【正文】 期后 ， 應仔細測量型腔尺寸 ， 觀察型腔表面粗糙度 ， 然后決定是否更換電加工規(guī)準 ， 進行下一周期的修光 。 這種加工方法的優(yōu)點是可以采用單電極完成一個型腔的全部加工過程；缺點是操作煩瑣 ， 尤其在單面修光側壁時 ， 加工很難穩(wěn)定 ， 不易采取沖油措施 ， 延長了中 、 精加工的周期 ， 而且無法修整圓形輪廓的型腔 。 第四章 電火花加工工藝及實例 電火花加工準備工作 電極準備 1. 電極材料選擇 從理論上講 ， 任何導電材料都可以做電極 。 但由第三章所述 ， 不同的材料做電極對于電火花加工速度 、 加工質(zhì)量 、 電極損耗 、 加工穩(wěn)定性有重要的影響 。 因此 ， 在實際加工中 ， 應綜合考慮各個方面的因素 ， 選擇最合適的材料做電極 。 目前常用的電極材料有紫銅 (純銅 )、 黃銅 、 鋼 、 石墨 、鑄鐵 、 銀鎢合金 、 銅鎢合金等 。 這些材料的性能如表 41所示。 第四章 電火花加工工藝及實例 表 41 電火花加工常用電極材料的性能 電加工性能 電極材料 穩(wěn)定性 電極損耗 機加工 性 能 說 明 鋼 較差 中等 好 在選擇電規(guī)準時注意加工穩(wěn)定性 鑄鐵 一般 中等 好 為加工冷沖模時常用的電極材料 黃銅 好 大 尚好 電極損耗太大 紫銅 好 較大 較差 磨削困難，難與凸模連接后同時加工 石墨 尚好 小 尚好 機械強度較差，易崩角 銅鎢合金 好 小 尚好 價格貴，在深孔、直壁孔、硬質(zhì)合金模具加工中使用 銀鎢合金 好 小 尚好 價格貴，一般少用 第四章 電火花加工工藝及實例 1) 鑄鐵電極的特點 (1) 來源充足 ， 價格低廉 ， 機械加工性能好 ， 便于采用成型磨削 ， 因此電極的尺寸精度 、 幾何形狀精度及表面粗糙度等都容易保證 。 (2) 電極損耗和加工穩(wěn)定性均較一般 ， 容易起弧 ， 生產(chǎn)率也不及銅電極 。 (3) 是一種較常用的電極材料 ， 多用于穿孔加工 。 2) 鋼電極的特點 (1) 來源豐富 ， 價格便宜 ， 具有良好的機械加工性能 。 (2) 加工穩(wěn)定性較差 ， 電極損耗較大 ， 生產(chǎn)率也較低 。 (3) 多用于一般的穿孔加工 。 第四章 電火花加工工藝及實例 3) 紫銅 (純銅 )電極的特點 (1) 加工過程中穩(wěn)定性好 ， 生產(chǎn)率高 。 (2) 精加工時比石墨電極損耗小 。 (3) 易于加工成精密 、 微細的花紋 ， 采用精密加工時能達到優(yōu)于 μm的表面粗糙度 。 (4) 因其韌性大 ， 故機械加工性能差 ， 磨削加工困難 。 (5) 適宜于做電火花成型加工的精加工電極材料 。 第四章 電火花加工工藝及實例 4) 黃銅電極的特點 (1) 在加工過程中穩(wěn)定性好 ， 生產(chǎn)率高 。 (2) 機械加工性能尚好 ， 它可用仿形刨加工 ， 也可用成型磨削加工 ， 但其磨削性能不如鋼和鑄鐵 。 (3) 電極損耗最大 。 5) 石墨電極的特點 (1) 機加工成型容易 ， 容易修正 。 (2) 加工穩(wěn)定性能較好 ， 生產(chǎn)率高 ， 在長脈寬 、 大電流加工時電極損耗小 。 (3) 機械強度差 ， 尖角處易崩裂 。 (4) 適用于做電火花成型加工的粗加工電極材料 。 因為石墨的熱脹系數(shù)小 ， 也可作為穿孔加工的大電極材料 。 第四章 電火花加工工藝及實例 2. 電極設計 電極設計是電火花加工中的關鍵點之一 。 在設計中 ，首先是詳細分析產(chǎn)品圖紙 ， 確定電火花加工位置；第二是根據(jù)現(xiàn)有設備 、 材料 、 擬采用的加工工藝等具體情況確定電極的結構形式；第三是根據(jù)不同的電極損耗 、 放電間隙等工藝要求對照型腔尺寸進行縮放 ， 同時要考慮工具電極各部位投入放電加工的先后順序不同 ， 工具電極上各點的總加工時間和損耗不同 ， 同一電極上端角 、 邊和面上的損耗值不同等因素來適當補償電極 。 例如 ， 圖 411是經(jīng)過損耗預測后對電極尺寸和形狀進行補償修正的示意圖 。