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1、压块型腔模电火花加工项目，其模具材料为40Cr，热处理硬度HRC40-45，零件如图所示，制定成型工艺并给定电规准参数；设计成型电极 。,【任务要求】,1.单电极直接成形工艺,一、电火花加工工艺方法,2.多电极更换成形工艺,3.分解电极成形工艺,4.数控移动成形工艺 普通电火花加工机床为了修光侧壁和提高其尺寸精度而添加平动头，使工具电极轨迹向外可以逐步扩张，即可以平动。 对数控电火花机床，由于工作台是数控的，可以实现工件加工轨迹逐步向外扩张，即摇动，故数控电火花机床不需要平动头。,平动头扩大间隙原理图,电火花三轴数控摇动类型,放电间隙、蚀除速度和进给速度,与一般电火花加工工艺相比较，采用平动头
2、电火花加工有如下特点：,可以通过改变轨迹半径来调整电极的作用尺寸，因此尺寸加工不再受放电间隙的限制。,用同一尺寸的工具电极，通过轨迹半径的改变，可以实现转换电规准的修整，即采用一个电极就能由粗至精直接加工出一副型腔。,在加工过程中，工具电极的轴线与工件的轴线相偏移，除了电极处于放电区域的部分外，工具电极与工件的间隙都大于放电间隙，实际上减小了同时放电的面积，这有利于电蚀产物的排除，提高加工稳定性。,工具电极移动方式的改变，可使加工的表面粗糙度大有改善，特别是底平面处。,电火花机床常见功能,摇动的轨迹除了可以像平动头的小圆形轨迹外，数控摇动的轨迹还有方形、菱形、叉形和十字形，且摇动的半径可为9.
3、9 mm以内任一数值。,11,5.数控多轴联动成形工艺 数控电火花多轴联动加工是一种新型的工艺，通常采用中空圆柱棒电极，加工中高速旋转，工作台及主轴多坐标数控伺服运动，加工三维空间复杂曲面。,电火花数控摇动类型一览表,数控摇动的伺服方式共有以下三种： 自由摇动：选定某一轴向(例如Z轴)作为伺服进给轴，其他两轴进行摇动运动。例如： G01 LN001 STEP30 Z-10. G01表示沿Z轴方向进行伺服进给。 LN001中的00表示在XY平面内自由摇动，1表示工具电极各点绕各原始点作圆形轨迹摇动，STEP30表示摇动半径为30 m，Z-10.表示伺服进给至Z轴向下10 mm为止。,步进摇动：在
4、某选定的轴向作步进伺服进给，每进一步的步距为2m，其他两轴作摇动运动。 例如：G01 LN101 STEP20 Z-10. G01表示沿Z轴方向进行伺服进给。LN101中的10表示在XY平面内步进摇动，1表示工具电极各点绕各原始点作圆形轨迹摇动，STEP20表示摇动半径为20 m，Z-10.表示伺服进给至Z轴向下10 mm为止。 步进摇动限制了主轴的进给动作，使摇动动作的循环成为优先动作。步进摇动用在深孔排屑比较困难的加工中。它较自由摇动的加工速度稍慢，但更稳定，没有频繁的进给、回退现象。,锁定摇动：在选定的轴向停止进给运动并锁定轴向位置，其他两轴进行摇动运动。在摇动中，摇动半径幅度逐步扩大，
5、主要用于精密修扩内孔或内腔。例如： G01 LN202 STEP20 Z-5. G01表示沿Z轴方向进行伺服进给。LN202中的20表示在XY平面内锁定摇动，2表示工具电极各点绕各原始点作方形轨迹摇动，Z-5.表示Z轴加工至-5 mm处停止进给并锁定，X、Y轴进行摇动运动。 锁定摇动能迅速除去粗加工留下的侧面波纹，是达到尺寸精度最快的加工方法。它主要用于通孔、盲孔或有底面的型腔模加工中。如果锁定后作圆轨迹摇动，则还能在孔内滚花、加工出内花纹等。,(1)加工型孔的电极 整体式电极 这种电极是用整块材料加工出的。,18,1-床身2-液压油箱；3-工作台和工作液槽；4-主轴头；5-立柱；6-工作液箱
6、；7-电源箱,1.电火花机床及应用,二、电火花机床操作,我国国标规定，电火花成型机床均用D71加上机床工作台面宽度的1/10表示。例如D7132中，D表示电加工成型机床(若该机床为数控电加工机床，则在D后加K，即DK)；71表示电火花成型机床；32表示机床工作台的宽度为320 mm。 小型(D7125以下)、中型(D7125D7163)和大型(D7163以上)；非数控、单轴数控和三轴数控。,电火花加工方法分类,机床系统,有速度和位置反馈的全闭环控制的主轴头,喷嘴挡板式电液压自动调节器,23,工作液循环系统油路,加工参数对工件的加工影响很大。在同样的设备条件下，加工参数决定生产率、表面粗糙度、尺
