電火花加工精度改的善措施

電火花加工精度的改善措施機制112胡向杰侯維Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.1摘要:本篇要點是，電火花加工的精度，通過對電極的優(yōu)化設(shè)計制作、工件定位的精度保證、工件的定位加工三個方面去改善。從這三方面的改善措施詳細討論了，如何降低和消除電極加工精度誤差、電火花加工機的幾何精度誤差、工件電極的校正精度誤差、定位精度誤差等，對電火花加工精度的影響，提高電火花加工精度。并使工藝流程化，為公司帶來的直接應(yīng)用效益。關(guān)鍵詞：加工精度定位加工應(yīng)用效益Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.2引言隨著現(xiàn)代工業(yè)的深入發(fā)展，越來越精密化的市場需求，對企業(yè)也提出了更高的加工精度要求，使高精密模具制造能力成為企業(yè)的核心競爭力。公司原±0.005mm的電火花加工精度，已不能滿足松下、住友、高野精密、技研新陽等越來越多客戶，提出的模具工件電火花加工尺寸±0.002mm、清角加工R0.02mm以下高精度要求。只有滿足客戶的高精度加工要求，公司才可能實現(xiàn)高精密模具從國外進口到國內(nèi)制造，降低模具制造成本，提升企業(yè)競爭力。如何提高電火花加工精度,已成為公司刻不容緩的攻關(guān)課題!本文從實驗性加工、工件的實際制作到流程的改善方面，總結(jié)出提高電火花加工精度直接相關(guān)的三大方面：電極的優(yōu)化設(shè)計制作、工件定位的精度保證、工件的定位加工和加工中的測量確認。從這三方面詳細論述了如何提高電火花加工精度、工藝流程化，為公司帶來的直接應(yīng)用效益。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.31.現(xiàn)狀分析1.1加工機及加工環(huán)境分析公司現(xiàn)狀使用的數(shù)控機床均為日本高速高精度加工機,其機床相關(guān)信息如下表2-1、圖2-1所示:表2-1.機床相關(guān)信息

Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.4主要加工機圖片Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.51.1加工及加工環(huán)境我們主要利用上述幾款機床進行模具相關(guān)工件的加工,用Nikon高度儀、Mitutoyo千分尺、Nikon二次元等測量儀器檢驗加工精度。對于機床工作環(huán)境，集中在22±1℃的無塵恒溫車間。也就是說工作環(huán)境是滿足機床穩(wěn)定加工的基本要求。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.61.2原加工方法分析電火花加工的兩個大的方面分別是：電極的制作，電火花加工實施。其中電火花加工實施部分如下圖2-2所示：OKNG工件調(diào)水平，基準球分中電極調(diào)水平、基準球分中電火花加工測量確認電火花加工完成Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.71.2原加工方法分析此種方法繁瑣、效率低下，加工精度不能完全人為控制，高精度要求時加工失敗率高。據(jù)改善前公司年度TQC發(fā)表時的不完全統(tǒng)計，電火花加工精度達到±0.003mm精度要求的成功率為35%、達到±0.002mm精度要求的成功率幾乎為0。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.81.3電火花加工達不到高精度要求的綜合分析要了解電火花加工精度，我們先要對以下幾個概念有初步的了解。

定位精度：是指工件或刀具等實際位置與標準位置(理論位置、理想位置)之間的差距，其不一致量即為定位誤差。差距越小，說明精度越高。是工件加工精度得以保證的前提。

校正精度：是指工件或電極的校正偏差。定位不準確誤差:工件在夾具中的正確位置是由夾具上的定位元件來確定的。電火花加工中，由于基準球尺寸本身有誤差，由此求得的相對位置也存在偏差。機床的幾何誤差：工件的加工精度很大程度上取決于機床的精度。包括機床的制造誤差、安裝誤差、和磨損引起的誤差。在加工過程中這些誤差會直接反映到工件上去，影響加工精度。通常的理解是，使用機床進行加工,加工精度無法超越機床本身精度。工藝系統(tǒng)的幾何誤差是指機床、夾具、刀具和工件的原始誤差。這些誤差在加工中會或多或少地反映到了工件上去，造成加工誤差。由此，我們歸納出影響電火花加工精度的因素，包括電極的加工精度、電火花加工機的幾何精度、工件電極的校正精度、定位精度等。也可以理解為，電火花加工精度是以上多種精度影響的復(fù)合反映。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.91.4工件的定位加工對于提高電火花加工精度的分析如此之多的因素交錯混雜，要想保證電火花加工精度，我們需要得到的是一種可以規(guī)避或者減小誤差的加工流程，在流程可靠性保證的前提下可人為操作提高電火花加工精度。經(jīng)過不斷的交流學習和進行實驗性加工對比，我們總結(jié)出，只有采用增加裝夾輔助裝置將工件定位加工和進行加工中的測量確認，在保證工件定位精度的前提下，利用機床本身的精度和最小驅(qū)動單元值進行微量位移加工，才可滿足我們的高精度加工要求。于是我們對定位進行了改善，改善前后的定位、Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.10加工方法對比如下圖Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.11加工方法對比改善前:工件直接在磁臺上定位,加工完成后再拆下測量確認。改善后：細小工件增加裝夾輔助裝置，通過采用日本制JAM牌超微精密平口鉗裝夾后，在磁臺上的定位塊定位；一般大小工件直接用磁臺上的定位塊定位，加工完成后拆下來測量。改善后只需要根據(jù)工件測量數(shù)據(jù)進行加工參數(shù)調(diào)整和微量位移，就可達到高精度的加工要求，規(guī)避或者減少校正、分中誤差，加工成功率高。對于沙迪克的AQ35L機型，工件定位加工有效地保證了工件在同一位置實現(xiàn)微量偏移修正加工，同時將機床的幾何誤差、校正不準確誤差、定位不準確誤差等不利影響降至最低。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.12改善后的加工流程如下圖