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 411 電極補償圖 加工電極實線為工件電極的理論形狀、尺寸要加工出的工件型腔虛線為工件電極修正后的理論形狀、尺寸第四章 電火花加工工藝及實例 1) 電極的結構形式 電極的結構形式可根據(jù)型孔或型腔的尺寸大小 、復雜程度及電極的加工工藝性等來確定 。 常用的電極結構形式如下： (1) 整體電極 。 整體式電極由一整塊材料制成 (如圖412(a)所示 )。 若電極尺寸較大 ， 則在內(nèi)部設置減輕孔及多個沖油孔 (如圖 412(b)所示 )。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 412 整體電極 電極柄減輕孔電極沖油孔( a ) ( b )第四章 電火花加工工藝及實例 對于穿孔加工 ， 有時為了提高生產(chǎn)率和加工精度及降低表面粗糙度 ， 常采用階梯式整體電極 ， 即在原有的電極上適當增長 ， 而增長部分的截面尺寸均勻減小 ， 呈階梯形 。 如圖 413所示 ， L1為原有電極的長度 ，L2為增長部分的長度 。 階梯電極在電火花加工中的加工原理是先用電極增長部分 L2進行粗加工 ， 來蝕除掉大部分金屬 ， 只留下很少余量 ， 然后再用原有的電極進行精加工 。 階梯電極的優(yōu)點是：粗加工快速蝕除金屬 ， 將精加工的加工余量降低到最小值 ， 提高了生產(chǎn)效率；可減少電極更換的次數(shù) ， 以簡化操作 。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 413 階梯電極 ( a ) 階梯電極L1L2( b ) 粗加工 ( c ) 精加工第四章 電火花加工工藝及實例 (2) 組合電極 。 組合電極是將若干個小電極組裝在電極固定板上 ， 可一次性同時完成多個成型表面電火花加工的電極 。 圖 414所示的加工葉輪的工具電極是由多個小電極組裝而構成的 。 采用組合電極加工時 ， 生產(chǎn)率高 ， 各型孔之間的位置精度也較準確 。 但是對組合電極來說 ， 一定要保證各電極間的定位精度 ， 并且每個電極的軸線要垂直于安裝表面 。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 414 組合電極 校正棒電極連接桿 10?－第四章 電火花加工工藝及實例 (3) 鑲拼式電極 。 鑲拼式電極是將形狀復雜而制造困難的電極分成幾塊來加工 ， 然后再鑲拼成整體的電極 。 如圖 415所示 ， 將 E字形硅鋼片沖模所用的電極分成三塊 ， 加工完畢后再鑲拼成整體 。 這樣即可保證電極的制造精度 ， 得到尖銳的凹角 ， 而且簡化了電極的加工 ， 節(jié)約了材料 ， 降低了制造成本 。 但在制造中應保證各電極分塊之間的位置準確 ， 配合要緊密牢固 。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 415 鑲拼式電極 第四章 電火花加工工藝及實例 2) 電極的尺寸 電極的尺寸包括垂直尺寸和水平尺寸 ， 它們的公差是型腔相應部分公差的 1/2～ 2/3。 (1) 垂直尺寸 。 電極平行于機床主軸線方向上的尺寸稱為電極的垂直尺寸 。 電極的垂直尺寸取決于采用的加工方法 、 加工工件的結構形式 、 加工深度 、 電極材料 、 型孔的復雜程度 、 裝夾形式 、 使用次數(shù) 、 電極定位校直 、 電極制造工藝等一系列因素 。 在設計中 ， 綜合考慮上述各種因素后很容易確定電極的垂直尺寸 ， 下面簡單舉例說明 。 第四章 電火花加工工藝及實例 如圖 416(a)所示的凹模穿孔加工電極 ， L1為凹模板挖孔部分長度尺寸 ， 在實際加工中 L1部分雖然不需電火花加工 ， 但在設計電極時必須考慮該部分長度； L3為電極加工中端面損耗部分 ， 在設計中也要考慮 。 如圖 416(b)所示的電極用來清角 ， 即清除某型腔的角部圓角 。 加工部分電極較細 ， 受力易變形 ， 由于電極定位 、校正的需要 ， 在實際中應適當增加長度 L1的部分 。 如圖 416(c)所示的電火花成型加工電極 ， 電極尺寸包括加工一個型腔的有效高度 L、 加工一個型腔位于另一個型腔中需增加的高度 L 加工結束時電極夾具和夾具或壓板不發(fā)生碰撞而應增加的高度 L2等 。