模具制造電火花加工中拆銅公的那些事...

2018-04-27

1. 模具中需要設計電極的部位

模具型面上有許多深槽窄縫、復雜型腔,是銑削加工機床難以加工的部位,這就需要電火花加工,另外一些加工精度和表面粗糙度要求特別高的部分也常用電火花加工。

(1)模具中存在直角或尖角的部位

(2)圓角位太深且所在位置狹窄

(3)由曲面與直壁或斜壁組成的角位

(4)模具結構中存在較深且窄的部位

2. 電極的結構形式

有整體式電極和鑲拼式電極兩種結構形式。整個電極用一塊材料加工而成,是最常用的結構形式。對形狀復雜的電極整體加工有困難時,可將其分成幾塊,分別加工后再鑲拼成整體,鑲拼式電極可節省材料,但應保證各電極鑲塊之間的精度。

整體式電極與鑲拼式電極

3. 設計電極的經驗

(1)設計電極前要充分了解模具結構。分清楚模具的膠位、插破位、靠破位、枕位等,確認好哪些部位需要放電加工,模仁與鑲件是否要組裝放電。

(2)設計電極時要按照一定的順序進行,以防漏拆電極。這點對于復雜模具的電極設計非常重要。

(3)設計電極要考慮電極的制作問題。設計的電極應容易制作,最好是只使用一種加工方法就可以完成。如用CNC銑制作復雜電極非常方便,也容易保證電極精度。

(4)對于產品有外觀和棱線要求的模具,可以優先考慮將電極設計為一次可以加工整體型腔的結構;有時整體電極加工有困難,有加工不到的死角,或者是不好加工,所需刀具太長或太小,就可以考慮分多一個電極,有時局部需要清角電極。

(5)電極的尖角、棱邊等凸起部位,在放電加工中比平坦部位損耗要快。為提高電火花加工精度,在設計電極時可將其分解為主電極和副電極,先用主電極加工型腔或型孔的主要部分,再用副電極加工尖角、窄縫等部分。

(6)對于一些薄小、高低跌差很大的電極,電極在CNC銑制作和電火花加工中都非常容易變形,設計電極時,應采用加強電極的結構。

(7)電極在加工部位開向的方向,必須延伸一定尺寸,以保證工位加工出來后口部無凸起的小筋。

(8)考慮對某些電極進行避空處理,避免在電火花加工中發生加工部位以外不希望的放電情況。

(9)設計電極時應考慮減少電極的數目。可以合理地將工件上一些不同的加工部位組合在一起,作為整體加工或通過移動坐標實現多處位置的加工,如下圖所示,將工件上多處相同的加工部位采用電極移動坐標來加工。

不同加工部位組合在一起的電極

(10)設計電極時應將加工要求不同的部位分開設計,以滿足各自的加工要求。如模具零件中裝配部位和成型部位的表面粗糙度要求和尺寸精度是不一樣的,所以不能將這些部位的電極混合設計在一起。

(11)給電極設計合適的底座。底座是電火花加工中校正電極和定位的基準,同時也是電極多道工序的加工基準,如在用線切割清除電極上刀具拐角部位的加工中,就需要用基座進行定位。另外,底座上最好設計方便電極安裝時辨別方向的基準角。

(12)設計電極時要考慮電火花加工工藝。選用Z軸伺服加工還是側向加工或多軸聯動加工;電極要便于裝夾定位;根據具體情況開設排屑、排氣孔。

(13)電極數量的確定。 電極數量的確定主要取決于工件的加工形狀及數量,其次還要考慮到工件的材質﹑加工的深度以及加工的面積。

(14)設計電極的底座有兩種方法,一種方法是在電極加工部位最大外形的基礎上均勻擴大設計出底座,結果是以底座為基準的X、Y、Z坐標值往往為小數。第二種方法是先給底座基準的X、Y、Z坐標值確定一個整數。顯然第二種方法可以避免電火花加工中操作者將復雜小數看錯的情況。

(15)一套模具的所有電極設計完成后,應填好備料單(根據電極要求確認電極坯料長,寬,高和電極數量,材質),安排電極的制作,設計好電火花加工的圖紙(放電坐標、加工要求及細節備注)。

4. 確定電極縮放量

確定電極縮放量主要考慮的因素:加工形狀、加工尺寸、加工余量、加工精度要求、加工表面粗糙度要求、電極與工件材質。

(1)數控電火花粗、中、精加工電極的單側縮放量一般取0.30-0.15㎜、0.2-0.15㎜、0.15-0.05㎜。比如大多數模具廠的電極尺寸縮放量為粗公單邊0.2mm,精公單邊0.1mm。

(2)加工面積比較小的電火花加工場合,電極縮放量應取小一些;加工面積比較大的電火花加工場合,電極縮放量應取大一些。

(3)深度值比較大的電火花加工場合,電極縮放量應取大一些,以避免粗加工效率偏低及二次放電造成工位口部尺寸超差。

(4)工件材質為硬質合金時,實際加工中放電間隙大約只有鋼材質工件的一半,故確定的電極縮放量也要小些。

(5)電極縮放量在很大程度上決定了加工速度。如果放電能量較大,放電間隙也會較大;反之相反。較大放電能量的加工速度也就會快。如果電極縮放量加大,加工速度也會成倍加快。

5. 選擇電極材料

(1)紫銅電極

紫銅是電火花加工中應用最廣泛的電極材料。因為電極大部份都采用銅加工,所以在沿海地區把電火花加工的電極叫銅公。能比較容易獲得穩定的加工狀態,精加工中采用低損規準可獲得輪廓清晰的型腔,可進行鏡面超光加工。缺點是不宜承受較大的電流密度,在加工深窄筋位部分,局部高溫很容易使電極發生變形,小電極的毛刺處理困難。

(2)石墨電極

石墨很容易制造成形,無加工毛刺。在大電流的粗加工中,加工速度快。密度小,只有紫銅材料的1/5,使得大型電極制作和準備作業更容易。超薄電極放電加工中時不易變形。石墨電極的不足是不能加工非常精細的表面,在精細加工中電極損耗較銅要大,另外是石墨電極的制作需要專門的石墨加工機。

(3)銅鎢合金

銅鎢合金電極材料在電火花加工中使用較少,只有在高精密模具及一些特殊超硬合金的電火花加工中才常被采用。銅鎢合金電極材料可以有效地抵御電火花加工時的損耗,能保證極低的電極損耗。不足是材料價格昂貴。


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