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精密模具型腔電火花加工要點

電梯直達

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發表于 2008-11-5 13:21:34 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

隨著現代模具制造水平不斷的發展，對模具制造的要求也越來越高。許多模具制造企業的制造對象也放到了精密模具。對于型腔模具的制造，電火花加工一直是一種比較精密的加工方法。雖然現在可以利用高速加工中心加工型腔模具中一些精密部位，但是型腔模具中深窄小型腔，溝槽拐角，形狀特殊復雜等許多地方必須由電火花加工完成，下面對電火花加工精密型腔模要點進行闡述。
電火花加工精密型腔模具的精度表現在尺寸精度、仿形精度、表面質量等B 個方面。加工精密型腔模具，應正確分析其各部位尺寸要求，靈活控制不同地方的尺寸精度，應特別重視那些尺寸要求高的部位，精密型腔模具中的重要尺寸公差可達±2-3μm，可見其尺寸要求的嚴格性。仿形精度要求亦高，型腔應清角，棱角清楚。表面粗糙度值均勻，并達到預定表面精糙度值，一般要求Ra值很小，甚至要求鏡面加工，另外電火花加工部位表面變質層的厚度要很小。
加工精密型腔模具的要點
（1）先進的精密放電設備是保證加工精度的前提。現代模具企業使用的電火花機床一般都是數顯和數控的，機床本身的精度對加工精度起著重要影響。機床結構的力學性能，主軸和工作臺的各種幾何精度、數顯和數控的精度都不可以忽視。機床的加工性能尤為重要。精密電火花加工機床加工放電穩定，火花間隙小，電極損耗小，加工速度相對快，表面質量高。此類機床使用起來也有很多優越性，如果我們進行電極與工件的碰邊時，它會產生微放電，有利于將細微雜質清除，提高定位精度，機床的積炭監控調節系統可以防止積炭，自動調節放電狀態等，最先進的EFE 電火花機床可以實現五軸數控聯動，并帶有電極庫，可以自動更換電極工具，只需事先調整好電極工具和編制好相應的程序便能自動完成加工任務。精密的型腔模具的電火花加工必須由精密電火花機床來完成，那些傳統老式的放電機床將會被淘汰。
（2）宜采用多電極加工法。
這里指的多電極加工方法是根據一個型腔在粗、半精、精加工中放電間隙不同的特點采用幾個相應尺寸縮放量的電極完成一個型腔的粗、半精、精加工。首先用粗加工電極蝕除大量金屬，然后再換半精加工電極完成粗加工到精加工的過渡加工，最后用精加工電極進行終精加工。可以根據型腔的幾何形狀把電極分解成主型腔電極和副型腔電極。這種加工方法不采用平動，仿形精度高，只要熟練掌握火花間隙，保證重復定位精度，就可以達到滿意的工藝效果
（3）對電極的要求。
a.合理選擇電極材料。電火花加工中，用得最多的電極材料是紫銅，其次是石墨，精密電火花加工根據需要可選用銅鎢合金或者銀鎢合金。紫銅電極的電火花加工性能好，加工穩定，電極相對損耗小，能保證較高的加工精度，適用范圍廣，但在加工中不宜采用大電流加工。石墨電極在精加工中的加工效果不及紫銅，但在粗加工中可以承受較大的電流密度而保證電極低損耗，可以作為很好的粗加工電極材料。銅鎢合金與銀鎢合金價格較貴，尤其是銀鎢合金，它們的加工性能穩定，電極損耗極小，特別適用于加工深槽，深腔及一些精度要求高的地方，在精密型腔模中也常用到。
b.合理控制好電極各部位縮放尺寸。電極的縮放尺寸在生產中稱為火花位。眾所周知，型腔尺寸精度決定于電極的尺寸，因此要根據實際情況合理確定火花位。一般精密加工中精加工的火花位為單側0.01-0.03mm,中加工和粗加工的火花位是兼顧加工速度和精加工預留量來確定的。
