【正文】 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 44 直接法 工件( 凹模 )工具電極( 沖頭 )主軸頭( a ) 加工前工件( 凹模 )主軸頭( b ) 加工后工件( 凹模 )主軸頭( c ) 切除損耗部分凸模刃口工具電極( 沖頭 )切除部分工具電極( 沖頭 ) 凸模刃口第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 直接法的缺點(diǎn)是： (1) 電極材料不能自由選擇 ， 工具電極和工件都是磁性材料 ， 易產(chǎn)生磁性 ， 電蝕下來的金屬屑可能被吸附在電極放電間隙的磁場中而形成不穩(wěn)定的二次放電 ， 使加工過程很不穩(wěn)定 ，故電火花加工性能較差 。 4. 階梯工具電極加工法 階梯工具電極加工法在冷沖模具電火花成型加工中極為普遍 ， 其應(yīng)用方面有兩種： 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 (1) 無預(yù)孔或加工余量較大時(shí) ， 可以將工具電極制作為階梯狀 ， 將工具電極分為兩段 ， 即縮小了尺寸的粗加工段和保持凸模尺寸的精加工段 。 (2) 型腔多由球面 、 錐面 、 曲面組成 ， 且在一個(gè)型腔內(nèi)常有各種圓角 、 凸臺(tái)或凹槽 ， 有深有淺 ， 還有各種形狀的曲面相接 ， 輪廓形狀不同 ， 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 。 但對(duì)于棱角要求高的型腔 ， 加工精度就難以保證 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 3． 分解電極加工法 (如圖 49所示 ) 分解電極加工法是根據(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 ， 分別制造 。 完成這樣一個(gè)周期后 ， 型腔的面積擴(kuò)大 。 因此 ， 在實(shí)際加工中 ， 應(yīng)綜合考慮各個(gè)方面的因素 ， 選擇最合適的材料做電極 。 (3) 多用于一般的穿孔加工 。 (3) 電極損耗最大 。 例如 ， 圖 411是經(jīng)過損耗預(yù)測后對(duì)電極尺寸和形狀進(jìn)行補(bǔ)償修正的示意圖 。 階梯電極的優(yōu)點(diǎn)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 。 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 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)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(shí)際加工中 L1部分雖然不需電火花加工 ， 但在設(shè)計(jì)電極時(shí)必須考慮該部分長度； L3為電極加工中端面損耗部分 ， 在設(shè)計(jì)中也要考慮 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)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(cè)面單邊放電間隙aA第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 a=A177。 電極開孔示意圖如圖 420所示 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 ( d ) 電極立體圖 － 0 10 －0.05 0 10 ( a ) 零件圖 02 . 0 10 眪 苶 02 . 0 20 眪 苶 45176。 該部分的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)電極裝夾的夾具形式確定 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 石墨材料加工時(shí)容易碎裂 、 粉末飛揚(yáng) ， 所以在加工前需將石墨放在工作液中浸泡 2～ 3天 ， 這樣可以有效減少崩角及粉末飛揚(yáng) 。 當(dāng)凸 、 凹模的配合間隙等于放電間隙時(shí) ， 磨削后電極的輪廓尺寸與凸模完全相同；當(dāng)凸 、 凹模的配合間隙小于放電間隙時(shí) ， 電極的輪廓尺寸應(yīng)小于凸模的輪廓尺寸 ， 在生產(chǎn)中可用化學(xué)腐蝕法將電極尺寸縮小至設(shè)計(jì)尺寸；當(dāng)凸 、 凹模的配合間隙大于放電間隙時(shí) ，電極的輪廓尺寸應(yīng)大于凸模的輪廓尺寸 ， 在生產(chǎn)中可用電鍍法將電極擴(kuò)大到設(shè)計(jì)尺寸 。 用電鑄法制造電極 ， 復(fù)制精度高 ， 可制作出用機(jī)械加工方法難以完成的細(xì)微形狀的電極 。 