電火花加工工藝

crocodile168

1. 常用工件金屬材料 fficeffice" />

1.1  鋼的名稱,、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。

{5 k n8 e% | J0 r

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)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,。

* X4 V1 _2 E8 ~# N0 X# k" V. O

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,。

+ K+ V% n I3 _2 I% S+ I

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）,。

% V) V8 a& q& W6 M# [- J! | K& c

1.2  鑄鐵的名稱,、牌號(hào)及用途

: r5 o6 f* ~; C

灰口鑄鐵：牌號(hào)中以灰、鐵二字的漢語拼音第一字母為首,，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。

~; r w' E+ ?' T

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。

: X/ I9 ~6 A2 y) L4 u0 t

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

7 D' ], J1 z' m N3 M; n

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。 

1 L, S$ P5 O9 ^

石墨電極：特別適用于大脈寬大電流型腔加工中,，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,。

/ k/ X7 D4 }' N# ~' c2 g

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,。

) o3 \' m0 F; @0 A- }$ [/ v

鋼電極：鋼電極在我國應(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,、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,。

9 Y9 a( a: p' F& i2 ]1 A

3.2  正火

" \. h& N, w: o" }; b' U

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,。

4 p1 s) O- m2 j! I

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。

1 D5 ]2 N: W9 \1 M3 G+ I

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 

1 T: g3 @8 F$ @8 ?6 t( U

將淬硬鋼件加熱到臨界溫度以下,，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 `2 j; |) p+ O' A; P

4. 模具方面的知識(shí)

# w. C: _: g( V/ ?

模具是利用壓力變形來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)品是靠模具沖制或壓制而成的,。顯而易見，模具的制造能力與水平是衡量一個(gè)國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一,。

: A, L$ M) p+ e9 w( n0 l

4.1        沖裁模的分類

' ?1 `3 B8 c7 {

沖裁模的形式很多,，主要根據(jù)以下三個(gè)特征分類：

$ J, Q C4 Q. Z' W

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)制件來說,，要經(jīng)過幾個(gè)工步，也就是說要經(jīng)過沖床的幾個(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。

! u0 d: C) x1 r: n6 A

3)  按模具的結(jié)構(gòu)分類,，如按上下模間的導(dǎo)向形式分無導(dǎo)向（敞開式）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,。

p, h7 E- y5 _' V7 E* p

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,，變薄等現(xiàn)象。

' ]8 U0 @9 P) b) q& q

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,，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,。

% G% P$ w2 i5 u+ x% G6 G

按導(dǎo)向裝置分類,，可分為無導(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）來改變毛坯形狀,、尺寸的一種沖壓方法,。

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

s& P- J1 A( T4 V |

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),，熱固直壓成形的,，纖維不容易碎斷，故塑件強(qiáng)度較高。

, o! G9 u; C! `1 ?/ N

無澆口痕跡,，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,。

) r( O" l& Q7 K; [- Q

塑件尺寸，特別是厚度尺寸不易保證精度,。

, R" j! P7 |4 V% C: e A

成形周期長,。

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,，然后開模取出塑件,。

擠膠法成形的特點(diǎn)：

* n+ X* w7 `7 l# `1 b

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,。

塑料在熱與壓力下,，通過模具澆注系統(tǒng)，加熱迅速而均勻,，保證硬化時(shí)間較短,。

+ F) N* H, U2 z6 c* R8 S& ~

塑件尺寸精度容易保證，分型面飛邊薄,。

_6 B# j+ i- Y3 m

對(duì)流動(dòng)性小于 80mm 的塑料擠膠較為困難,。

" I/ i, k6 U( u# w% ]

成形壓力比壓膠法大。

耗用塑料須增加（澆注部分）,。

9 b# N. ~* y% m o6 v9 m7 q: ~

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)過一定時(shí)間的定形，開啟模具,，即可從模具中取出塑件,。 注射成形的特點(diǎn)：

% ]' ^6 g: A0 \1 G( S) T5 y; q- ~

成形周期短,，容易實(shí)現(xiàn)。

3 z/ Z9 ~( d, J9 z. d/ F

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,。

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,。

2 p+ `8 z$ E& F& K' ^! W( D4 @$ N

熱固性塑料壓膠模按加工料腔的形式又可分為：

* N0 o$ K: S" y7 r( m: O+ v: B; b6 t

（a）敞開式壓膠模，即型腔就是加料腔,；

' E* i2 G) n, p @/ g1 o7 A

（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,，成形壓力通過上模完全傳到被壓制的塑料件上,。

7 |; L4 `* Q5 \. b" h8 f

按結(jié)構(gòu)形式可分為：

b1 o$ C+ Y, r1 h0 h

（a）移動(dòng)式壓膠模，

a, ^6 V2 U# u- S

（b）固定式壓膠模,。

 5. 影響電加工質(zhì)量的因素

, C; f* |8 g- r) ~4 Y! D7 c1 E

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)。

+ l" A b! X( ^9 [( o# f( u

5.1        正確選擇電極材料

" c% U0 K) }, ^' E" c

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,。縮放的尺寸要根據(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,。