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 416 電極垂直尺寸圖 工件( 凹模 )主軸頭( a )工具電極L3L2L1( b )L1( c )L1L2L夾具電極工件第四章 電火花加工工藝及實例 (2) 水平尺寸 。 電極的水平尺寸是指與機床主軸軸線相垂直的橫截面尺寸 (如圖 417所示 )。 圖 417 電極水平截面尺寸縮放示意圖 a1a2 a3r1?( a ) 型腔A1A2 A3R1R2?r2( b ) 電極第四章 電火花加工工藝及實例 電極的水平尺寸可用下式確定： a=A177。 Kb 式中： a—— 電極水平方向的尺寸； A—— 型腔的水平方向的尺寸； K—— 與型腔尺寸標注法有關的系數(shù)； b—— 電極單邊縮放量，粗加工時， b=δ1+δ2+δ0(注： δ δ δ0的意義參見圖 418)。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 418 電極單邊縮放量原理圖 ? 1? 2? 0? 1 為安全余量? 2 為表面微觀不平度的最大值? 0 為側面單邊放電間隙aA第四章 電火花加工工藝及實例 a=A177。 Kb中的 177。 號和 K值的具體含義如下： (1) 凡圖樣上型腔凸出部分，其相對應的電極凹入部分的尺寸應放大，即用“ +”號；反之，凡圖樣上型腔凹入部分，其相對應的電極凸出部分的尺寸應縮小，即用“ ”號。 圖 419 電極型腔水平尺寸對比圖 A4 A3a3a4a5A5A6a6bA2 a2a1A1?第四章 電火花加工工藝及實例 (2) K值的選擇原則：當圖中型腔尺寸完全標注在邊界上(即相當于直徑方向尺寸或兩邊界都為定形邊界 )時 ， K取 2；一端以中心線或非邊界線為基準 (即相當于半徑方向尺寸或一端邊界定形另一端邊界定位 )時 ， K取 1；對于圖中型腔中心線之間的位置尺寸 (即兩邊界為定位尺寸 )以及角度值和某些特殊尺寸 (如圖 419中的 a1)， 電極上相對應的尺寸不增不減 ， K取 0。對于圓弧半徑 ， 亦按上述原則確定 。 根據(jù)以上敘述 ， 在圖 419中 ， 電極尺寸 a與型腔尺寸 A有如下關系： a1=A1， a2=A22b， a3=A3b， a4=A4， a5=A5b， a6=A6+b 當精加工且精加工的平動量為 c時 ， b=δ0+c 第四章 電火花加工工藝及實例 3) 電極的排氣孔和沖油孔 電火花成型加工時 ， 型腔一般均為盲孔 ， 排氣 、排屑條件較為困難 ， 這直接影響加工效率與穩(wěn)定性 ，精加工時還會影響加工表面粗糙度 。 為改善排氣 、 排屑條件 ， 大 、 中型腔加工電極都設計有排氣 、 沖油孔 。一般情況下 ， 開孔的位置應盡量保證沖液均勻和氣體易于排出 。 電極開孔示意圖如圖 420所示 。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 420 電極開孔示意圖 在電極端部有凹入部位開排氣孔( a )沖液孔過大，出現(xiàn)鐵屑( e ) ( f ) ( g ) ( h )小沖液孔 ( 直徑＜ 2 倍的單邊放電間隙 ) 傾斜沖液孔 平動 ( 電極必須小一點 )( b ) ( c ) ( d )沖液困難 沖液較好第四章 電火花加工工藝及實例 在實際設計中要注意以下幾點： (1) 為便于排氣 ， 經(jīng)常將沖油孔或排氣孔上端直徑加大(如圖 420(a)所示 )。 (2) 氣孔盡量開在蝕除面積較大以及電極端部凹入的位置 (如圖 420(b)所示 )。 (3) 沖油孔要盡量開在不易排屑的拐角 、 窄縫處 (如圖 420(c)不好 ， 圖 420(d)好 )。 (4) 排氣孔和沖油孔的直徑約為平動量的 1～ 2倍 ， 一般取 1～ mm；為便于排氣排屑 ， 常把排氣孔 、 沖油孔的上端孔徑加大到 5～ 8 mm；孔距在 20～ 40 mm左右 ， 位置相對錯開 ， 以避免加工表面出現(xiàn) “ 波紋 ” 。 第四章 電火花加工工藝及實例 (5) 盡可能避免沖液孔在加工后留下的柱芯 (如圖 420(f)、 (g)、 (h)較好 ， 圖 420(e)不好 )。 (6) 沖油孔的布置需注意沖油要流暢，不可出現(xiàn)無工作液