電火花加工工藝與編程

4.2電火花加工工藝與編程4.2.1電極的設(shè)計(jì)與制造1、型孔電極的設(shè)計(jì)與制造模具型孔的尺寸精度是由電極來保證的。⑴型孔的電火花加工方法如圖4－2，L2=L1＋2δδ－放電間隙主要取決于電參數(shù)和機(jī)床的精度。模具型孔的加工方法：①凸模修配法；②直接配合法；③混合法。

⑵電極材料于結(jié)構(gòu)形式電極材料種類和性能如表4－1：電極的結(jié)構(gòu)形式有三種：①整體式；②組合式；③鑲拼式⑶電極尺寸與技術(shù)要求①尺寸精度≥IT7級(jí)，公差一般為型孔的1/2,按入體原則標(biāo)注;②各表面平行度要求為0.01mm/100mm;③表面粗糙度＜1.25μm，一般去型孔的粗糙度為好；由于凸、凹模尺寸公差的標(biāo)注往往只有一個(gè)，另一個(gè)是配作，電極截面尺寸有兩種情況：①按凹模尺寸公差設(shè)計(jì)電極尺寸電極截面尺寸由凹模尺寸與放電間隙求出。單面放電間隙一般取末擋精規(guī)準(zhǔn)時(shí)的放電間隙。（0.01-0.03）②按凸模尺寸公差確定電極尺寸根據(jù)沖裁間隙Z的不同會(huì)有三種情況：a.當(dāng)Z=2δ時(shí)，凸模與電極的橫截面尺寸相同。b.當(dāng)Z＞2δ時(shí)，電極輪廓按凸模每邊外偏1/2(Z-2δ)。c.當(dāng)Z＜2δ時(shí)，電極輪廓按凸模每邊內(nèi)偏1/2(Z-2δ)。③電極的長(zhǎng)度取決于凹模的有效深度、孔的復(fù)雜程度、電極材料以及裝夾的方法和制造工藝等原因。（如圖）電極長(zhǎng)度的計(jì)算公式：

