電火花是(shì)一種加(jiā)工工藝,主要是利(lì)用具有特定幾何(hé)形狀的放電電極(EDM 電極)在金屬(導電)部件(jiàn)上燒灼(zhuó)出(chū)電(diàn)極的幾(jǐ)何形狀。電火花加工工藝常用(yòng)於注射模、鍛(duàn)模、衝裁模(mó)和壓鑄(zhù)模等的生(shēng)產。
1.電(diàn)火花加工特點
(1)電火花屬於不接觸加工 工具電極和工件(jiàn)之間並不直接接(jiē)觸,而是有一個(gè)火花放(fàng)電間隙0.2~ 0.lmm,間隙中充滿(mǎn)工作液。
(2)加(jiā)工(gōng)過程中沒有宏觀切削力(lì)火花放電時,局部、瞬時爆炸力的平均值很小(xiǎo),不足以引起工件的變形和位移。
(3)可以“以柔克剛” 由於電火花加工直接利用電(diàn)能和熱能來去除金屬材料,與工件材料的強度和(hé)硬度等關係(xì)不大,因此可(kě)以用軟的工具電極加工硬的(de)工件,實現“以柔克剛” 。
(4)可以加工任何難加工(gōng)的金屬材料和導電材料由於加工中材料的去除是靠放電(diàn)時的電、熱作用實現的,材料的可加工性主要取決於材料的導電性及熱學(xué)特性,如(rú)熔點、沸點、比熱容、導熱係數、電阻率(lǜ)等,而幾乎與其力學性能(硬度、強度等)無關(guān)。這樣可以突破(pò)傳統切削(xuē)加(jiā)工對刀具的限製,可以(yǐ)實現用軟的工(gōng)具(jù)加工硬、韌的(de)工件甚至可以加工聚晶金剛石、立方氮化硼一類的超硬(yìng)材料(liào)。目(mù)前電極材料多采用紫銅(tóng)或石墨,因此工具電極較容易(yì)加工(gōng)。
(5)可以加工形狀複雜的表麵由於(yú)可(kě)以簡單(dān)地將工具電極的形狀複製到工件上,因此特別適用於複雜表麵形狀工(gōng)件的加工,如複雜(zá)型腔(qiāng)模具加工等。特別是數控技術的采用,使得(dé)用簡單的電極加工(gōng)複雜(zá)形狀零件成為現實。
(6)可以加工特殊要求的零件可(kě)以加工薄壁、彈性、低(dī)剛度、微~m/b4L、異形/b4L、深小孔等有特(tè)殊要求的零件。由於加(jiā)工中工具電極和工件不直接(jiē)接觸,沒有(yǒu)機械加工的切削力,因此適宜加工低剛度工件及微細加工。
2.電(diàn)火花加工實(shí)例
如圖1所示為轉子精密壓鑄模定模芯,其毛坯尺寸為 100 mm×45mm,中間錐孔最(zuì)大直徑為6ram,最小直徑(jìng)為1.8ram,清角處最大槽深為(wéi)30mm,整體加工高度為40ram。由於該工件與(yǔ)約700℃鋁液接觸, 為增加其表麵抗腐蝕能力及紅硬性, 在粗加工完成後需進行淬火處理,其硬(yìng)度高達50HRC,在淬火後使用普通的機加工方法無法完成高硬度工件的精加工,因此必須通過電火花加工來完成其精加工(gōng)。考慮到電加工時間及其生產效率,在粗加工時錐孔使用(yòng)錐度鑽(zuàn)頭分段加工(gōng),最大(dà)精加(jiā)工餘量(liàng)小於0.5ram,正麵清角處使用(yòng)D8平刀在加工中心上進行數控加工。
由於錐孔側深度不一,必須使用兩種類型電極,而
