【正文】 電火花加工準(zhǔn)備工作 電極準(zhǔn)備 1. 電極材料選擇 從理論上講 ， 任何導(dǎo)電材料都可以做電極 。 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 。 這些材料的性能如表 41所示。 (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 。 2) 鋼電極的特點(diǎn) (1) 來源豐富 ， 價(jià)格便宜 ， 具有良好的機(jī)械加工性能 。 (3) 多用于一般的穿孔加工 。 (2) 精加工時(shí)比石墨電極損耗小 。 (4) 因其韌性大 ， 故機(jī)械加工性能差 ， 磨削加工困難 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 4) 黃銅電極的特點(diǎn) (1) 在加工過程中穩(wěn)定性好 ， 生產(chǎn)率高 。 (3) 電極損耗最大 。 (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(shí)電極損耗小 。 (4) 適用于做電火花成型加工的粗加工電極材料 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 2. 電極設(shè)計(jì) 電極設(shè)計(jì)是電火花加工中的關(guān)鍵點(diǎn)之一 。 例如 ， 圖 411是經(jīng)過損耗預(yù)測(cè)后對(duì)電極尺寸和形狀進(jìn)行補(bǔ)償修正的示意圖 。 常用的電極結(jié)構(gòu)形式如下： (1) 整體電極 。 若電極尺寸較大 ， 則在內(nèi)部設(shè)置減輕孔及多個(gè)沖油孔 (如圖 412(b)所示 )。 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(jiǎn)化操作 。 組合電極是將若干個(gè)小電極組裝在電極固定板上 ， 可一次性同時(shí)完成多個(gè)成型表面電火花加工的電極 。 采用組合電極加工時(shí) ， 生產(chǎn)率高 ， 各型孔之間的位置精度也較準(zhǔn)確 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)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(shí)例 (3) 鑲拼式電極 。 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 。 但在制造中應(yīng)保證各電極分塊之間的位置準(zhǔn)確 ， 配合要緊密牢固 。 (1) 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(jié)構(gòu)形式 、 加工深度 、 電極材料 、 型孔的復(fù)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 。 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 。 加工部分電極較細(xì) ， 受力易變形 ， 由于電極定位 、校正的需要 ， 在實(shí)際中應(yīng)適當(dāng)增加長度 L1的部分 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)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(shí)例 (2) 水平尺寸 。 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(shí)例 電極的水平尺寸可用下式確定： a=A177。 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。 號(hào)和 K值的具體含義如下： (1) 凡圖樣上型腔凸出部分，其相對(duì)應(yīng)的電極凹入部分的尺寸應(yīng)放大，即用“ +”號(hào)；反之，凡圖樣上型腔凹入部分，其相對(duì)應(yīng)的電極凸出部分的尺寸應(yīng)縮小，即用“ ”號(hào)。對(duì)于圓弧半徑 ， 亦按上述原則確定 。 為改善排氣 、 排屑條件 ， 大 、 中型腔加工電極都設(shè)計(jì)有排氣 、 沖油孔 。 電極開孔示意圖如圖 420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 )。 (4) 排氣孔和沖油孔的直徑約為平動(dòng)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(duì)錯(cuò)開 ， 以避免加工表面出現(xiàn) “ 波紋 ” 。 (6) 沖油孔的布置需注意沖油要流暢，不可出現(xiàn)無工作液流經(jīng)的“死區(qū)”。 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。 5 45176。 2— 電極細(xì)長 ， 為了提高強(qiáng)度 ， 適當(dāng)增加電極的直徑 。另外，由于該電極形狀對(duì)稱，為了方便識(shí)別方向，特意在本電極的 3部分設(shè)計(jì)了 5 mm的倒角。 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 。 橫截面尺寸分析： ① 該電極加工部分是一錐面 ， 故對(duì)電極的橫截面尺寸要求不高； ② 為了保證電極在放電過程中排屑較好 ， 電極的 2部分直徑不能太大 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 3. 電極的制造 在進(jìn)行電極制造時(shí) ， 盡可能將要加工的電極坯料裝夾在即將進(jìn)行電火花加工的裝夾系統(tǒng)上 ， 避免因裝卸而產(chǎn)生定位誤差 。 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 ， 目前經(jīng)常采用數(shù)控銑床 (加工中心 )制造電極 。 