電火花加工工藝

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9、、牌號(hào)及用途 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼:用于一般機(jī)器零件,常用的牌號(hào)有 A1~A7,代號(hào) A 后的數(shù)字愈大,鋼的抗拉強(qiáng)度愈高而塑性愈低。 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼:用于較高要求的機(jī)械零件。常用牌號(hào)有鋼 10~鋼 70。鋼 15(15 號(hào)鋼)的平均含碳量為 0.15%,鋼 40 為 0.40%,含碳量愈高,強(qiáng)度、硬度也愈高,但愈脆。 合金結(jié)構(gòu)鋼:廣泛用于各種重要機(jī)械的重要零件。常用的有 20Cr、40Cr(作齒輪、軸、桿)、18CrMnTi、38CrMoAlA(重要齒輪、滲氮零件)及 65Mn(彈簧鋼)。前邊的數(shù)字 20 表示平均含碳量為 0.20%,38 表示 0.38%。末尾的 A 表示高級(jí)優(yōu)

10、質(zhì)鋼。中間的合金元素化學(xué)符號(hào)含義為:Mn 錳、Si硅、Cr 鉻、W 鎢、Mo 鉬、Ti 鈦、AL 鋁、Co 鈷、Ni 鎳、Nb 鈮、B 硼、V 釩。 碳素工具鋼:因含碳量高,硬而耐磨,常用作工具、模具等。碳素工具鋼牌號(hào)前加 T 字,以此和結(jié)構(gòu)鋼有所區(qū)別。牌號(hào)后的 A 表示高級(jí)優(yōu)質(zhì)鋼。常用的有 T7、T7A、T8、T8A……T13、T13A等。 合金工具鋼:牌號(hào)意義與合金結(jié)構(gòu)鋼相同,只是前面含碳量的數(shù)字是以 0.10%為單位(含碳量較高)。例如 9CrSi 中平均含碳量為 0.90%。常用作模具的有 CrWMn、Cr12MoV(作冷沖模用)、5CrMnMo(作熱壓模用)。 1

11、.2 鑄鐵的名稱、牌號(hào)及用途 灰口鑄鐵:牌號(hào)中以灰、鐵二字的漢語(yǔ)拼音第一字母為首,后面第一組數(shù)字為最低抗拉強(qiáng)度,第二組數(shù)字為最低抗彎強(qiáng)度。常用的有 HT10-26,HT15-33,HT20-40,HT30-54,HT40-68 等,用以鑄造蓋、輪、架、箱體等。 球墨鑄鐵:比灰口鑄鐵強(qiáng)度高而脆性小,常用的牌號(hào)有 QT45-0,QT50-1.5,QT60-2 等。第一組數(shù)字為最低抗拉強(qiáng)度,最后的數(shù)字為最低延伸率%。 可鍛鑄鐵:強(qiáng)度和韌性更高,有 KT30-6,KT35-10 等,牌號(hào)意義同上。 1.3 有色金屬及其合金 銅及銅合金:純銅又稱紫銅,有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱

12、性、耐腐蝕性和塑性。電火花加工中廣泛作為電極材料,加工穩(wěn)定而電極損耗小。牌號(hào)有 T1~T4(數(shù)字愈小愈純)。 銅合金主要有黃銅(含鋅),常用牌號(hào)有 H59、H62、H80 等。黃銅電極加工時(shí)特別穩(wěn)定,但電極損耗很大。 鋁及鋁合金:純鋁的牌號(hào)有 L1~L6(數(shù)字愈小愈純)。鋁合金主要為硬鋁,牌號(hào)有 LY11~LY13,用作板材、型材、線材等。 1.4 粉末冶金材料 最常用的是硬質(zhì)合金,具有極高的硬度和耐磨性,廣泛用作工具及模具。由于其成分不同而分為鎢鈷類和鎢鈦類兩大類硬質(zhì)合金。 鎢鈷類硬質(zhì)合金:用 YG 表示,如 YG6 代表含鈷量為 6.0%,含碳化鎢為 94%的