當(dāng)電極采用石墨材料時(shí) ， 應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： (1) 由于石墨較脆 ， 故不宜攻螺孔 ， 因此可用螺栓或壓板將電極固定于連接板上 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 431 用千分表校正電極垂直度圖 14231— 凹模； 2— 電極； 3— 千分表； 4— 工作臺(tái)第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 432 型腔加工用電極校正 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 目前瑞士 EROWA公司生產(chǎn)出一種高精度電極夾具 ，可以有效地實(shí)現(xiàn)電極快速裝夾與校正 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 433 電極裝夾系統(tǒng) 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 434 定位板直接與電極連接 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 435 定位板與電極夾相連 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 2) 電極夾 前面講過電極夾裝在電極裝夾系統(tǒng)的定位板上 ， 電極又裝在電極夾上 。圓形電極夾的結(jié)構(gòu)如圖 438(a)所示，電極夾安裝在定位板上。圖 439(b)所示為方形塊電極夾。它具有兩個(gè)相互垂直的基準(zhǔn)面，夾緊螺釘設(shè)置在外側(cè)的對(duì)角線處，適合裝夾圓形、方形、菱形體的小型電極，電極中心到基準(zhǔn)面的距離最大為 10 mm，如需要調(diào)整電極中心，可在基準(zhǔn)面處插入墊片。電極找正與其他數(shù)控機(jī)床的定位方法大致形似 ， 讀者可以借鑒參考 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 工件的準(zhǔn)備 電火花加工在整個(gè)零件的加工中屬于最后一道工序或接近最后一道工序 ， 所以在加工前宜認(rèn)真準(zhǔn)備工件 ， 具體內(nèi)容如下： 1． 工件的預(yù)加工 一般來說 ， 機(jī)械切削的效率比電火花加工的效率高 。 處理安排在電火花加工前也有其缺點(diǎn) ， 如電火花加工將淬火表層加工掉一部分 ， 影響了熱處理的質(zhì)量和效果 。 由于穿孔加工大多在工件上開有預(yù)孔 ， 因而具有沖油的條件 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 447 工件抽油 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 沖油和抽油對(duì)電極損耗有影響 (如圖 448所示 )， 尤其是對(duì)排屑條件比較敏感的紫銅電極的損耗影響更明顯 ， 所以排屑較好時(shí)則不用沖 、 抽油 。自適應(yīng)抬刀與自適應(yīng)沖油一樣 ， 在加工出現(xiàn)不正常時(shí)才抬刀 ， 正常加工時(shí)則不抬刀 。 為防止在油杯頂部積聚氣泡 ， 抽油的抽氣管應(yīng)緊挨在工件底面 。 加工余量的控制，主要從粗糙度和電極損耗兩方面來考慮。轉(zhuǎn)換規(guī)準(zhǔn)的時(shí)機(jī)是必須把前一電規(guī)準(zhǔn)的粗糙表面全部均勻修光并達(dá)到一定尺寸后才進(jìn)行下一電規(guī)準(zhǔn)的加工。 在加工中 ， 為了有目的地控制電極損耗 ， 應(yīng)先了解如下內(nèi)容： 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 (1) 如果用石墨電極作粗加工時(shí) ， 電極損耗一般可以達(dá)到 1%以下 。 了解上述情況后，在規(guī)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)控制損耗就比較有把握了?！?77。 /加工開始位置 ， Z軸距工件表面距離為 mm G24。 /加工完了 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 程序分析： (1) 本程序?yàn)?Sodick A3R機(jī)床的程序 ， 在加工前根據(jù)具體的加工要素 (如加工工件的材料 、 電極材料 、 加工要求達(dá)到的表面粗糙度 、 采用的電極個(gè)數(shù)等 )在該機(jī)床的操作說明書上選用合適的加工條件 。 5. 加工位置：工件中心 精 、 粗加工兩個(gè)電極時(shí)的加工條件及加工圖形如圖 451所示 ， 加工條件表如表 44所示 。 G01 C170 LN002 STEP0l0 Z330H000 M04。 (2) 電極結(jié)構(gòu)與尺寸如圖 452(b)所示。 0 . 0320177。( a ) 注射模鑲塊 ( b ) 電極結(jié)構(gòu)與尺寸第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 (3) 電極制造 。26177。因此，對(duì)應(yīng)的型腔主體 20 mm深度與 R7 mm搭子的型腔 6 mm度的電極長度之差不是 14 mm，而是 (206) (1+1%)＝ mm。 精加工程序讀者可以參照上面的程序自己編寫 ， 精加工的加工條件為 C1 C2 C3 C310。(加工深度)( 粗加工電極 )□177。 (3) 最后采用的加工條件為 C300， 搖動(dòng)量為 280 μm，高度方向上電極距離工件底部的余量為 20μm。 /以 C220條件加工至距離底面 mm G01 C210 LN002 STEP224 Z066H000 M04。 5. 加工位置：工件中心 單電極加工時(shí)的加工條件及加工圖形如圖 450所示 。 例如 ， 形狀簡單的型腔的低損耗規(guī)準(zhǔn)與窄槽等的低損耗規(guī)準(zhǔn)就不一樣 ， 轉(zhuǎn)換規(guī)準(zhǔn)時(shí)機(jī)也不一樣 ， 前者 Ton/Ip值可以小一些 ， 后者則要大一些；前者在損耗值允許時(shí) ， 可以在粗糙度較大的情況下轉(zhuǎn)換為有損耗加工 ， 后者則為了保證成型精度 ， 應(yīng)當(dāng)盡可能用低損耗規(guī)準(zhǔn)加工到較小的粗糙度 。 