流程改善的前提條件是,對電火花加工的工件增加裝夾輔助裝置進行定位,固定在電火花加工機工作臺的同一位置。如此在“加工—測量—加工”這一環(huán)節(jié)上,工件和電極均不需要重新校水平和分中，直接將工件歸于工作臺上的定位位置即可。也就是說，將工件和電極的多次校正、分中工作，直接轉(zhuǎn)換為單一的工件在工作臺上的定位安裝。OKNG工件定位準備電火花加工測量確認電火花加工完成工件定位，加工條件調(diào)整工件調(diào)水平、分中電極調(diào)水平、分中Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.132.工件的定位加工Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.14Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.152.1工件定位加工的精度保證一怎樣才能做到工件在工作臺上的定位？對此，我們延用了以往的定位塊，只是在定位塊的制作方面作了更進一步的改善。相關(guān)說明：(1).定位塊一全周倒C角：減免定位塊加工中表面殘渣的吸附，影響工件定位時定位精度；(2).定位塊一四面切槽：減少大面積研磨加工時的平面變形，保證定位塊研磨加工的平面度。且加工中定位塊可減少與磁性工作臺、工件的大面積接觸，保證定位精度。定位塊的平面度和垂直度應(yīng)保證在0.002mm以內(nèi)；(3).定位塊二的R角接觸：避免定位塊利角與工件的接觸磨損、面接觸，影響工件定位精度。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.162.2工件定位加工的精度保證二加工精度要求±0.002mm的小工件,其長寬高為2.600mm*0.800mm*14.520mm，工件定位精度該如何保證？對此,我們擬用了測量方法中的變薄為厚法增加裝夾輔助裝置,即用日本制JAM牌超微精密小型平口鉗裝夾定位工件。如此,即實現(xiàn)了小工件的定位安裝。加工、測量確認時,使工件和日本制JAM牌超微精密小型平口鉗作為一個整體移動。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.172.3工件定位加工的精度保證三在工件定位精度保證的基礎(chǔ)上，電極的加工精度又該如何保證？以往的加工中，每個電極都要進行校表分中，而分中的數(shù)值通常會有0.002—0.003mm的中心偏差，想要加工出我們想要的精度，幾乎不可能。為此我們采用了粗公﹑中公﹑多個精公電極同時作為一個整體設(shè)計、加工應(yīng)用，實現(xiàn)電極的一次性分中，工件的同一位置多個電極直接位移加工。減少因電極的多次分中，造成的分中偏差。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.183.工件定位加工的應(yīng)用效益分析以上三個方面，有效保證了圖2-2中加工流程的實施，以及加工中的精度確認和微量位移修正加工，實現(xiàn)了電火花加工部位±0.002mm公差值的高精度加工要求。通過對該工件的加工嘗試，有效的完善了原有的電火花加工流程，提高了高精度工件加工成功率和常規(guī)工件的加工效率。其效益展示如下圖表所示:Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.19表4-1.±0.002mm公差要求的工件加工改善前后對比

從上表中的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以看出，以上兩種工件，加工失敗大大降低，使高精度要求的小工件加工成為可能，且可進行批量生產(chǎn)，滿足客戶要求。

Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.20表4-2.±0.003mm公差要求的工件加工改善前后對比

由于增加了工件加工中的裝夾輔助裝置，加工工藝得到改善，加工成功率大大提高。在加工精度保證的基礎(chǔ)上，穩(wěn)步提升了電火花加工效率。Evaluationonly.CreatedwithAspose.Slidesfor.NET3.5ClientPro.Copyright2004-2011AsposePtyLtd.21電火花加工工藝改善后，電火花定位加工在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用，其應(yīng)用效益是可觀的。以下是公司2009年1月到09年8月的精密模具生產(chǎn)額統(tǒng)計：

上述圖表可以很明顯的看到，