電火花加工工藝

crocodile168

1. 常用工件金屬材料 fficeffice" />

, F: i( e; k; d" r4 S* d

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。

7 ~) A4 ~) {4 i# Z9 u( e* u% \

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。

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）。

( P6 ?& b& L* e( o8 A% g/ p

1.2  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。

, W( Q$ D3 F; G5 \& m: d

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

# ]; v: n' v1 @ ~; S6 V

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。

3 f1 h" b3 Y* N! v

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

( t- w1 {2 g9 m5 Q6 u

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。

" w6 Y" l7 X0 v! L |# F: O

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

. E$ d5 Y. f8 D3 H$ P% | {, y

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。

$ ~& z5 b8 w! }& R1 h

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。 

( R& X: Z5 G o u P6 Y

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。

9 C4 `6 v2 S- l+ S: S! [

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。

: i; w$ M1 c. D& ^. O

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。

1 M4 r# s3 H$ w/ G0 |

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、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

* f$ ]7 ^- 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。

) D: e+ i/ S! y U

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。

* U0 H# x$ j2 X4 R+ G5 l5 Q w" B

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 

2 \& ?+ E1 d. x" a6 U, I! s. N

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. 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(guó)家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。

4.1        沖裁模的分類

% g; Y! i: c$ c

沖裁模的形式很多，主要根據(jù)以下三個(gè)特征分類：

1 L2 f7 R- h, O

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(lái)說(shuō)，要經(jīng)過幾個(gè)工步，也就是說(shuō)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。

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

& v5 Y- M. A E0 U+ C

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(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，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。

% M8 `6 o# t0 P0 Y0 j

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。

6 ^3 B4 H+ q4 n, I/ v

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。

) q9 y+ A- [; c D+ u

4.3.1  按塑料的成形方法分類

& O$ w a4 k$ K3 L$ m6 P) U9 ]; j

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)：

# N2 w5 T h7 b* q

塑料容易成形，使用較方便。

5 _+ E9 l+ F& p) q+ g

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。

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。

8 E9 j1 B: v- c* c7 E+ u1 }

塑件尺寸，特別是厚度尺寸不易保證精度。

成形周期長(zhǎng)。

$ _( Y& r2 @, b6 l; d! c! N

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。

& ?2 s* i4 ]; Q

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。

% e8 ?0 R$ i' U( W8 P, Q6 U

塑件尺寸精度容易保證，分型面飛邊薄。

( K) b4 V, i D, b; @! N6 X

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。

; q' V1 U7 E- K% J

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)：

成形周期短，容易實(shí)現(xiàn)。

+ v/ |$ j# j% f( I& s

塑件尺寸精度容易保證。

0 Q/ E) S8 y- F7 ~) G ?4 t0 z

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。

6 j) c4 R2 X) ]' r( m# n2 l; C5 |8 o

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：

+ R4 P& e+ A/ f; y6 d6 ^) d

（a）敞開式壓膠模，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，成形壓力通過上模完全傳到被壓制的塑料件上。

按結(jié)構(gòu)形式可分為：

v0 V v* ]" O9 Y9 i

（a）移動(dòng)式壓膠模，

（b）固定式壓膠模。

- k% q, h+ A* d+ w% n6 K0 h

 5. 影響電加工質(zhì)量的因素

I9 q2 {3 g$ f5 F( L! p9 P5 u

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)。

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(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)

. }7 X R! P, `0 R7 W$ Q. m

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(wú)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。

1 \0 }) U2 M$ f! M2 T

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(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。

2 P/ A6 C& u4 Z+ ?6 J; S

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(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。

0 b% [! u; [7 Q d8 O- o7 g

5.5        防止由于脈沖電源中電氣元件的影響而造成廢品

' @/ R! W, X6 V: I8 M0 q

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�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。

5.6        注意實(shí)際進(jìn)給深度由于電極損耗引起的誤差

& O, n* `) ^* f( W' v- C4 M

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)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。

/ A8 q9 R0 N$ p Q

5.7        防止型腔在精加工時(shí)產(chǎn)生波紋和黑斑

% i( `# r, S: `

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：

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”。

% b. t j3 }# E6 }: ^

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(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，粗加工開始時(shí)用小電流密度，以改善電極表面質(zhì)量。

9 i+ I3 w; q2 O8 C" R

采用中精加工低損耗的脈沖電源及電參數(shù)。

# Y# ]. e* F/ L! a; D8 J

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。

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 H9 I, N2 H, X7 O

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）

* E+ p) m. O! j3 B; j" J4 V( w2 b2 U

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。

# x7 P% }0 M7 r* l8 k' R& Q6 B0 {

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。

* A" L2 x( B! @3 K( S: A

5.9        防止硬質(zhì)合金產(chǎn)生裂紋

) o: v: t2 y4 B5 {: h) `$ r, C

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(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。

6 J- m3 o' |5 s7 c; F

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。

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。

5.13    要密切注視和防止電弧燒傷

9 J. T: I a0 L$ ?6 y) B$ S0 P# p+ s }8 d

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。

" T" e( b7 W% {" S4 X) T

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

) v# G( E# I | c# G* G9 y

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。

: b% m1 D: U8 I ?0 Y

.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。

1 m T2 o" N6 R' o

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。

7 m4 R0 y0 r: h7 H& u! ^. y

選擇不同的電極材料，把整體加工分解為局部加工

" k1 r' c: g( V$ h: t* \

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(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。

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!

dhtgkhi@126.com

挺讓人佩服的
" h& c, ]* k) G2 G有這么多字可以看
0 b& w5 M- e1 n% }% o/ t

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
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｀｀｀