的優(yōu)越性，不分場合習(xí)慣選用石墨電極，導(dǎo)致模具在表面粗糙度要求低于 的加工場合，始終難以穩(wěn)定地達(dá)到加工要求，于是反復(fù)進(jìn)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?？梢娺x擇電極材料時，應(yīng)根據(jù)加工要求作出合理的選擇。
4. 確定適當(dāng)?shù)碾姌O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(shù)控電火花加工機(jī)床一般都可進(jìn)行平動加工，而傳統(tǒng)電火花加工機(jī)床如沒有安裝平動頭就不能進(jìn)行平動加工。這兩種加工方式的電極縮放量選取是有區(qū)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(yīng)先考慮好為達(dá)到預(yù)定表面粗糙度要選用的電參數(shù)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(cè)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(yù)留適當(dāng)余量為標(biāo)準(zhǔn)，一般取單側(cè)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(jù)放電間隙的大小調(diào)節(jié)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(jù)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(cè)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(dá)到穩(wěn)定的加工，可獲得側(cè)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(dǎo)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(cè)0.30mm選用的電參數(shù)比取單側(cè)0.15mm的電參數(shù)要提高速度在2～3倍以上。平動加工時精加工電極可根據(jù)加工情況，適當(dāng)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(yīng)提高放電參數(shù)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(cè)0.80mm，而實際加工雖選擇了較大的放電參數(shù)，但實際的放電間隙可能只有單側(cè)0.30mm左右，那么將會為后續(xù)加工留下了較多的材料余量，必將降低加工效率。數(shù)控電火花加工機(jī)床如按傳統(tǒng)機(jī)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(cè)0.03mm，那么只能選用一個較小的放電參數(shù)進(jìn)行加工，如粗加工中的材料余量稍多的話，甚至可能產(chǎn)生無法加工的情況；如將電極縮放量增加到單側(cè)0.08mm，那么加工的放電參數(shù)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(cè)面。對于加工電極是圓形、方形的更應(yīng)如此。普通加工中適當(dāng)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(yīng)特殊對待。
5. 電極設(shè)計考慮“面積效應(yīng)”
“面積效應(yīng)”是指電火花加工中因加工面積變化引起加工速度等工藝指標(biāo)變化的效應(yīng)。當(dāng)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(chǎn)物排除不暢，同時，會產(chǎn)生氣體排除液體的現(xiàn)象，造成放電加工在氣體介質(zhì)中進(jìn)行，而大大降低加工速度。因此設(shè)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(dāng)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(yīng)考慮將整體電極分拆成幾個電極進(jìn)行分次加工，可根據(jù)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(xiàn)放電不穩(wěn)定的情況，導(dǎo)致加工效率低下、精度難以保證等不良情況。
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