在精密模具加工领域,电火花加工得到了广泛的应用。采用这种方式,可以将粗糙度控制在0.2微米以下,得到镜面一般的反光效果,从而在一些精密加工中替代手工抛光的过程。这种加工工艺称为镜面电火花加工,其对于提高零件品质有很大的帮助。
对电极的要求
用于镜面电火花加工的电极通常是以纯度高、质地均匀的紫铜或洛铜为材料制成的,其中,洛铜由于电极损耗更小而得到了更多地使用。电极表面要经过精修抛光,不能留有缺陷和刀痕。尺寸缩放量方面,一般镜面加工电极单边在0.05到0.2毫米之间,而精加工电极单边则在0.1毫米左右。加工面积既不能太大也不能太小。太大会影响加工的精度和表面质量,太小则会减慢加工速度。
精密镜面电火花加工往往要用使用多个电极,这就决定了对多个电极的一致性要求极高。因此,精密电极的制造精度,以及更换电极的重复装夹、定位精度都必须要达到要求。电极制造通常采用高速铣削的加工方式,而定位时则先使用基准球测量,再以快速装夹定位系统进行重复定位。
加工余量控制
电火花加工的工艺过程采用由粗到精的顺序,放电电流也是由大到小逐级变化,最后通过深度进给和平动修光底部和侧面。最理想的情况是后一步加工只需要修光前一步加工形成的表面不平度,而不打掉新的材料。但实际上,由于放电状况受到很多因素的制约,存在一定的不可控性,所以每次放电,都要为后面的加工预留出合理的加工余量。加工余量过大会减慢加工速度,加工余量过小会使加工出来的镜面出现针孔或者不均匀。
放电参数与加工控制
作为一种负极性加工,镜面电火花加工中一些电参数的选择起到了关键性的作用。相比于常规电火花加工,镜面电火花加工的放电时间要设定的长一些,抬刀高度要短一些,抬刀速度要慢一些。这样就不会干扰放电的持续稳定进行,可以维持一个稳定的小能量电蚀过程。由于镜面加工精加工阶段的尺寸变化不大,只要修光到要求的表面粗糙度就可以了,因此可采用数控电火花加工机床的定时加工功能,并根据经验来设定加工时间。
镜面电火花加工的工作液呀采用浸油加工方式,加工部位的工作液应处于轻微的循环状态,切忌不要使用强烈的冲液,否则会干扰微放电过程的正常形成。镜面加工只要各个环节处理得没有问题,一般不会形成积碳,所以加工过程中尽量少停机,更不必清理掉将留在工件加工表面的粉墨层。
混粉技术实现大面积加工
混粉技术就是在电火花加工的工作液中添加了硅粉、铝粉、铬粉等添加成分,实现大面积的电火花镜面加工。这是一种有效改善电火花加工表面粗糙度的工艺方法。使用了混粉技术可以在同样的电参数下达到更快的加工速度,加工出的表面粗糙度也要优于未使用这一技术的情况,尤其是对于大面积的电火花镜面加工而言更是如此。
采用混粉技术加工过程中,选择合适的粉末添加剂和混粉工作液循环装置是非常重要的。另外还要注意粉末添加剂的浓度,利用扩散装置可以消除浓度的误差。
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