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精密模具如何進(jìn)行鏡面電火花加工？
發(fā)布時(shí)間：
2020-03-20
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電火花加工廣泛地應(yīng)用于精密型腔模具制造中。所謂的“鏡面電火花加工”一般是指加工表面粗糙度值在Ra<0.2 um，加工表面具有鏡面反光效果的電火花加工。鏡面電火花加工對(duì)于一些精密加工可以代替手工拋光工序，提高零件的品質(zhì)，具有實(shí)際意義。 不是所有加工類型都可以進(jìn)行鏡面電火花加工 放電加工之所有能達(dá)到鏡面效果，與放電加工中產(chǎn)生的碳黑層有直接的關(guān)系。如果加工部位能容易形成均勻的碳黑層，也就是意味著容易加工出鏡面效果。 簡(jiǎn)單形狀比復(fù)雜形狀的電火花加工要容易獲得鏡面。最容易獲得鏡面效果的形狀是圓形。復(fù)雜形狀的拐角、弧面處鏡面效果稍差。 底面比側(cè)面更容易獲得好的鏡面效果。深度越大的型腔，越難得到鏡面加工效果，尤其是側(cè)面。 加工面積越大，越難以獲得好的鏡面效果。 開口部位、型腔的中空部位鏡面效果欠佳。 不是所有的模具鋼材都可以進(jìn)行鏡面電火花加工 有些模具鋼材的電火花加工能容易達(dá)到鏡面效果，而有些模具鋼材無論如何也達(dá)不到鏡面效果。同時(shí)，模具鋼材的硬度高些，電火花加工鏡面的效果更好。請(qǐng)參考下表各種材料與鏡面加工性能。 類別 材質(zhì)名稱 鏡面性能 A SKD61STAVAX (S136)PD555NAK80718H 非常好非常好非常好非常好非常好 B SKS3SKH9HPM38S55CH13XW10 好好好好好稍差 C SKD11NAK55HPM1DH2F 差差差差 D BsAl超硬合金 梨皮面梨皮面梨皮面 鏡面電火花加工對(duì)電極的一些要求 用于鏡面電火花加工的電極材料一般是紫銅或者洛銅，洛銅的電極損耗更小。選用的銅材必須質(zhì)地均勻、含雜質(zhì)少，不良的銅材在鏡面加工中容易出現(xiàn)電極損耗大、表面起皺等異常，這個(gè)要高度重視。銅銅合金電極雖然可以實(shí)現(xiàn)極低的電極損耗，但鏡面效果欠佳。 鏡面電火花加工用的電極必須進(jìn)行精修拋光，不能有刀痕與缺陷，否則這些缺陷會(huì)復(fù)制到工件的加工表面，但并不是要求電極的表面要達(dá)到鏡面要求。 一般鏡面加工電極的尺寸縮放量取單側(cè)0.2～0.05 mm，精加工電極一般取單邊0.1mm，在加工面積比較小時(shí)可取小一些，仿形精度要求高時(shí)可取小一些，混粉加工時(shí)適當(dāng)取大一些。如果電極尺寸縮放量取得太小，加工速度會(huì)受到極大地降低。 精密的鏡面電火花加工要用使用多個(gè)電極。這就要求多個(gè)電極的一致性要好、制造精度要高，更換電極的重復(fù)裝夾、定位精度要高。一般采用高速銑制造電極、使用基準(zhǔn)球測(cè)量的定位方法、使用快速裝夾定位系統(tǒng)進(jìn)行重復(fù)定位等先進(jìn)工藝來滿足。 控制好鏡面電火花加工的加工余量 電火花加工的工藝過程就是一個(gè)從粗加工到精加工的加工過程。首先用粗加工電極，在保證一定加工質(zhì)量的條件下(尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度)，采用較大的放電能量蝕除大量金屬，以縮短加工時(shí)間，提高加工效率;然后再換精加工電極，使用較小的放電能量完成精加工。不管是粗加工還是精加工，均會(huì)使用多個(gè)放電條件，電流也是從大到小，通過深度進(jìn)給修光底部，通過平動(dòng)修光側(cè)面。 每一個(gè)放電條件，均要為后面條件預(yù)留加工余量。合理的加工余量是保證加工質(zhì)量與加工效率的關(guān)鍵。較大的加工余量能保證表面質(zhì)量，但會(huì)降低加工速度。較小的加工余量能達(dá)到高效率，但最終加工出來的鏡面會(huì)有很多針孔或者不均勻。 最理想的加工狀況是第一個(gè)條件加工完后，其后的加工只是修光第一個(gè)加工條件形成的表面不平度，而不打掉新的材料，也就是把每個(gè)條件的材料余量按零對(duì)待。但鏡面電火花加工時(shí)，考慮到放電狀況受到的制約因素千變?nèi)f化，為了安全還是要稍多留一點(diǎn)加工余量。 合理使用鏡面加工的放電參數(shù)與加工控制 鏡面電火花加工采用負(fù)極性加工，一些非主要電參數(shù)的選擇同樣非常重要，與常規(guī)加工的選擇也存在一些差別，如放電時(shí)間要設(shè)長(zhǎng)些，抬刀高度短些，抬刀速度不能太快，這樣設(shè)置的目的是為了維持一個(gè)穩(wěn)定的小能量電蝕過程，因?yàn)樵阽R面加工中，本身就不會(huì)產(chǎn)生很多的電蝕產(chǎn)物，過勤的抬刀動(dòng)作反而會(huì)干擾放電的持續(xù)穩(wěn)定進(jìn)行。 鏡面加工電規(guī)準(zhǔn)的電蝕能力非常弱，加工過程需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間。由于鏡面加工時(shí)的尺寸變化已經(jīng)非常小，只起修光作用，實(shí)際上只要加工到要求的表面粗糙度后就可結(jié)束加工，因此可采用數(shù)控電火花加工機(jī)床的定時(shí)加工功能，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來決定加工多長(zhǎng)時(shí)間。 鏡面加工時(shí)工作液的處理方式也很重要，一般浸油加工即可，使加工部位的工作液處于輕微的循環(huán)狀態(tài)，絕對(duì)不要使用強(qiáng)烈的沖液，強(qiáng)烈的沖刷作用會(huì)干擾微放電過程的正常形成。 根據(jù)加工經(jīng)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，只要加工各環(huán)節(jié)處理得當(dāng)，在鏡面加工中一般不會(huì)產(chǎn)生積碳現(xiàn)象，因此在加工過程中應(yīng)盡量少停機(jī)，尤其是不要將留在工件加工表面的粉墨層清理掉。 大面積加工使用混粉技術(shù)來實(shí)現(xiàn)鏡面加工效果 混粉電火花加工是一種改善電火花加工表面粗糙度的工藝方法，所謂混粉電火花加工是指在工作液中添加了微粉，如硅粉、鋁粉、鉻粉以及有關(guān)添加劑，以期使加工表面獲得鏡面效果。 使用混粉加工技術(shù)，能夠在同樣的電參數(shù)條件下，比不使用混粉加工技術(shù)獲得更快的加工速度(使精加工時(shí)間縮短20%-30%)和更優(yōu)的表面粗糙度。對(duì)于較大面積的電火花加工來說，具有顯著的改善作用。 混粉電火花加工要求選擇合適的粉末添加劑和混粉工作液循環(huán)裝置，進(jìn)行粉末添加劑的濃度管理，利用擴(kuò)散裝置來消除濃度的誤差。
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