电火花加工

出处：按学科分类—工业技术 江苏科学技术出版社《模具工实用技术手册第2版》第748页（3936字）

(一)电火花加工原理、特点及应用(表5．6－1)

表5．6－1 电火花加工原理、特点及应用

(二)电火花加工机床(图5．6－1)

图5．6－1 电火花加工机床

电火花加工机床由机械部分(包括床身、立柱、纵横工作台、主轴头等)，电源箱(内有脉冲电源、电极自动跟踪系统、操作部分)，工作液循环处理系统组成。其中电源箱中的脉冲电源是连续产生火花放电的能源，它对加工速度、表面粗糙度、工具电极损耗等都有很大影响。电极自动跟踪系统是保证两极间一定的放电距离，同时检测出两极间电压或电流的变化，并采用伺服电机或液压驱动的液压伺服机构，使电极的主轴头上下进行调节运动。操作部分是通过控制面板上各种按钮操作，实现加工过程的自动化控制或CNC控制。工作液循环处理系统是用来净化工作液的循环过滤装置，它包括工作液箱、工作液槽、液压油箱等。

电火花加工机床技术规格见表5．6－2。

表5．6－2 电火花加工机床技术规格

(三)型腔模电火花加工

型腔的主要特点是盲孔，形状复杂、加工余量大。电火花加工过程中加工条件(如排气、排屑、工作液循环等)较差。获得较高精度的型腔比较困难。

通常粗加工时使用大功率、宽脉冲、负极性加工，以获得电极的低损耗和高生产率，并使中加工和精加工的加工余量尽量减少。

加工时需要较多附件。如平动头、深度测量装置、重复定位装置等，以进行加工过程中的侧面修光及控制加工深度或电极修整。

1．型腔模电火花加工的方法(5．6－3)

表5．6－3 型腔模电火花加工方法

表5．6－4 摇动运动

2．型腔模电火花用电极

(1)穿孔加工用电极

电极类型及特点见表5．6－5，材料选择见表5．6－6，长度计算见表5．6－7，截面尺寸计算见表5．6－8。

表5．6－5 电极类型和特点

表5．6－6 电极材料选择

表5．6－7 电极长度计算

注：T－全刃口凹模厚度，T₁－部分刃口凹模刃口高度，T₂－部分刃口凹模漏料部分高度，β_T－精加工时电极端面的损耗比，按附表选取。

附表 精加工时电极端面的损耗比β_T (%)

表5．6－8 电极截面尺寸计算

注：g－单面放电间隙，δ－电极制造公差，通常取工件公差的1／2。

(2)型腔加工用电极

型腔加工用电极最常用的材料是石墨和铜，石墨、铜电极的加工工艺区别见表5．6－9。低损耗加工时型腔加工用电极纵断面尺寸计算见表5．6－10。有损耗加工时采用平动头加工电极的横断面尺寸和纵断面形状设计分别见表5．6－11和5．6－12。

表5．6－9 石墨和铜电极的加工工艺区别

表5．6－10 低损耗加工时型腔加工用电极纵断面尺寸计算

注：型腔加工用电极横断面尺寸确定方法与穿孔加工电极一样，但应考虑精加工和抛光余量。g为放电间隙。

表5．6－11 有损耗加工时采用平动头加工电极横断面尺寸计算

注：g_n－最后精修加工放电间隙，S_n－平动头加工最后一挡偏心量，S_i－第i次平动头加工时偏心量，S_i+₁－第i+1次平动头加工时偏心量，β_i+₁－第i+1次平动头加工时电极损耗率。

表5．6－12 有损耗加工时采用平动头加工电极纵断面形状设计

(3)排气孔和冲油孔的设计(表5．6－13)

表5．6－13 排气排屑方法

(4)电极的制造

穿孔加工用电极大多采用成型磨削，也可用线切割加工。对于铜、黄铜类电极可用仿形刨加工。电极的精度应不低于型孔的精度，一般电极制造公差取型孔公差的1／2左右。对于阶梯形电极可用化学腐蚀方法加工。

型腔加工用电极的制造方法很多，铜电极可用机械加工法或电铸法，石墨电极可用机械加工法和压力振动加工法。不论是整体式或拼合式石墨电极，都应使石墨压制时的施压方向与电火花加工时的进给方向垂直，见图5．6－2。拼合电极各拼块的材料应采用同一牌号的石墨。

(a)石墨压制时的施压方向

(b)不合理的拼合

(c)合理的拼合

图5．6－2 石墨电极方向性和拼合方法

3．电极和工件的装夹与定位

较大的电极可用主轴下端的连接法兰上a、b、c三面作基准，直接装夹，见图5．6－3。较小的电极可利用电极夹具装夹，见图5．6－4。组合电极也可用通用电极夹具装夹，见图5．6－5。大型石墨电极的拼合装夹方法见图5．6－6。石墨电极与连接板的固定方法见图5．6－7。

图5．6－3 较大电极的直接装夹

图5．6－4 用电极夹具装夹小电极

图5．6－5 用通用电极夹具装夹

图5．6－6 大型石墨电极的拼合装夹

图5．6－7 石墨电极与连接板的固定

电极装夹后，应检查其垂直度。用精密角尺校正电极垂直度的方法见图5．6－8。用千分表校正见图5．6－9。型腔加工用电极的校正方法见图5．6－10。电极与工件间的定位方法见表5．6－14。

图5．6－8 用精密角尺校正电极垂直度

图5．6－9 用千分表校正电极垂直度

图5．6－10 型腔加工用电极的校正

表5．6－14 电极与工件间的定位方法

4．加工规准的选择

加工规准的选择见表5．6－15。

表5．6－15 加工规准的选择

5．平动量的分配

平动量的计算见表5．6－16。

表5．6－16 平动量的计算

6．加工实例

实例1 表5．6－17为可控硅脉冲电源，石墨电极(双边收缩量1．2mm)加工型腔时规准转换与平动量分配。

表5．6－17 规准转换与平动量分配

实例2 表5．6－18为晶体管复式脉冲电源，紫铜电极加工型腔。

表5．6－18 规准转换与平动量分配