型腔电火花加工精度问题

1．有关单工具电极直接成型法的叙述中，不正确的是( )。 A) 需要重复装夹 B) 不需要平动头 C) 加工精度不高 D) 表面质量很好 2．下列各项中对电火花加工精度影响最小的是( )。 A) 放电间隙 B) 加工斜度 C) 工具电极损耗 D) 工具电极直径 ３.型腔的电火花加工方法有哪些？
㈢ 电极制造。电极可以用机械加工的方法制造，但因有两 个半圆的搭子，一般都用线切割加工，主要工序如下： ① 备料； ② 刨削上下面； ③ 画线； ④ 加工M8×8的螺孔； ⑤ 按水平尺寸用线切割加工； ⑥ 按图示方向前后转动90°，用线切割加工两个半圆及主 体部分长度； ⑦ 钳工修整。
㈣ 镶块坯料加工。 ① 按尺寸需要备料； ② 刨削六面体； ③ 热处理(调质)达38～40HRC； ④ 磨削镶块六个面。 ㈤ 电极与镶块的装夹与定位。 ① 用M8的螺钉固定电极，并装夹在主轴头的夹具上。然而用千分表(或百 分表)以电极上端面和侧面为基准，校正电极与工件表面的垂直度，并使其X、 Y轴与工作台X、Y移动方向一致。 ② 镶块一般用平口钳夹紧，并校正其X、Y轴，使其与工作台X、Y移动方向 一致。 ③ 定位，即保证电极与镶块的中心线完全重合。用数控电火花成型机床加 工时，可利用机床自动找中心功能准确定位。
Leabharlann Baidu 一、工艺准备
一、加工方法及平动量选择 选用单电极平动法进行电火花成型加工，为保证侧面棱角清晰(R<0.3 mm)，其平动量应小，取δ ≤0.25 mm。
二、工具电极材料、结构尺寸、缩放量的确定
㈠ 电极材料选用锻造过的紫铜，以保证电极加工质量以及加工表面粗 糙度。 ㈡ 电极结构与尺寸确定。 ① 电极水平尺寸单边缩放量取b＝0.25 mm，根据相关计算式可知，平 动量δ 0=0.25-δ 精<0.25 mm。 ② 由于电极尺寸缩放量较小，用于基本成型的粗加工电规准参数不宜 太大。对应的型腔主体20 mm深度与R7 mm搭子的型腔6 mm度的电极长度之 差不是14 mm，而是(20-6)×(1+1%)＝14.14 mm。尽管精修时也有损耗，但 由于两部分精修量—样，故不会影响二者深度之差。
㈡
平动头结构
利用偏心机构将伺服电动机的旋转运动通过平动轨迹保持 机构，转化成电极上每一个质点都能围绕其原始位置在水平面内 作平面小圆周运动，许多小圆的外包络线就形成加工表面。其运 动半径即平动量,通过调节可由零逐步扩大，以补偿粗、中、精 加工的火花放电间隙之差，从而达到修光型腔的目的。其中每个 质点运动轨迹的半径就称为平动量。
三、型腔电火花加工精度问题
加工精度主要包括“仿形”精度和尺寸两个方面。所谓
“仿形”精度，是指电加工后的型腔与加工前工具电极几何形 状的相似程度。 影响“仿形”精度的因素有： １.使用平动头造成的几何形状失真，如很难加工出清角，尖角变圆等。 ２.工具电极损耗及“反粘”现象的影响。 ３.电极装夹校正装置的精度和平动头、主轴头的精度以及刚性影响。 ４.规准选择转换不当，造成电极损耗增大。
五、影响模具型腔表面质量的“波纹”问题
用平动头修光侧面的型腔，在底部圆弧或斜面处易出现“细丝”及鱼 鳞状的凸起，这就是“波纹”。“波纹”问题将严重影响模具加工的表面质 量，一般“波纹”产生的原因如下： １.电极材料的影响。如在用石墨做电极时，由于石墨材料颗粒粗、组织疏 松、强度差，会引起粗加工后电极表面产生严重剥落现象，因为电火花加工 是精确“仿形”加工，故在电火花加工中石墨电极表面剥落现象经过平动修 整后会反映到工件上，即产生了“波纹”。 ２.中、粗加工电极损耗大。由于粗加工后电极表面粗糙度值很大，中、精 加工时电极损耗较大，故在加工过程中工件上粗加工的表面不平度会反拷到 电极上，电极表面产生的高低不平又反映到工件上，最终就产生了所谓的 “波纹”。 ３.冲油、排屑的影响。电加工时，若冲油孔开设得不合理，排屑情况不良， 则蚀除物会堆积在底部转角处，这样也会助长“波纹”的产生。
㈢
平动头作用
１.机械式平动头能够补偿加工中电极的损耗，可使用单个电极 完成粗加工到精加工转换的过程。 ２.机械式平动头有扩孔作用，当工件要求偏小时，设定所需平 动量加工，满足工件加工要求。 ３.机械式平动头对工件光洁度有明显效果，特别是工件型腔侧 边犹为明显。 ４.机械式平动头可对螺纹孔放电加工 ５.数控平动头能够作多种循迹及侧向加工，包含圆形循迹、方 形循迹、正方形侧向、圆周任意角度等分连续、任意角度对称、 任意角度侧向。极大的提升了ZNC电火花的作用。 精密数控平动头与火花机相连，可改变平动量和侧壁修整量控制 放电侧边间隙。并在平动结束时能够自动停止加工。