13、硬質(zhì)合金,硬度極高而脆,不耐沖擊,主要用于切削加工鋼的刃具和量具。 鎢鈷鈦類硬質(zhì)合金:用 YT 表示,除含碳化鎢和鈷外,還加入碳化鈦以增加韌性。例如 YT15代表含碳化鈦 15%的鎢鈷鈦硬質(zhì)合金,可用于制造模具。 2. 常用電極材料 電極材料必須是導(dǎo)電性良好,損耗小,造型容易,并具有加工穩(wěn)定、效率高、材料來(lái)源豐富、價(jià)格便宜等特點(diǎn)。常用電極材料有紫銅、石墨、黃銅、銅鎢合金和鋼、鑄鐵等。 紫銅電極:它質(zhì)地細(xì)密,加工穩(wěn)定性好,相對(duì)電極損耗較低小,適應(yīng)性廣,尤其適用于制造精密花紋模的電極,其缺點(diǎn)為精車、精磨等機(jī)械加工困難。 石墨電極:特別適用于大脈寬大電流型腔加工中

14、,電極損耗可做到小于 0.5%,抗高溫,變形小,制造容易,重量輕。缺點(diǎn):容易脫落、掉渣,加工表面粗糙度較差,精加工時(shí)易拉弧。 黃銅電極:黃銅電極最適宜中小規(guī)準(zhǔn)情況下加工,穩(wěn)定性好,制造也較容易,但缺點(diǎn)是電極的損耗率較一般電極都大,不容易使被加工件一次成形,所以一般只用在簡(jiǎn)單的模具加工、通孔加工、取斷絲錐等。 鑄鐵電極:目前較少應(yīng)用的一種材料,主要特點(diǎn):制造容易、價(jià)格低廉、材料來(lái)源豐富,放電加工穩(wěn)定性也較好,特別適用于復(fù)合式脈沖電源加工,電極損耗一般達(dá) 20%以下,對(duì)加工冷沖模最適合。 鋼電極:鋼電極在我國(guó)應(yīng)用比較多,它和鑄鐵電極相比,加工穩(wěn)定性差,效率也較低,但它可把電極和沖

15、頭合為一體,只要一次成形,可縮短電極與沖頭的制造工時(shí)。電極損耗與鑄鐵相似,適合“鋼打鋼”冷沖模加工。 銅鎢合金與銀鎢合金電極:由于含鎢量較高,所以在加工中電極損耗小,機(jī)械加工成形也較容易,特別適用于工具鋼、硬質(zhì)合金等模具加工及特殊異形孔、槽的加工。加工穩(wěn)定,在放電加工中是一種性能較好的材料。缺點(diǎn):價(jià)格較貴,尤其是銀鎢合金電極。 3. 熱處理基本知識(shí) 任何金屬材料,無(wú)論是黑色金屬還是有色金屬,一般都可以進(jìn)行熱處理,使金屬材料內(nèi)部金相結(jié)構(gòu)和晶粒粗細(xì)發(fā)生變化,從而獲得所需的機(jī)械性能,例如改變強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等。其中鋼的熱處理用得最為廣泛,鑄鐵次之。常用的熱處理方法有:退火、

16、回火、正火、淬火和調(diào)質(zhì)等。具體應(yīng)用如下述。 3.1 退火 將鋼件加熱到臨界溫度以上 30~50℃(一般加熱到 750~800℃),保溫一段時(shí)間在爐中緩慢冷卻。用于含碳量較高的鑄件和冷軋坯件以及一些硬度較高的合金鋼。其目的是:降低硬度,改善加工性能;增加塑性和韌性;消除內(nèi)應(yīng)力,防止零件加工變形;細(xì)化晶粒,均勻組織,為保證其他熱處理的質(zhì)量做好準(zhǔn)備。 3.2 正火 鋼加熱到臨界溫度以上 30~50℃左右,保溫一段時(shí)間,在空氣中冷卻。正火實(shí)質(zhì)是一種特殊形式的退火,其區(qū)別在于冷卻速度較退火快。用于低碳、中碳及滲碳鋼件。其目的是得到均勻、細(xì)密的結(jié)構(gòu)組織,增加

17、強(qiáng)度與韌性,改善加工性能,為保證其他熱處理的質(zhì)量做好準(zhǔn)備。 3.2 淬火 鋼件加熱到臨界溫度以上 30~50℃,保溫一段時(shí)間,在水、鹽水或油中急速冷卻。用于中等含碳量以上的各種鋼材。其目的是提高中碳鋼的硬度、強(qiáng)度和耐磨性。為提高中碳鋼的機(jī)械性能做好內(nèi)容結(jié)構(gòu)組織的準(zhǔn)備。 3.3 表面淬火 將工件表面迅速加熱到淬火溫度,然后用水或油使其急速冷卻。根據(jù)加熱方式的不同,分為高頻淬火和火焰淬火兩種。用于中等含碳量以上的各種鋼材,其目的是使零件表層獲得高的硬度 和耐磨性,而內(nèi)部仍保持原有的強(qiáng)度和韌性。 3.5 回火 將淬硬鋼件加

