電火花機床之成型加工工藝處理概述
    發布者:cfwedm  發布時間:2011-07-02 14:19:48  訪問次數:417

                                           電火花機床之成型加工工藝處理概述
    1. 過程參數與主要工藝指標

        電火花加工過程中,脈沖放電是個快速復雜的動態過程,多種干擾對加工效果的影響很難掌握。影響工藝指標的主要因素可以分為離線參數(加工前設定,加工中基本不再調節的參數,如極性、峰值電壓等)和在線參數(加工中常需調節的參數,如脈沖間隔、進給速度等)。

    (1)在線控制參數  在線控制參數在加工中的調整沒有規律可循,主要依靠經驗。它們對表面粗糙度和側面間隙的影響不大。下面介紹一些調整的參考性方法:

        l)伺服參考電壓Sv(平均端面間隙SF)。Sv與SF呈一定的比例關系,這一參數對加工速度和電極相對損耗影響很大。一般說來,其最佳值并不正好對應于加工速度的最佳值,而應當使間隙稍微偏大些,這時的電極損耗較小。小間隙不但引起電極損耗加大,還容易造成短路和拉弧,因而稍微偏大的間隙在加工中比較安全,在加工起始階段更為必要。

        2)脈沖間隔to。當to減小時,uw提高,θ減小。但是過小的to會引起拉弧,只要能保證進給穩定和不拉弧,原則上可選取盡量小的to值,但在加工起始階段應取較大的值。

        3)沖液流量。由于電極損耗隨沖液流量(壓力)的增加而增大,因而只要能使加工穩定,保證必要的排屑條件,應使沖液流量盡量小(在不計電極損耗的場合另作別論)。

        4)伺服抬刀運動。抬刀意味著時間損失,只有在正常沖液不夠時才采用,而且要盡量縮小電極上抬和加工的時間比。

    (2)離線控制參數  這類參數通常在安排加工時要預先選定,并在加工中基本不變,但在下列一些特定的場合,它們還是需要在加工中改變的。

        1)加工起始階段。實際放電面積由小變大,這時的過程擾動較大,采用比預定規準小的放電電流可使過渡過程比較平穩,等穩定加工幾秒鐘后再把放電電流調到設定值。

        2)補救過程擾動。加工中一旦發生嚴重干擾,往往很難擺脫。例如拉弧引起電極上的結碳沉積后,所有以后的放電就容易集中在積碳點上,從而加劇了拉弧狀態。為擺脫這種狀態,需要把放電電流減少一段時間,有時還要改變極性(暫時人為地高損耗)來消除積炭層,直到拉弧傾向消失,才能恢復原規準加工。

        3)加工變截面的三維型腔。通常開始時加工面積較小,放電電流必須選小,然后隨著加工深度 (加工面積)的增加而逐漸增大電流,直至達到為滿足表面粗糙度、側面間隙或電極損耗所要求的電流值。對于這類加工控制,可預先編好加工電流與加工深度的關系表。同樣,在加工帶錐度的沖模時,可編好側面間隙與電極穿透深度的關系表,再由側面間隙要求調整離線參數。

    (3)出現拉弧時的補救措施如下:

        1)增大脈沖間隔。

        2)調大伺服參考電壓(加工間隙)。

        3)引入周期抬刀運動,加大電極上抬和加工的時間比。

        4)減小放電電流 (峰值電流)。

        5)暫停加工,清理電極和工件 (例如用細砂紙輕輕研磨)后再重新加工。

        6)試用反極性加工(短時間),使積炭表面加速損耗掉。

    2. 常用電極材料與電極設計

    電火花成型加工常用的工具電極材料有鋼、鑄鐵、石墨、黃銅、紫銅、銅鎢合金、銀鎢合金等。電極設計的主要內容是選擇電極材料,確定結構形式和尺寸等。目前,型腔電火花加工中應用最廣泛的材料是石墨和紫銅。石墨電極加工容易,密度小,重量輕,但力學強度較差,在采用寬脈沖大電流加工時容易起弧燒傷。同時,不同質量的石墨材料電火花加工性能也有很大差異。一般選用顆粒小而均勻、氣孔率低、抗彎強度高和電阻率低的石墨材料。紫銅的組織致密、韌性強,用來加工形狀復雜、輪廓清晰、精度高和表面粗糙度小的型腔,但紫銅的切削加工性能差,密度較大,價格較高,不適宜大中型電極。銅鎢合金和銀鎢合金是較理想的型腔加工電極材料,但價格昂貴,只在特殊情況下采用;鑄鐵、黃銅、鋼等,因其損耗大,加工速度低,均不適宜型腔的加工。

    3. 影響數控電火花成型加工表面質量的因素

    電火花成型加工的表面質量主要包括表面粗糙度、表面變形層和表面力學性能三部分。有關這部分內容,可參閱相關資料。

    4. 影響數控電火花成型加工加工速度的因素

        根據前面對電蝕量的討論,提高加工速度的途徑在于:提高脈沖頻率f;增加單個脈沖能量WM;設法提高工藝系數K。同時還應考慮這些因素間的相互制約關系和對其它工藝指標的影響。

        提高脈沖頻率可縮小脈沖停歇時間,但脈沖停歇時間過短,會使加工區工作液來不及消電離、排除電蝕產物及氣泡來恢復其絕緣性能,以致形成破壞性的穩定電弧放電,使電火花加工過程不能正常進行。

        增加單個脈沖能量主要靠加大脈沖電流和增加脈沖寬度。單個脈沖能量的增加可以提高加工速度,但同時會惡化表面粗糙度和降低加工精度,因此一般只用于粗加工和半精加工的場合。

    5. 影響數控電火花成型加工加工精度的因素

    影響電火花加工精度的主要因素有:放電間隙的大小及其一致性,工具電極的損耗及其穩定性。電火花加工時,工具電極與工件之間存在著一定的放電間隙,如果加工過程中放電間隙保持不變,則可以通過修正工具電極的尺寸對放電間隙進行補償,以獲得較高的加工精度。然而,放電間隙的大小實際上是變化的,影響著加工精度。

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