6 D% D; W F. O, k; Q2 M ~% E

5.3        把好電極裝夾和工件找正的第一關(guān)

; i# T+ {" d7 M% F

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,。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誤,。因?yàn)殡娀鸹�加工開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)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,。或由于電源中元器件損壞、擊穿,，引起拉弧放電，也是造成工件嚴(yán)重破壞的原因,。

" B! S7 f+ b: x; }( z

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)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

% B! e; ]: K. m

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,。

5.7        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)線或魚鱗狀凸起，稱為波紋,。產(chǎn)生的原因有以下幾方面：

1 b! g# s& D. _. F

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”,。

1 z; m! I* u- @. u g% C

沖油和排屑的影響：沖油孔開得不合理，“波紋”就嚴(yán)重,；另外排屑不良,，蝕除物堆積在底部轉(zhuǎn)角處，也助長了“波紋”的產(chǎn)生,。 減少和消除的方法：

]5 ]0 a+ [ P4 L' _

采用較好的石墨電極,，粗加工開始時(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,，或采用多電極工藝。

; A* C! A$ O: h

精加工留在型腔表面的黑斑常常給最后的加工帶來麻煩,。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。

小電極在穿孔加工過程中容易產(chǎn)生側(cè)向振動(dòng),，造成放電間隙擴(kuò)大,。

. L7 j6 A- l0 T8 J& m& b: Z R

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,。

# N% ~: r7 R* W! C1 W. k

5.9        防止硬質(zhì)合金產(chǎn)生裂紋

2 k' [) E* u Z* z* S5 Z

由于硬質(zhì)合金是粉末冶金材料,，它的導(dǎo)熱率低。過大的脈沖能量和長時(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”

) _0 `2 P, h8 P; j- [

在加工過程中產(chǎn)生的氣體，集聚在電極下端或油杯內(nèi)部,，當(dāng)氣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

0 b! \- j; @' k# n) g j

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。

9 n8 b) i: K L9 l9 Q) l

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。在開機(jī)時(shí),，又沒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。

- {9 J5 l7 D8 k; E$ T$ \* n2 [. o

5.12    注意主軸剛性和工作液對(duì)放電間隙的影響

電火花加工的蝕除物從間隙排出的過程中,，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,。

4 B5 V/ g: n. w S- v

5.13    要密切注視和防止電弧燒傷

% u2 }! `) j$ U

加工過程中局部電蝕物密度過高，排屑不良,，放電通道,、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。

' |/ i9 q; y4 H$ ]0 f

 

5 i9 R4 b4 I3 P/ S* p- W5 m

電極制造工藝

7 @& E% O# A- W

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。

0 V' i7 {. p. n9 |& _

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。

" h5 O" B* i- z5 Q

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,。

. {% `; F9 H7 [1 r9 b

選擇不同的電極材料,，把整體加工分解為局部加工

過去型腔電加工絕大多數(shù)采用石墨電極，極少采用紫銅電極,。那是因?yàn)檫^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。 隨著低損耗電源問世以來,，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,。

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,。

- n5 c9 C3 r8 E9 Q

如果采取線切割與電火花加工配合應(yīng)用,，可簡(jiǎn)化電極設(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,。

simon

謝謝！

weed

佩服佩服,小花這廂有禮了!

[email protected]

挺讓人佩服的
' ~0 @! `1 W# H  S有這么多字可以看
: j" Q2 F, @; J* j$ s

wanglinyou

怎么主題和內(nèi)容不一樣

qustjiziyi

感謝樓主提供,！

di491067

非常感謝

小站

樓主辛苦了

齒輪家族

以前沒接觸過電火花,現(xiàn)在有了些了解了,謝謝樓主.

zhengliming

真是很謝謝上面的樓主,，我都好久沒有看這些了
7 x4 u& }' L; p  \, I有些確實(shí)忘記了，以前在學(xué)校的時(shí)候看的了｀呵｀｀今天能在這上面看到,，真是非常感謝｀｀｀