18、熱到臨界溫度以下,保溫一段時(shí)間,在空氣或油中冷卻。根據(jù)不同要求,加熱溫度也不同。其目的是消除淬火時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力及由此所產(chǎn)生的脆性,提高零件的塑性和韌性,得到各種要求的機(jī)械性能,穩(wěn)定組織,穩(wěn)定尺寸。 3.6 調(diào)質(zhì) 淬火后再經(jīng)高溫(500~600℃)回火。用于各種中碳鋼的毛坯或粗加工后的制件。其目的是在塑性、韌性和強(qiáng)度方面能獲得較好的綜合機(jī)械性能。 4. 模具方面的知識(shí) 模具是利用壓力變形來(lái)制做到具有一定形狀和尺寸的制品的工具。在各種材料加工行業(yè)中廣泛使用著各種模具。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),汽車、拖拉機(jī)、電器、儀表及計(jì)算機(jī)等工業(yè),有 60~80%的產(chǎn)品是靠模具沖制或

19、壓制而成的。顯而易見(jiàn),模具的制造能力與水平是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。 4.1 沖裁模的分類 沖裁模的形式很多,主要根據(jù)以下三個(gè)特征分類: 1) 按工序的性質(zhì)分類,有沖孔模,落料模、切邊模、切斷模、剖切模、切口模、整修模等。 2) 按工序的組合分類,有單工序模和多工序模。單工序模又稱簡(jiǎn)單模,指在沖床的一次行程中,只完成沖裁中的一個(gè)工序,例如沖孔模,落料模。多工序模又分復(fù)合模和跳步模(又稱連續(xù)模級(jí)進(jìn)模)。 復(fù)合模指在沖床的一次行程內(nèi),在模具的同一位置上完成兩個(gè)以上的沖壓工序。且每個(gè)工序都在同一制件上,如落料沖孔復(fù)合模。 跳步模是按照一定

20、順序,在沖床的一次行程內(nèi),在模具的不同位置上完成兩個(gè)以上的沖壓工序。因此對(duì)制件來(lái)說(shuō),要經(jīng)過(guò)幾個(gè)工步,也就是說(shuō)要經(jīng)過(guò)沖床的幾個(gè)行程才能沖成。例如落料沖孔跳步模,就需經(jīng)沖孔和落料兩次行程。 3) 按模具的結(jié)構(gòu)分類,如按上下模間的導(dǎo)向形式分無(wú)導(dǎo)向(敞開(kāi)式)和有導(dǎo)向(導(dǎo)板、導(dǎo)柱、導(dǎo)筒)沖模。 按擋料或送料形式分類,有固定擋料釘,活動(dòng)擋料銷,導(dǎo)頭和側(cè)刃定距的沖模。 沖裁模的分類如按凸凹模選用材料不同,又可分為硬質(zhì)合金沖模、鋼結(jié)硬質(zhì)合金沖模,鋼皮沖模,橡皮沖模等,還有根據(jù)凹模的厚薄而著稱的薄板沖模等。 4.2 沖壓模的分類 壓彎模: 壓彎是使板料、棒料等產(chǎn)生彎曲變形的一種加工方

21、法。壓彎模的結(jié)構(gòu)與一般沖裁模結(jié)構(gòu)相似,分上模部分和下模部分,它由凸凹模定位、卸件、導(dǎo)向及緊固零件等組成。但是壓彎模有它自己的特點(diǎn),如凸凹模,除一般動(dòng)作外,有時(shí)還需要擺動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等動(dòng)作。設(shè)計(jì)壓彎模時(shí),應(yīng)考慮到制造及修理中能消除回彈的可能性,并能防止壓彎件的偏移,盡量減少壓彎件的拉長(zhǎng),變薄等現(xiàn)象。 引伸模:引伸是將板料沖壓成各種簡(jiǎn)單立體形狀的一種加工方法。引伸模的結(jié)構(gòu)一般比較簡(jiǎn)單,根據(jù)使用的沖床不同,可分為單動(dòng)沖床引伸模和雙動(dòng)沖床引伸模;根據(jù)引伸工序復(fù)合情況,又可分為落料引伸模和落料引伸沖孔模等。 冷擠壓模:冷擠壓是對(duì)金屬制件進(jìn)行少無(wú)切削的壓力加工方法之一。金屬的冷擠壓是指在常溫條件下