第一篇 电火花成型加工
模块二 电火花成形机床加工
任务３ 模具型腔的电火花成形加工
1.本任务要求利用单电极平动成形加工方法，通过自动编程，进行模具型腔 的电火花成形加工。 2.了解模具型腔电极的设计加工制造。 3.通过实际操作掌握单电极平动成形加工方法。
如图所示，注射模镶块，材料为40Cr，硬度为38～40HRC， 加工表面粗糙度Ra为0.8 μ m，要求型腔侧面棱角清晰，圆角半径 R<0.25 mm。 模具型腔复杂程度一般，但尺寸公差比较严格。加工采用 电火花加工型腔一次成型。为保证模具型腔尺寸的精度，重点要解决 电极的尺寸精度、电极装夹定位及校正等精度问题，模具所要求的型 腔尺寸精度和表面粗糙度可运用平动方法逐步扩大轨迹来保证。但平 动头的仿形精度要好，回零精度不应超过0.02mm。
４.电极运动方式的影响。“波纹”的产生并不是平动加 工引起的，相反，平动运动能有利于底面“波纹”的消除， 但它对不同角度的斜度或曲面“波纹”仅有不同程度的减 少，却无法消除。这是因为平动加工时，电极与工件有一 个相对错开位置，加工底面错位量大，加工斜面或圆弧错 位量小，因而导致两种不同的加工效果。 波纹”的产生既影响了工件表面粗糙度，又降低了 加工精度，为此，在实际加工中应尽量设法减小或消除 “波纹”。
㈠平动头工作原理
电火花粗加工时的火花间隙比中加工的要大，而中加工的火花间隙 比精加工的又要大一些。当用一个电极进行粗加工，将工件的大部分余 量蚀除掉后，其底面和侧壁四周的表面粗糙度很差，为了将其修光，就 得改变规准逐档进行修整。由于后档规准的放电间隙比前档小，对工件 底面可通过主轴进给进行修光，而四周侧壁就无法修光了。平动头就是 为解决修光侧壁和提高其尺寸精度而设计的
四、型腔电火花加工粗糙度问题
电火花加工型腔模，有时型腔表面会出现尺寸到位，但修不光的现象。 造成这种现象的原因有以下几方面： １.电极对工作台的垂直度没校正好，使电极的一个侧面成了倒斜度，这 样相对应模具侧面的上部分就会修不光。 ２.主轴进给时，出现扭曲现象，影响了模具侧表面的修光。 ３.在加工开始前，平动头没有调到零位，以致到了预定的偏心量时，有 一面无法修出。 ４.各挡规准转换过快，或者跳规准进行修整，使端面或侧面留下粗加工 的麻点痕迹，无法再修光。 ５.电极或工件没有装夹牢固，在加工过程中出现错位移动，影响模具侧 面粗糙度的修整。 ６.平动量调节过大，加工过程出现大量碰撞短路，使主轴不断上下往返， 造成有的面修出，有的面修不出。
㈥ 电火花成型加工。所选用的电规准和平动量及其转换过程如表23－1所示。（先高效低损耗电规准进行粗加工——依次改变电规准， 加大平动量——最后使用的电极加工规准小，损耗量小）
表2-3－1 电规准转换与平动量分配
序号 1 2 3 4 5 6 7 脉冲宽 脉冲电流 度/μs 幅值/A 350 210 130 70 20 6 2 30 18 12 9 6 3 1 平均加工 电流/A 14 8 6 4 2 1.5 0.5 表面粗糙度 Ra/μm 10 7 5 3 2 1.3 0.6 单边平动 量/mm 0 0.1 0.17 0.21 0.23 0.245 0.25 端面进给 量/mm 19.90 0.12 0.07 0.05 0.03 0.02 0.01 1. 型腔深度为 20 mm，考虑 1%损 耗， 端面总进给量为 20.2 mm 2. 型腔加工表面 粗糙度 Ra 为 0.6 μm 3. 用 Z 轴数控电 火花成型机床加工 备 注
一、型腔的电火花加工方法
型腔的电火花成型加工主要有： ㈠ 单电极平动法。 ㈡ 多电极更换法。 ㈢ 分解电极法
二、数控成形机床的平动加工
平动加工方式可分为自由平动和伺服平动。自由平动即一边向 下加工，一边平动，可分为５种平动方式（○、□、◇、×、+）。伺 服平动即加工到深度后再平动，可分为圆形和二维矢量两种方式。如 图所示，为常用平动头。
影响尺寸精度的因素有： １.操作者选用的电规准与电极缩小量不匹配，以致加工完成以 后，使尺寸精度超差。 ２.在加工深型腔时，二次放电机会较多，使加工间隙增大，以 致侧面不能修光，或者即使能修光，也超出了图纸尺寸。 ３.冲油管的放置和导线的架设存在问题。导线与油管产生阻力， 使平动头不能正常进行平面圆周运动。 ４.电极制造误差。 ５.主轴头、平动头、深度测量装置等机械误差。