c.電極的結構設計要合理。電極的結構設計要考慮到有便于準確找正，定位的基準，裝夾牢靠的方式，便于排渣，排氣以及電極避空，延長等要求。
d.采用合理的加工方法制造電極來保證電極精度。模具企業里制造電極一般為機械切削與電火花線切割。精密的電極制造根據工藝性常用高速加工中心、數控車床、慢速走絲、雕刻機等來完成。
e.對電極進行全面檢測，合格才用來加工。只有這樣才能保證加工質量。尤其是精密型腔模具，對電極的檢測是一個必不可少的環節。檢測電極的實際尺寸是否
在公差允許范圍內，電極的表面粗糙度是否達到要求，電極形狀是否正確，電極基準面是否平整、有無毛刺。
（4）把好電極、工件校正與定位關。
電極、工件的校正與定位是直接影響加工精度的重要環節。電極、工件在校正前要確保裝夾牢靠，在粗加工放電中兩者間產生的爆沖力，主軸運動時兩者間的真空吸引力等因素可使它們發生錯位、移動，輕則影響加工精度，重則造成廢品。電極、工件的校正應使用精度好的千分表。校表是電火花加工中開始階段最重要的環節，操作者精心地去控制好校正精度，它對加工間隙的大小也有影響。如果電極的垂直度校正有偏差，使其在水平面上投影面積增大，則造成加工間隙變大，因此一般存在用小電極加工后的側面間隙比用大電極加工后的側面間隙稍大的情況。因為小電極的校正精度不可能有大電極那樣高。校正工件時，將其基準面與機床十字拖把移動軸線平行度校好以后，還應檢查各幾何平面的關系。電極對工件的定位方式最好采用分中，即利用電極的中心線與工件中心線的距離進行定位，這樣可保證定位精度，而不受加工的前些工序的誤差影響。電火花機床的數顯功能和’01計算功能也使得操作方便、準確。如不能采用分中方式，應有明確的定位基準來保證定位精度。電火花機床在電極接觸工件時會發出鳴聲，利用這一特點可用來進行碰邊實現它們的定位。關鍵是二者之間要無毛刺、無雜質、接觸面平整。精密放電機這一功能更具完善，更準確。值得一提的是，有些操作者喜歡利用小電流放電并觀察火花均勻性來實現定位，這樣做雖然將二者間的雜物很好地蝕除掉了，但精度不是太高。精密加工中建議采用聲音碰邊。精密電火花加工常使用一些較精密的、復雜的工夾具來對電極和工件作快速精密定位，可以節省大量裝夾、定位、找正時間。定位和重復定位精度很高（±0.001mm），有瑞典生產的3R系統、瑞士生產的EROWA系統等，這里不作詳細介紹，可以參閱有關資料具體了解。
（7）正確選用電規準，調節放電狀態穩定。操作者只有透徹了解放電加工工藝規律，不斷從
實際操作中積累經驗，才能加工出精密的產品。我們調節參數的原則是粗加工中采用大的電流、大的脈沖寬度、小的脈沖間隙來實現加工速度快，電極的低損耗、為精加工預留適當余量。精加工采用小電流、小的脈沖寬度、大的脈沖間隙來達到火花間隙小、尺寸準確、表面光潔度高的要求。精密加工中，調節參數的重點是掌握好各加工規準的火花間隙，這要求操作者根據所操作的機床憑工作經驗來確定，可以參考機床說明書給出的參考值在實際中加以驗證，注意加工中的火花間隙“寧小勿大”。在加工中我們調節的標準是使放電狀態穩定。可以通過看火花、聽聲音、觀察電流表、電壓表和主軸伺服百分表來評定，通過調節非電參數（如排渣高度、放電時間、伺服靈敏度等），采用合理的沖油方式來保證排渣順暢，放電穩定。當排渣不良時，會產生二次放電，使火花間隙變大，表面粗糙度不均勻，表面黑斑，影響加工精度。加工中的工作液應采用優質火花油，并保持清潔，對放電狀態也有影響。整個加工過程中要監控加工穩定情況，必要時采取相應的措施。
3 結束語
電火花加工精密型腔模具中各個環節都很重要，每個環節都是相關聯的，只有把握好每一個環節，注重每一個加工細節，才能保證最終的加工精度。