22、,將冷態(tài)的金屬毛坯放在冷擠壓模具的模腔中,利用壓力機(jī)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)和壓力作用,使金屬毛坯產(chǎn)生塑性變化,從而獲得所需的形狀尺寸及具有一定機(jī)械性能的擠壓件。 冷擠壓模具按工藝性質(zhì)分類有正擠壓模、反擠壓模、復(fù)合擠壓模、鐓擠復(fù)合模等。 按導(dǎo)向裝置分類,可分為無(wú)導(dǎo)向擠壓模和導(dǎo)向擠壓模。導(dǎo)向擠壓模又可分為導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向冷擠壓模,導(dǎo)板導(dǎo)向冷擠模和導(dǎo)口導(dǎo)向冷擠模等。按生產(chǎn)的性質(zhì)分為專用冷擠模和通用的冷擠模。 成形模:當(dāng)沖裁彎曲、引伸等方法不能滿足制件形狀尺寸要求時(shí),可以采用成形的方法對(duì)制件進(jìn)行加工。所謂成形就是利用各種局部變形(翻邊或起伏、縮口、脹形、矯形和旋壓等)來(lái)改變毛坯形狀、尺寸的一種沖

23、壓方法。 4.3型腔模的分類 型腔模的種類是很多的,按壓制的材料可分為:塑料模、金屬壓鑄模、陶土模、橡膠模、玻璃模及粉末冶金模等。下面以塑料成形為例,簡(jiǎn)單介紹型腔模的情況。 4.3.1 按塑料的成形方法分類 1) 壓膠法(又稱壓制法) :是熱固性塑料的主要成形方法之一。在成形前,根據(jù)壓制工藝條件,需把模具加熱到成形溫度,然后將壓塑粉或預(yù)壓料團(tuán)加入金屬壓膠模內(nèi),使其軟化,并在壓力作用下,使模具閉合,并使塑料流動(dòng)而充滿型腔,同時(shí)發(fā)生物理、化學(xué)變化而固化定形,脫模后得塑件。 壓膠法成形的特點(diǎn): 塑料容易成形,使用較方便。 成形纖維狀塑件時(shí),熱固直壓成

24、形的,纖維不容易碎斷,故塑件強(qiáng)度較高。 無(wú)澆口痕跡,塑件修整容易,外形美觀,但成形纖維狀塑料時(shí),塑件毛邊較厚,塑件修整較為困難。 不能成形外形復(fù)雜、壁厚相差較大的塑件。 塑件尺寸,特別是厚度尺寸不易保證精度。 成形周期長(zhǎng)。 2) 擠膠法(又稱擠塑法、壓塑法):閉模后將塑料放入加斷腔,在壓力和成形溫度的作用下,使塑料變成半熔融狀態(tài),通過(guò)模具的澆注系統(tǒng),以高速擠入型腔,并經(jīng)一定時(shí)間的保壓保溫,塑料完全固化,然后開(kāi)模取出塑件。 擠膠法成形的特點(diǎn): 可成形帶有復(fù)雜且細(xì)薄而需兩端定位金屬嵌件的塑件。 可成形深孔及復(fù)雜形狀的塑件。 塑

25、料在熱與壓力下,通過(guò)模具澆注系統(tǒng),加熱迅速而均勻,保證硬化時(shí)間較短。 塑件尺寸精度容易保證,分型面飛邊薄。 對(duì)流動(dòng)性小于 80mm 的塑料擠膠較為困難。 成形壓力比壓膠法大。 耗用塑料須增加(澆注部分)。 3) 注射法:將粒狀或粉狀塑料在注射機(jī)料筒內(nèi)受熱熔化到流動(dòng)狀態(tài),然后用很高壓力和較差快的速度,通過(guò)一個(gè)狹小的噴嘴和模具的澆注系統(tǒng),充滿整個(gè)型腔,經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的定形,開(kāi)啟模具,即可從模具中取出塑件。 注射成形的特點(diǎn): 成形周期短,容易實(shí)現(xiàn)。 塑件尺寸精度容易保證。 模具通常設(shè)計(jì)成固定式,塑件金屬嵌件較多時(shí),嵌件的安裝就較困難。

