電火花是(shì)一種加工工藝,主要(yào)是(shì)利用具有特定幾何形狀的放電電極(EDM 電(diàn)極)在(zài)金屬(導電)部件上燒灼出電極的幾(jǐ)何形狀。電火花加工工藝(yì)常用於注射模、鍛(duàn)模、衝裁模和壓鑄模等的(de)生產。
1.電火花加工特點
(1)電火(huǒ)花屬於不接觸加(jiā)工 工具電極(jí)和(hé)工件之間並不直(zhí)接(jiē)接觸,而是有一個火花放電間隙0.2~ 0.lmm,間隙中(zhōng)充滿工作液。
(2)加工過程中沒有宏觀切削力火(huǒ)花(huā)放電時,局部、瞬時爆炸力的平均(jun1)值很小,不足以引(yǐn)起工件的變形(xíng)和位移。
(3)可以“以柔克(kè)剛” 由於電火(huǒ)花加工(gōng)直接利用電能和熱(rè)能來去除金(jīn)屬(shǔ)材料,與工件材料的強度和硬度(dù)等關係不大,因此可以(yǐ)用軟(ruǎn)的工具電極加工硬的工件,實現“以柔(róu)克剛” 。
(4)可以加工任(rèn)何難加工的金屬材料(liào)和導電材料由於加工中材料的去除是靠放電時的電、熱作用實現的,材料的可加工性主要(yào)取決於材料(liào)的(de)導電性及熱學特性,如熔點、沸(fèi)點、比熱容、導熱係(xì)數、電阻率等,而幾乎與其(qí)力學性能(néng)(硬度、強(qiáng)度等)無關。這樣可以突破(pò)傳統切削加(jiā)工對刀具的限製,可以實現用軟的工具加工硬、韌的工件甚至可以加工聚晶金剛石、立方氮化硼一類的超硬材(cái)料。目前電(diàn)極材料多采(cǎi)用紫銅或石墨,因此(cǐ)工具電極較容易加工。
(5)可以(yǐ)加工形狀複雜的(de)表麵由於可以(yǐ)簡(jiǎn)單地將工具電(diàn)極的形狀複製(zhì)到工件上,因此特別適用於複雜表麵形狀工件的加工,如複雜型腔模具加工等。特別(bié)是數控技術的采用,使得用簡單(dān)的電極加工複雜形狀零(líng)件成為現實。
(6)可以加(jiā)工特殊要求的零件(jiàn)可以加(jiā)工薄(báo)壁、彈性、低剛度、微~m/b4L、異形/b4L、深小孔等有特殊要求的零件。由於加工中工具電極和工件(jiàn)不直接接觸,沒有機(jī)械(xiè)加工的切削力,因此適宜加工(gōng)低剛(gāng)度工件及微細加工。
2.電火花加工(gōng)實例
如(rú)圖1所示(shì)為轉子精密壓鑄模定模芯,其毛坯尺(chǐ)寸為(wéi) 100 mm×45mm,中間錐孔最大直徑為6ram,最小直徑為(wéi)1.8ram,清角處(chù)最大槽深為30mm,整體加工高度為40ram。由於(yú)該工件與約700℃鋁液接觸(chù), 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(háng)淬火處理,其硬度高達50HRC,在淬火後使用普通的機(jī)加(jiā)工方法無法完成高硬度工件的精加工,因此必須通(tōng)過電火花(huā)加工來完成(chéng)其精加工。考慮到電加工時間及其生產效率,在粗加工時錐孔使(shǐ)用錐度鑽頭分段加(jiā)工,最大精加工餘量小於0.5ram,正麵清角處使用D8平刀在加工中心上進行數控加工(gōng)。
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)單個電極一個一個地(dì)打電火花,則加工時間長,同時操作(zuò)工校基準需8次,不僅增大了工人的工作量,而且還增加了工件的製造成本,因此需製作如圖2所示的工裝來進行整體電火花加(jiā)工,加工前將已車好的錐度電極3、4通過(guò)內(nèi)六角螺釘4固定於基座1上,檢查電極(jí)3、4的(de)高度差,並將螺釘(dìng)緊固到位。考慮到工件成形表麵(miàn)的粗糙度與加工周期(qī),工件(jiàn)分粗加工、半精加工(gōng)與精加工三道工序,其火花放電(diàn)間隙分別為0.20ram、0.10mm與0.01mm 。
如圖(tú)2所示, 電極6的外形(xíng)尺寸中等,形狀較為複雜,在電極中為較普遍的(de)模型(xíng),整個模型采(cǎi)用proeWildfire2.0進行數(shù)控(kòng)加工。由於存在台階與複(fù)雜圓角,其(qí)CAM的加工(gōng)策略為:先粗加工整體外形,再精(jīng)加(jiā)工成形曲麵及下端相(xiàng)連曲麵,最後精工中間沉槽(cáo)的方式。電極6加工好後就(jiù)采用同電(diàn)極3、4的放電方法進(jìn)行電火花加(jiā)工。
(1)整體(tǐ)粗加工使用D16(R1)塗層鑲片銑刀,采用螺旋加工方(fāng)式,切深0.35ram, 步距8mm,輪廓餘量0.35mm,部餘量0.35ram,加工方式ROUGH_ ONLY,安全高度5mm,主軸轉速2 500r/min,進給速(sù)度800mm/min。使用屏幕演示功能,加工刀具軌跡如圖3所示。同時,對(duì)加工進行仿真模擬檢查和過
切檢查。電極3的粗加工餘量都(dōu)被去除了,符合工藝的要求。按完成序列退出。程序計算的時間(jiān)為10s,加(jiā)工時間為0.3h。
(2)精加工(gōng)一精加(jiā)工選用D12(R6)球頭銑刀,采用(yòng)曲麵銑削的加工方式,步距0.2mm,輪(lún)廓餘量(liàng)一0.25mm,切削角度45。,加工類型(xíng)TYPE一3,安全高度5mm,主軸轉速2 500r/rain,進給速度650mm/min。刀具軌跡如圖4所(suǒ)示。同時,對加工進行仿真模擬檢查和過切檢查。外部被定義的加工(gōng)曲麵的負餘量(火花間隙即搖動量)都被去除了,符合工藝(yì)的要求。按完成序列退出。程序計算的時間為20s,加工時間為0.5h。
(3)精(jīng)加工中間沉槽(cáo)使(shǐ)用D4(R0.4)塗層牛鼻銑刀,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,底部餘量一0.25mm,加工方式ROUGH—ONLY,安全高度5ram,主軸轉速3 500r/min,進給速度450mm/min。使(shǐ)用屏幕演示功能,加工刀具軌跡(jì)如圖5所示(shì)。同時,對加工進行仿真模擬檢查和過切檢查。銑刀(dāo)進入中(zhōng)間沉槽的內部,槽內部的加工餘量都被去除(chú)了(le),符合工藝的(de)要求。按(àn)完成序列(liè)退出。程序計算的時間為5s,加工(gōng)時間(jiān)為0.1h。
3.結語
由於(yú)電極消耗少,放電加工速度快,機械加工性能好(hǎo),重量輕,熱膨脹係數小等優越性,已經被大家逐步認識並(bìng)接受(shòu),凡(fán)是在刀具無法清(qīng)角、銑不動的地方,使用電極均能完美實現其高(gāo)質量加工(gōng)。
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