且如果使用(yòng)單(dān)個電極一個(gè)一個地打電火花(huā),則加工時間長,同時操作工校基準需8次,不僅增大了工人(rén)的工作量,而且還增加了(le)工件的製造(zào)成本,因(yīn)此需製作如圖2所示(shì)的工裝來進行(háng)整體電火花加工,加工前將已車(chē)好的錐度電極3、4通過(guò)內六角(jiǎo)螺釘4固(gù)定於基座1上,檢查電(diàn)極3、4的高度差,並將螺釘緊固到位。考慮到工件成形表麵的粗糙(cāo)度與(yǔ)加工(gōng)周期,工(gōng)件(jiàn)分粗加工、半(bàn)精加工與精(jīng)加工三道工序,其火花放電間(jiān)隙分別為0.20ram、0.10mm與0.01mm 。
如圖2所(suǒ)示, 電極6的外形(xíng)尺寸(cùn)中等,形狀較為複雜,在(zài)電極中為(wéi)較普遍的模型,整個模(mó)型采用proeWildfire2.0進行數控加工。由於(yú)存在台階與複(fù)雜圓角,其CAM的加工策略為:先粗加工整體(tǐ)外形,再精加工成形曲麵及下端相(xiàng)連曲麵,最後精工中間(jiān)沉(chén)槽的方式。電極6加工好後就采用同電極3、4的放電方法進行電火花加工(gōng)。
(1)整體(tǐ)粗加工使用D16(R1)塗(tú)層(céng)鑲片銑刀,采用螺旋加工方式,切深(shēn)0.35ram, 步距8mm,輪廓餘(yú)量0.35mm,部餘量0.35ram,加工方式ROUGH_ ONLY,安全(quán)高度5mm,主軸轉速2 500r/min,進給速度800mm/min。使(shǐ)用屏幕演示功能,加工刀具軌跡如圖3所示。同時,對(duì)加工進(jìn)行仿真模(mó)擬檢查和過
切檢查。電極3的粗加工餘量都被去除了,符合工藝的要求。按完成(chéng)序列退出。程(chéng)序(xù)計算的時間為10s,加工時間為(wéi)0.3h。
(2)精加工一精加工選用(yòng)D12(R6)球頭銑刀,采(cǎi)用曲麵(miàn)銑削的加工方式,步距0.2mm,輪(lún)廓餘量一0.25mm,切削角(jiǎo)度45。,加(jiā)工類型TYPE一3,安全高度5mm,主軸轉速(sù)2 500r/rain,進給速度650mm/min。刀具軌跡如(rú)圖4所示。同時,對加工進行仿真模擬檢查和過切(qiē)檢查。外部被定義的加(jiā)工曲麵的負餘量(火花間隙即搖動量)都被去除了,符合工藝的要求。按完成序列(liè)退出。程序計算的時間(jiān)為(wéi)20s,加工時間為0.5h。
(3)精加工(gōng)中間沉槽使用(yòng)D4(R0.4)塗層牛鼻銑刀(dāo),采用螺旋加工方式,切深0.25mm,步距 (SIDE—STEP)2.5mm,輪廓餘量一0.25ram,加工餘量一0.25mm,底(dǐ)部餘量一0.25mm,加工方式ROUGH—ONLY,安(ān)全(quán)高度5ram,主軸轉速3 500r/min,進給速度450mm/min。使用屏幕演示功能,加工刀具軌跡如圖5所示。同時,對加工進行仿真模擬檢查和過切檢查。銑刀進入中間沉槽的內部,槽內部的加工餘量都被去除了,符合(hé)工藝的(de)要求。按完成(chéng)序列退出。程序計算的時間為5s,加工時間為(wéi)0.1h。
3.結(jié)語
由於電極消耗少,放電加工(gōng)速度快(kuài),機械加(jiā)工性能好,重量輕,熱膨脹係數小等優越性,已經被大家逐步認識並接受,凡是在刀具無法清角、銑不動的地方,使用電極均能完美實現其高質量加工。
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