7、寸精度。各数控电火花成形机床的加工参数大同小异，一般有16个参数分为三类： 1)与放电脉冲设定有关的参数。属于这一类的参数有ON、OFF、PL、IP、V、HP、PP。 2)与加工调节有关的参数。它们是MA、SV、UP、DN、C、S。 3)与摇动动作有关的参数：LN、STEP、LD,2.电火花成形机床加工参数的选择,脉冲放电时间ON： 此参数用于设定脉冲放电的时间，一般从1-1250s（微秒）的范围内选择。脉冲放电时间对电极损耗、粗糙度、加工表面变质层及斜度等均有影响。此外，它对加工稳定性，决定加工极性以及是否容易烧弧也有影响。 其它条件不变时，增大放电脉宽，可使电极损耗减小，表面粗糙度变大，间
8、隙增大，生产率提高、表面变质层增厚，斜度变大。一般脉宽较大时加工稳定性会好些。,脉冲间隙时间OFF： 在放电脉冲间歇中，电极与工件之间被击穿的工作介质液恢复绝缘，电蚀产物排出，所以参数OFF主要决定加工稳定性，避免电弧的产生。它对生产率有明显的影响，对电极损耗也有一定影响。一般加大脉冲间隙时间加工稳定性提高，但电极表面温度降低，电蚀产物对电极的覆盖效应减小，电极损耗会有所增加。 加工形状复杂的盲孔时，排屑不好，可增大脉冲间歇时间。,主电源峰值电流值IP： IP对生产率、表面粗糙度、放电间隙、电极损耗、表面变质层均有明显作用。对加工稳定性的影响也较大。 一般提高峰值电流将使生产率提高、加工表面粗
9、糙度变大，间隙增大、电极损耗上升，表面变质层加深，能改善加工稳定性。 提高蜂值电流虽然能提高生产率，但有个限度，超过这个限度，加工稳定性会破坏，电极和工件会产生拉弧烧伤。,主电源电压V： V是供给主电源电路的电压。在其它条件不变的情况下，改变主电源电压V可得到不同的加工速度和电极损耗。有的电火花机床制造厂推荐下述经验数据：粗加工采用30-70V，中加工采用70-90V，精加工采用90-150V。,辅助电源电压HP： 除V的主电源以外，另有电流控制电路与高压电路配合的辅助电源，根据工件与电极情况控制脉冲。 辅助电压与加工性能的关系见表,电极无损耗脉冲控制PP： 该参数利用电极少无损耗条件来提高铜
10、电极对钢工件的加工性能。减少电极损耗，稳定放电间隙、抑制电极表面皱纹、塌角以及由于热影响引起的翘曲，并且使电加工开始接触时的放电状态变得良好，进行稳定放电。 电极少无损耗脉冲控制参数一般在长脉冲条件下使用，IP大时作用显著。,脉冲间歇时间调整参数MA: MA的作用是把由脉冲间歇时间OFF决定的间歇幅度设定得扩大几倍。在加工状态有短路或放电弧倾向时，MA起作用使脉冲间歇时间加长，以使加工正常进行,伺服基准电压SV: 伺服动作控制是按极间电压变化来进行的。当极间电压V0较SV设定的基准电压高时，进行加工；极间电压较基准电压低时(有时也有短路)工具电极回退,间隙加大，SV值增大，极间距离增大，一个放
11、电循环的长度加大，加工速度就减慢。,跳跃上升时间UP: 在电火花成形加工过程中，为了排除电蚀废屑，工具电极要进行往复跳跃运动(抬刀)。这样加工的稳定得到保证。设定跳跃上升时间的参数是UP。 UP值增大，排屑状况改善，加工稳定，生产效率降低。,跳跃放电时间DN 设定工具电极跳跃下降放电时间的参数是DN。参数要设定得使放电状态稳定。 DN值过大时，放电重复次数多，电蚀切屑量多，排屑状况恶化，二次放电和电弧放电的危险性就增大。,极间电容的设定参数C 极间电容C值与放电频率有关。增大C值，其效果是加工速度提高，电极损耗增加，电蚀量增大，粗糙度变粗。的危险性就增大。,设定伺服速度S： S值大送进速度低，
12、生产效率低，在伺服动作调节时，要防止产生振动。S值有0-9档，一般取2-5档。,摇动模式选择LN： LN的设定通常为3位输入。,摇动幅度STEP：设定摇动的幅度STEP为4位，最大输入为9999m。通常使用300m以下，幅度过大，摇动一周所需的时间延长，有时发生加工上的问题。,摇动速度L： 由0-9共十档，0最快，一般取为l 。,极性PL： 电火花加工中，将脉冲电源正极接工件者称为正极性加工；脉冲电源负端接工件者称为负极性加工。极性对电火花加工的电极损耗、生产率和加工稳定性等影响很大。用紫钢及石墨材料作电极对钢工件加工时，粗加工由于脉冲宽度较大(一般大于50s)采用负极性，电极损耗较小；精加工于脉由冲宽度较小(一般小于50s)采用正极性电极损耗较小。用钢或铸铁做电极，对钢质工件加工时，均采用负极性。,脉冲间歇时间调整参数MA作用示意图,伺服控制的示意图,伺服基准电压SV值影响的示意图,跳跃时间和电压与电流波形,1.电极的装夹,2.电极的校正,三、电极、工件的装夹和调整,