26、 4.3.2 塑料模具按成形方式分類 可分為:熱固性塑料壓膠模、熱固性塑料擠膠模、熱固性塑料注射模及熱塑性塑料注射模。 熱固性塑料壓膠模按加工料腔的形式又可分為: (a)敞開(kāi)式壓膠模,即型腔就是加料腔; (b)半封閉式壓膠模,即加料腔的截面; (c)封閉式壓膠模即加料腔本身就是型腔的延續(xù)部分,成形壓力通過(guò)上模完全傳到被壓制的塑料件上。 按結(jié)構(gòu)形式可分為: (a)移動(dòng)式壓膠模, (b)固定式壓膠模。 5. 影響電加工質(zhì)量的因素 影響加工質(zhì)量的原因是多方面的,大致與電極材料的選擇、電極制造、電極裝夾找正、加

27、工規(guī)準(zhǔn)的選擇、操作工藝是否恰當(dāng)?shù)扔嘘P(guān)。要防止產(chǎn)生廢品,應(yīng)注意下列各點(diǎn)。 5.1 正確選擇電極材料 在型腔加工中,石墨是常用的電極材料,但由于石墨的品種很多,不是所有的石墨材料都可作為電加工的電極材料,應(yīng)該使用電加工專用的高強(qiáng)度、高密度、高純度的特種石墨。紫銅電極常用于精密的中、小型型腔加工。在使用鑄造或鍛造制造的紫銅坯料做電極時(shí),材質(zhì)的疏松、夾層或砂眼,會(huì)使電極表面本身有缺陷、粗糙和損耗不均勻,使加工表面不理想。 5.2 制造電極時(shí)正確控制電極的縮放尺寸 制造電極是電火花加工的第一步,根據(jù)圖紙要求,縮放電極尺寸是順利完成加工的關(guān)鍵??s

28、放的尺寸要根據(jù)所決定的放電間隙再加上一定的比例常數(shù)而定。一般寧肯取理論間隙的正差,即電極的標(biāo)稱尺寸要偏“小”一些,也就是“寧小勿大”。若放電間隙留小了,電極做“大”了,使實(shí)際的加工尺寸超差,則造成不可修廢品。如電極略微偏“小”,在尺寸上留有調(diào)整的余地,經(jīng)過(guò)平動(dòng)調(diào)節(jié)或稍加配研,可最終保證圖紙的尺寸要求。 在型孔加工中無(wú)論是制造階梯電極,還是用直接加工電極,由于最終要控制凸凹模具的配合間隙,因此對(duì)電極縮放尺寸的要求是十分嚴(yán)格的,一般應(yīng)控制在0.01mm。 5.3 把好電極裝夾和工件找正的第一關(guān) 在校正完水平與垂直,最后緊固時(shí),往往會(huì)使電極發(fā)生錯(cuò)位、移動(dòng),加工時(shí)造成廢品

29、。因此,緊固后還要不厭其煩地再找正檢查一下,甚至在加工開(kāi)始進(jìn)行了少量進(jìn)給后,還需要停機(jī)再查看一下是否正確無(wú)誤。因?yàn)殡娀鸹庸ら_(kāi)始階段是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié),也是需要操作者最精心的時(shí)候。 由于電極裝夾不緊,在加工中松動(dòng),或找正誤差過(guò)大,是造成廢品的一個(gè)原因。電極或輔助夾具的微小松動(dòng),會(huì)給加工深度帶來(lái)誤差。有時(shí)在多次重復(fù)加工中,加工條件相同,但深度誤差分散性很大,往往也是電極松動(dòng)造成的。加工過(guò)程中夾具發(fā)熱,也會(huì)使電極松動(dòng)。對(duì)于一些小型單電極,只用一個(gè)螺栓與電極連接固定,則更容易發(fā)生松動(dòng),特別是石墨電極采用這種夾固方法 是非常不可靠的。 在進(jìn)行型孔加工中,一般為了減少加工量,都進(jìn)行預(yù)銑或預(yù)

30、鉆。加工留量越小,越有利于提高加工速度,但也會(huì)給找正帶來(lái)困難,造成廢品的潛在危險(xiǎn)也越大,多型孔同時(shí)加工的場(chǎng)合更是如此,由于預(yù)銑、預(yù)鉆孔的尺寸不夠均勻一致,往往多數(shù)孔已經(jīng)找正,而有一二個(gè)孔略偏。如果觀察粗略,就有可能加工后個(gè)別型孔留有“黑皮”而造成廢品。因此在加工初始階段,一定要停機(jī)查核,確實(shí)無(wú)誤后再繼續(xù)加工。 5.4 要正確選用加工規(guī)準(zhǔn),了解脈沖電源的工藝規(guī)律 了解和掌握脈寬、脈間、電流、電壓、極性等一組電規(guī)準(zhǔn)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的電極損耗、加工速度、放電間隙、表面粗糙度以及錐度等工藝效果,是避免產(chǎn)生廢品、達(dá)到加工要求的關(guān)鍵。不控制電極損耗就不能加工出好的型腔,控制不好粗糙度