其中：H2:一般為10－20mmn－電極使用的次數(shù)；K－經(jīng)驗(yàn)系數(shù)：紫銅2-2.5,黃銅3-3.5,石墨1.7-2,鑄鐵2.5-3鋼3-3.5,電極材料損耗少孔型簡(jiǎn)單無尖角時(shí),K取較小值.在加工硬質(zhì)合金時(shí),電極的損耗較大,還要加長(zhǎng),但是一般情況下,電極總長(zhǎng)不要超過120mm.一般來講,電極的制造精度要高于型孔的精度,粗糙度也要比型孔要求低一級(jí),直線度、平行度在100mm內(nèi)不大于0.01mm④另一種加工方法也可以將電極做成階梯型分別進(jìn)行粗、精加工。L2=（1.5-2）Ha=0.08-0.15mm②多電極更換法一般用于精密型腔的加工，就是采用多個(gè)電極依次更換但采用不同的電規(guī)準(zhǔn)加工同一個(gè)型腔的方法，這樣就要求電極制造的一致性和精度要高，裝夾定位的精度要高。③分解電極加工法是前兩種的綜合應(yīng)用，先用主電極加工，再用副電極加工清角、清棱或窄縫等內(nèi)加工部分。⑵型腔電極的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：選擇電極材料、確定結(jié)構(gòu)形式和尺寸。常用的電極材料：石墨、紫銅?！羰?加工容易，密度小，重量輕，但力學(xué)強(qiáng)度較差，當(dāng)寬脈沖大電流加工時(shí)容易起弧燒傷?！糇香~：組織致密，韌性強(qiáng)，主要用于加工形狀復(fù)雜，輪廓清晰，精度要求和表面粗糙度要求較高的型腔，但切削性能差，重量大、價(jià)格比較昂貴，不適用做大中型電極?！翥~鎢合金和銀鎢合金是較理想的型腔電極材料，但價(jià)格太貴，只有在特殊情況下使用。其它的損耗大，速度慢，一般不適合加工型腔。型腔電極的結(jié)構(gòu)形式同樣分為：整體式、鑲拼式和組合式。由于型腔加工的特殊性（盲孔，排氣、排屑效果差），一般應(yīng)考慮在電極上設(shè)置排氣孔和沖油孔來改善加工條件，排氣孔要設(shè)置在蝕除面積較大和電極端部有凹入的部位；沖油孔應(yīng)設(shè)置在難于排屑的部位。孔的直徑為平動(dòng)頭偏移量的1/2以下，一般為1-2mm?？傊?，以不產(chǎn)生氣體和電蝕物積存為原則。（如圖4-8,-9）型腔電極的尺寸與型腔的大小、加工方式、放電間隙、電極的損耗有關(guān)。一般分為水平尺寸和垂直尺寸。當(dāng)采用平動(dòng)加工方法時(shí)，電極尺寸的計(jì)算為：◆水平尺寸：a=A±kbb=δ＋Hmax－h(huán)maxa－電極水平方向尺寸；A－型腔的基本尺寸；k－與型腔尺寸標(biāo)注有關(guān)的系數(shù)；b－電極單邊縮放量；δ－粗規(guī)準(zhǔn)時(shí)單邊放電間隙；Hmax、hmax－粗精規(guī)準(zhǔn)加工時(shí)表面微觀不平度最大值。Tu4-10式中‘＋’和‘－’以及k的確定原則：型腔為凸出部分電極為凹進(jìn)部分的尺寸應(yīng)放大，取‘＋’號(hào)，相反，取‘－’號(hào)。對(duì)于k值：當(dāng)型腔尺寸兩端以加工面為尺寸界線時(shí)，如果蝕除方向相反，取k＝2，（尺寸a1）；如蝕除方向相同，取k＝1，（尺寸e）；如圖樣上型腔中心線之間的位置尺寸及角度和電極上相對(duì)應(yīng)的尺寸不縮不放時(shí)，取k＝0（如：R1，R2）。（如圖）◆垂直尺寸：電極在垂直方向的有效工作尺寸：式中：H1’－型腔的垂直尺寸；C1－粗規(guī)準(zhǔn)加工時(shí)電極端面的相對(duì)損耗率，一般＜1％，C1H1’只適用于未進(jìn)行預(yù)加工的型腔；C2－中、精規(guī)準(zhǔn)加工時(shí)端面總的進(jìn)給量，一般為0.4~0.5mm；δj－最后一擋精規(guī)準(zhǔn)加工時(shí)端面的放電間隙，有時(shí)可忽略不計(jì)。所以電極的總高度：H＝H1+H2H2－電極固定板與模具之間的距離，一般為5－10mm左右。⑶型腔電極的制造①石墨電極的制造以機(jī)械加工方法為主，對(duì)于鑲拼結(jié)構(gòu)一定要注意：每一個(gè)拼塊材料相同，纖維組織的方向一致，否則電極損耗不均勻。②紫銅電極一般是機(jī)械加工配合鉗工的修研，對(duì)于特別復(fù)雜的型腔電極也可采用電鑄的方法，以減少鉗工量。⑷工件的準(zhǔn)備①工件的預(yù)加工一般在電火花加工前，都用機(jī)械加工的方法去除大部分余量，留下均勻的電火花蝕除量。（單邊0.25-1mm）對(duì)于直接電火花加工的工件必須給出定位和找正的基準(zhǔn)線和面。②熱處理根據(jù)性能和尺寸要求，可以按排在電火花加工前、后。③除銹、去磁在電火花加工前，必須進(jìn)行除銹和去磁，以免吸附鐵屑，產(chǎn)生電弧而燒傷，影響加工質(zhì)量。如下表：常用工件預(yù)加工的準(zhǔn)備工序4.2.2電火花加工的電規(guī)準(zhǔn)及其選擇在電火花加工中，電參數(shù)（電壓、電流、脈沖寬度、脈沖間歇等）的最佳配合，稱為電規(guī)準(zhǔn)。電規(guī)準(zhǔn)一般在機(jī)床的說明書中可查出，也有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累。電規(guī)準(zhǔn)一般分為粗、中、精三種，每一種電規(guī)準(zhǔn)又分為幾擋，可根據(jù)加工工藝要求選擇和轉(zhuǎn)換。一般粗規(guī)準(zhǔn)分為二擋，粗規(guī)準(zhǔn)的工藝特點(diǎn)：生產(chǎn)率高，輸出功率最大，蝕除量＞50mm3/min，粗糙度Ra≥25μm，加工速度快，電極損耗小，加工的孔會(huì)有一定的斜度。精規(guī)準(zhǔn)的工藝特點(diǎn)：加工穩(wěn)定，速度較慢，蝕除量較小，擋數(shù)比較多，粗糙度Ra可達(dá)1.6-0.4μm，是滿足零件最后指標(biāo)加工工步.4.2.3工作液的選擇是具有一定絕緣性能的液體介質(zhì)。工作液的作用：形成火花擊穿的放電通道，并在放電結(jié)束后迅速恢復(fù)間隙的絕緣狀態(tài)；對(duì)放電通道產(chǎn)生壓縮作用；幫助電蝕物的拋出與排除；冷卻電極和工件。目前，主要采用油類工作液：粗加工時(shí)選擇介電性能好，黏度大的機(jī)油；精加工時(shí)放電間隙小，排屑困難一般選用黏度小、流動(dòng)性好