粗加工時(shí) ， 電極表面會(huì)產(chǎn)生缺陷 。 近年來新發(fā)展研制的數(shù)控機(jī)床 ， 有的具有加工深度的顯示 ， 比較高級(jí)的機(jī)床其顯示的深度還自動(dòng)地扣除了放電間隙和電極損耗量 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 表 42 表面粗糙度與最小加工余量的關(guān)系 表面粗糙度 Ra / μ m 最小加工余量 低損耗 規(guī) 準(zhǔn) 的范圍 ( θ 1 % ) 50 ～ 25 1 2 . 5 6 . 3 3 . 2 1 . 6 0 . 8 0 . 5 ～ 1 1 0 . 2 0 ～ 0 . 4 0 0 . 1 0 ～ 0 . 2 0 0 . 0 5 ～ 0 . 1 0 0 . 0 5 以下 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 2． 粗糙度逐級(jí)逼近 電規(guī)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的另一個(gè)要點(diǎn)是使粗糙度逐級(jí)逼近 ， 非常忌諱粗糙度轉(zhuǎn)換過大 ， 尤其是要防止在損耗明顯增大的情況下又使粗糙度差別很大 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 449 油杯結(jié)構(gòu)圖 沖油341 25 6 7抽油1— 工件； 2— 油杯管；3— 管接頭； 4— 抽油抽氣管；5— 底板； 6— 油塞； 7— 油杯體第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 加工規(guī)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換及加工實(shí)例 加工規(guī)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換 電火花加工中，在粗加工完成后，再使用其他規(guī)準(zhǔn)加工，使工件粗糙度逐步降低，逐步達(dá)到加工尺寸。 在采用上述方法實(shí)現(xiàn)工作液沖油或抽油強(qiáng)迫循環(huán)中 ， 往往需要在工作臺(tái)上裝上油杯 (如圖 449所示 )， 油杯的側(cè)壁和底邊上開有沖油和抽油孔 。 5) 抬刀 工具電極在加工中邊加工邊抬刀是最常用的排屑方法之一 。 抽油時(shí)要使放電時(shí)產(chǎn)生的氣體 (大多是易燃?xì)怏w )及時(shí)排放 ， 不能積聚在加工區(qū) ， 否則會(huì)引起 “ 放炮 ” 。 電蝕產(chǎn)物的排除雖然是加工中出現(xiàn)的問題 ， 但為了較好地排除電蝕產(chǎn)物 ， 其準(zhǔn)備工作必須在加工前做好 。 (3) 在缺少通用夾具的情況下 ， 用常規(guī)夾具在預(yù)加工中需要將工件多次裝夾 。 但考慮到實(shí)際操作中由于型腔 、 電極有毛刺等意外因素的影響 ， 應(yīng)確認(rèn)找正是否可靠 。 電火花加工工件的裝夾與機(jī)械切削機(jī)床相似，但由于電火花加工中的作用力很小，因此工件更容易裝夾。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 它具有 20 mm的內(nèi)槽和兩個(gè)固緊螺釘，適合裝夾最大柄寬為 20 mm的電極，插入電極后，用固緊螺釘鎖緊，如電極柄較薄需要調(diào)整中心時(shí)，可在內(nèi)槽的固定基準(zhǔn)一側(cè)插入墊片以調(diào)整電極中心。標(biāo)準(zhǔn)電極夾如圖 439所示。插在電極夾方孔中的電極柄是經(jīng)過專門精密加工制作而成的。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 電極裝夾系統(tǒng)的卡盤通過夾緊插銷與定位板連接 ， 在卡盤外部有兩種相互垂直的基準(zhǔn)面 ， 當(dāng)卡盤裝夾在機(jī)床主軸頭上時(shí) ， 該基準(zhǔn)面分別與機(jī)床的 X、 Y軸平行 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 427 連接板式夾具 12341— 電極柄；2— 連接板；3— 螺栓；4— 粘合劑第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 428 石墨電極的裝夾 ( a ) ( b )第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 429 石墨電極的方向性與拼合法 ( a ) ( b ) ( c )第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 2． 電極的校正 電極裝夾好后 ， 必須進(jìn)行校正才能加工 ， 即不僅要調(diào)節(jié)電極與工件基準(zhǔn)面垂直 ， 而且需在水平面內(nèi)調(diào)節(jié) 、 轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度 ， 使工具電極的截面形狀與將要加工的工件型孔或型腔定位的位置一致 。 1． 電極的裝夾 電極在安裝時(shí) ， 一般使用通用夾具或?qū)Ｓ脢A具直接將電極裝夾在機(jī)床主軸的下端 。由于分塊加工中