31、和放電間隙,就不能確定最佳平動(dòng)量,修光型腔側(cè)壁??刂撇粶?zhǔn)放電間隙和粗糙度就加工不出好的型孔。常常有人埋怨電源的電極損耗異乎尋常的大,這往往是由于極性接反了,或者是用高頻、窄脈寬進(jìn)行型腔的粗加工。 5.5 防止由于脈沖電源中電氣元件的影響而造成廢品 脈沖電源在維修中由于更換了元器件,使脈沖參數(shù)發(fā)生改變,也會(huì)使加工達(dá)不到人們預(yù)期的效果?;蛴捎陔娫粗性骷p壞、擊穿,引起拉弧放電,也是造成工件嚴(yán)重破壞的原因。 5.6 注意實(shí)際進(jìn)給深度由于電極損耗引起的誤差 在進(jìn)行尺寸加工時(shí),由于電極長(zhǎng)度相對(duì)損耗會(huì)使加工深度產(chǎn)生誤差。而由于規(guī)準(zhǔn)變化的不同,誤差也會(huì)很不一致,往往使實(shí)

32、際加工深度小于圖紙要求。因此一定要在加工程序中,計(jì)算、補(bǔ)償上電極損耗量,或者在半精加工階段停機(jī)進(jìn)行尺寸復(fù)核,并及時(shí)補(bǔ)償由于電極損耗造成的誤差,然后再轉(zhuǎn)換成最后的精加工。 5.7 正確控制平動(dòng)量 型腔或型孔的側(cè)壁修光要靠平動(dòng),既要達(dá)到一定粗糙度的要求,又要達(dá)到尺寸要求,需要認(rèn)真確定逐級(jí)轉(zhuǎn)換規(guī)準(zhǔn)時(shí)的平動(dòng)量。否則有可能還沒(méi)達(dá)到修光要求,而尺寸已經(jīng)到限,或者已經(jīng)修光但還沒(méi)有達(dá)到尺寸要求。因此,應(yīng)在完成總平動(dòng)量 75%的半精加工段復(fù)核尺寸,之后再繼續(xù)進(jìn)行精加工。 5.8 防止型腔在精加工時(shí)產(chǎn)生波紋和黑斑 在型腔加工的底部及彎角處,易出現(xiàn)細(xì)線或魚(yú)鱗狀凸起,稱為波紋。產(chǎn)生

33、的原因有以下幾方面: 電極損耗的影響:電極材料質(zhì)量差,方向性不對(duì),電參數(shù)選擇不當(dāng),造成粗加工后表面不規(guī)則點(diǎn)狀剝落(石墨電極)和網(wǎng)狀剝落(紫銅電極)。在平動(dòng)側(cè)面修光后反映在型腔表面上就是“波紋”。 沖油和排屑的影響:沖油孔開(kāi)得不合理,“波紋”就嚴(yán)重;另外排屑不良,蝕除物堆積在底部轉(zhuǎn)角處,也助長(zhǎng)了“波紋”的產(chǎn)生。 減少和消除的方法: 采用較好的石墨電極,粗加工開(kāi)始時(shí)用小電流密度,以改善電極表面質(zhì)量。 采用中精加工低損耗的脈沖電源及電參數(shù)。 合理開(kāi)設(shè)沖油孔,采用適當(dāng)抬刀措施。 采用單電極一修正電極工藝,即粗加工后修正電極,再用平動(dòng)精加工修正,或采用多電極工

34、藝。 精加工留在型腔表面的黑斑常常給最后的加工帶來(lái)麻煩。仔細(xì)觀察這部分的表面不平度較周圍其他部分要差。這種黑斑常常是由于在精加工時(shí)脈沖能量小,使積留在間隙中的蝕除物不能及時(shí)排出所致。因此,在最后精加工時(shí)要注意控制主軸進(jìn)行靈敏的“抬刀”,不使炭黑滯留而產(chǎn)生黑斑。 5.8 注意裝夾在一起的大小電極在放電間隙上的差異(此處主要指?jìng)?cè)面間隙) 原則上放電間隙應(yīng)不受電極大小的影響,但在實(shí)際加工中,大電極的加工間隙小,而小電極加工間隙反而偏大,一般認(rèn)為: 大小電極組裝精度可能不一樣,小電極垂直精度不易裝得象大電極那樣高,使其投影面積增大,造成穿孔加工放電間隙擴(kuò)大。