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) 。 在用混合法穿孔加工沖模的凹模時(shí) ， 為了縮短電極和凸模的制造周期 ， 保證電極與凸模的輪廓一致 ， 通常采用電極與凸模聯(lián)合成型磨削的方法 。 當(dāng)電極材料為鑄鐵時(shí)，電極與凸模常用環(huán)氧樹脂等材料膠合在一起，如圖 422所示。當(dāng)電極材料為鋼時(shí)，可把凸模加長些，將其做電極，即把電極和凸模做成一個(gè)整體。 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 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 2) 線切割加工 除用機(jī)械方法制造電極以外 ， 在比較特殊需要的場(chǎng)合下也可用線切割加工電極 ， 即適用于形狀特別復(fù)雜 ， 用機(jī)械加工方法無法勝任或很難保證精度的情況 。由于分塊加工中產(chǎn)生的誤差及拼合時(shí)的接縫間隙和位置精度的影響，使電極產(chǎn)生一定的形狀誤差。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 423 機(jī)械加工與線切割加工 ( b )( a )第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 3) 電鑄加工 電鑄方法主要用來制作大尺寸電極 ， 特別是在板材沖模領(lǐng)域 。 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 。 電鑄法制造電極的缺點(diǎn)是加工周期長 ， 成本較高 ， 電極質(zhì)地比較疏松 ， 使電加工時(shí)的電極損耗較大 。 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 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 424 標(biāo)準(zhǔn)套筒形夾具 121— 標(biāo)準(zhǔn)套筒； 2— 電極第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 425 鉆夾頭夾具 211— 鉆夾頭； 2— 電極第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 426 螺紋夾頭夾具 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 鑲拼式電極的裝夾比較復(fù)雜 ， 一般先用連接板將幾塊電極拼接成所需的整體 ， 然后再用機(jī)械方法固定 (如圖 427(a)所示 )；也可用聚氯乙烯醋酸溶液或環(huán)氧樹脂粘合 (如圖 427(b)所示 )。 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 。 (2) 不論是整體的或拼合的電極 ， 都應(yīng)使石墨壓制時(shí)的施壓方向與電火花加工時(shí)的進(jìn)給方向垂直 。 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 。 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 圖 430 垂直和水平轉(zhuǎn)角調(diào)節(jié)裝置的夾頭 8 7 9 6 A B B 4 5 2 3 11 10 B A A B 1 1— 調(diào)節(jié)螺釘； 2— 擺動(dòng)法蘭盤； 3— 球面螺釘； 4— 調(diào)角校正架； 5— 調(diào)整墊； 6— 上壓板； 7— 銷釘； 8— 錐柄座； 9— 滾珠； 10— 電源線； 11— 垂直度調(diào)節(jié) 螺釘 ( a ) 結(jié)構(gòu)圖 ( b ) 實(shí)物 第四章 電火花加工工藝及實(shí)例 電極裝夾到主軸上后 ， 必須進(jìn)行校正 ， 一般的校正方法有： (1) 根據(jù)電極的側(cè)基準(zhǔn)面 ， 采用千分表找正電極的垂直度 ， 如圖 431所示 。 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 。 1) 高精度電極裝夾系統(tǒng)簡(jiǎn)介 圖 433是 EROWA公司的工具電極精密快速裝夾 、 更換系統(tǒng) 。 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 。 電極可以直接裝在定位板上 (如圖 434所示 ， 多用于大電極裝夾 )， 也可以通過另外的電極夾頭裝夾在定位板上 (如圖 435所示 ， 多用于中小電極裝夾 )。 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 。 (1) 方形電極夾。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。專門的電極柄與電極可以用焊接或粘結(jié)的方法固定 (如圖 437(b)所示 )，也可以用螺釘進(jìn)行機(jī)械固定 (如圖 437(c)所示 )。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 438(c)所示為精密鉆夾頭，可裝入圓形電極夾的內(nèi)孔中，鉆夾頭可以夾持的范圍為 ～ mm，一般用來裝夾直徑很小的電極。標(biāo)準(zhǔn)電極夾如圖 439所示。圖 439(a)所示為小型萬用塊電極夾。圖 439(b)所示為方形塊電極夾。電極柄插入內(nèi)正方后，用固緊螺釘鎖緊，如果電極中心需要與電極夾中心重合時(shí)，可在內(nèi)正方的固定基準(zhǔn)兩邊內(nèi)插入墊片以調(diào)整中心。 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。這是一個(gè)未做加工的電極夾，可根據(jù)電極的形狀、尺寸和裝夾方式隨意制造。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)