35、小電極在穿孔加工過(guò)程中容易產(chǎn)生側(cè)向振動(dòng),造成放電間隙擴(kuò)大。 由于穿孔進(jìn)給速度受大電極的限制,使小電極二次放電機(jī)會(huì)增多,致使其放電間隙擴(kuò)大。 5.9 防止硬質(zhì)合金產(chǎn)生裂紋 由于硬質(zhì)合金是粉末冶金材料,它的導(dǎo)熱率低。過(guò)大的脈沖能量和長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)的電流作用,都會(huì)使加工表面產(chǎn)生嚴(yán)重的網(wǎng)狀裂紋。因此,為了提高粗加工的速度而采用寬脈寬、大電流加工是不可取的。一般宜采用窄脈寬(50μs 以下)高峰值電流,短促的瞬時(shí)高溫使加工表面熱影響層較淺,避免裂紋發(fā)生。 5.10 防止在型孔加工中產(chǎn)生“放炮” 在加工過(guò)程中產(chǎn)生的氣體,集聚在電極下端或油杯內(nèi)部,當(dāng)氣

36、體受到電火花引燃時(shí),就會(huì)象“放炮”一樣沖破阻力而排出,這時(shí)很容易使電極與凹模錯(cuò)位,影響加工質(zhì)量,甚至報(bào)廢。這種情況在抽油加工時(shí)更易發(fā)生。因此,在使用油杯進(jìn)行型孔加工時(shí),要特別注意排氣,適當(dāng)抬刀或者在油杯頂部周圍開(kāi)出氣槽、排氣孔,以利排出積聚的氣體。 5.11 注意熱變形引起的電極與工件位移 在使用薄型的紫銅電極時(shí),加工中要注意由于電極受熱變形而使加工的型腔產(chǎn)生異常。 另外值得注意的是停機(jī)后,由于人為的因素,使電極與工件發(fā)生位移。在開(kāi)機(jī)時(shí),又沒(méi)注意電極與工件的相對(duì)位置,常常會(huì)使接近加工好的工件報(bào)廢。 5.12 注意主軸剛性和工作液對(duì)放電間隙的影響

37、 電火花加工的蝕除物從間隙排出的過(guò)程中,常常在電極與工件間引起電極與加工面的二次放電。二次放電的結(jié)果使已加工過(guò)的表面再次電蝕,在凹模的上口電極進(jìn)口處,二次放電機(jī)會(huì)就更多一些,這樣就形成了錐度。電火花加工的錐度一般在 4′~ 6′之間。二次放電越多,錐度越大。為了減小錐度,首先要保持主軸頭的穩(wěn)定性,避免電極不必要的反復(fù)提升。調(diào)節(jié)好沖、抽油壓力,選擇好適當(dāng)?shù)碾妳?shù),使主軸伺服處于最佳狀態(tài),既不過(guò)于靈敏,也不遲鈍,都可減少錐度。在加工深孔中為了減少二次放電造成錐度超差,常采用抽油加工或短電極的辦法。 5.13 要密切注視和防止電弧燒傷 加工過(guò)程中局部電蝕物密度過(guò)高,排屑不良,放

38、電通道、放電點(diǎn)不能正常轉(zhuǎn)移,將使工具工件局部放電點(diǎn)溫度升高,產(chǎn)生積炭結(jié)焦,引起惡性循環(huán),使放電點(diǎn)更加固定集中,轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定電弧,使工具工件表面積炭燒傷。 防止辦法是增大脈間及加大沖油,增加抬刀頻率和幅度,改善排屑條件。發(fā)現(xiàn)加工狀態(tài)不穩(wěn)定時(shí)就采取措施,防止轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定電弧。 電極制造工藝 石墨在加工前應(yīng)在油里浸透好,以便在機(jī)械加工時(shí),石墨屑不易飛揚(yáng),清角線和棱角線不易剝落。 石墨和紫銅電極采用一般的機(jī)械加工(車、銑、刨、磨等),最后鉗工修正成形。 紫銅電極還可采用線切割加工。 一般對(duì)于形狀比較簡(jiǎn)單的型腔,多數(shù)采用單電極成形工藝,即采用一個(gè)電極,借助平動(dòng)擴(kuò)大間隙,達(dá)到修光型

39、腔的目的。所謂單電極,可以是獨(dú)塊電極,也可以是鑲拼電極,這由電極加工工藝而定。 對(duì)于大中型及型腔復(fù)雜的模具,可以采用多電極加工,各個(gè)電極可以是獨(dú)塊的,也可以是鑲拼的,視具體情況而定。 使用低損耗電源還可以把型腔的整體加工改為型腔的局部加工。 考慮到經(jīng)濟(jì)效益,在能夠采用機(jī)械加工的地方盡量用機(jī)械加工,對(duì)復(fù)雜型腔,四周清角、底部圓弧及窄槽等無(wú)法用機(jī)械加工的地方,則采用局部加工。此外也可采用整體加工和局部加工相結(jié)合的方法,即先用石墨電板加工出大致的形狀,然后再用紫銅電極進(jìn)行局部加工。上述方法均取得很好的效果。 選擇不同的電極材料,把整體加工分解為局部加工 過(guò)去型腔電加工絕大

40、多數(shù)采用石墨電極,極少采用紫銅電極。那是因?yàn)檫^(guò)去型腔模電火花加工絕大多數(shù)采用整體加工方式,而且那時(shí)雖然也有晶體管和可控硅脈沖電源,但是電極損耗較大,尤其在精規(guī)準(zhǔn)時(shí),損耗可達(dá) 25~30%,不適宜作局部加工。而且大塊石墨容易找到,容易制作,并且份量輕,可磨削,易加工,因而被大量采用。而銅電極,由于大塊紫銅難找,磨削困難,再加上電極損耗后,鉗工修正困難,因此大大限制了紫銅電極的使用。 隨著低損耗電源問(wèn)世以來(lái),型腔電加工工藝也隨之由整體加工逐漸轉(zhuǎn)為局部加工,不再需要大塊電極,因此,紫銅電極應(yīng)運(yùn)而生。局部加工的電極不需要很大,但是幾何形狀較復(fù)雜,尺寸精度要求高,因此,人們采用紫銅作為局部加工的電極。

41、 線切割和電火花加工配套應(yīng)用 中精加工低損耗電源輸出功率較小,生產(chǎn)率略低,加工模具的雙面間隙在 0.1~0.25mm 左右。目前人們還是采用平動(dòng)方法,擴(kuò)大間隙來(lái)達(dá)到修光型腔的目的,但是平動(dòng)方法也有它的不足之處,仿形精度受到一定影響,四周會(huì)產(chǎn)生圓角,底部產(chǎn)生平臺(tái),因此平動(dòng)量不宜太大,一般為 0.1~0.3mm。因而確定了電極的縮放量為 0.1~0.3mm。根據(jù)型腔模具設(shè)計(jì)原則,電極尺寸的縮放按幾何方法計(jì)算,因此在電極設(shè)計(jì)時(shí)只要在技術(shù)要求上寫明電極的縮放量即可。 目前國(guó)內(nèi)的線切割機(jī)床都有間隙補(bǔ)償裝置。線切割機(jī)床可利用間隙補(bǔ)償裝置自行切割電極。 如果采取線切割與電火花加工配合應(yīng)用,可簡(jiǎn)化電

42、極設(shè)計(jì),保證電極質(zhì)量,提高工效,縮短制造周期。 在電火花加工型腔模具工藝中,除了利用低損耗電源擴(kuò)大電加工應(yīng)用范圍及線切割與電加工配合應(yīng)用外,還有許多方法可以提高型腔模的精度,采用 X、Y、Z、U、C 五軸數(shù)控聯(lián)動(dòng)(X 水平方向,Y 水平方向,Z 垂直方向,主軸轉(zhuǎn)動(dòng) U,主軸分度運(yùn)動(dòng) C),采用自動(dòng)交換電極的電火花加工中心,只要事先調(diào)整好電極和編好相應(yīng)的程序,便能自動(dòng)加工復(fù)雜模具。 袂蒂蒅蠆膁蒁薇襖肇蒀蠆蚇羃蒀葿袃罿肆薁螅裊肅蚄羈膃肄莃螄聿肄蒆罿羅肅薈螂袁膂蝕薅膀膁莀螀膆膀薂薃肂腿蚅衿羈膈莄蟻襖膈蕆袇膂膇蕿蝕肈芆蟻裊羄芅莁蚈袀芄蒃袃螆芃蚅蚆膅節(jié)蒞羂肁節(jié)蕆螅羇芁薀羀袃芀螞螃膂荿莂薆肈莈

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