近年來婚陪,制造精密壓鑄模具已普遍采用電火花加工(EDM)族沃,尤其是注射模、鍛模泌参、沖裁模和壓鑄模等的生產(chǎn)方面脆淹。電火花加工的發(fā)展一方面擴展了這種方法的通用性,同時也顯著的提高了操作技術(shù)沽一,生產(chǎn)力和加工精度盖溺,電火花加工繼續(xù)發(fā)展成為大多數(shù)制模公司的一個主要的加工方法漓糙,可同樣容易的加工經(jīng)濟淬硬或退火的鋼材。但是烘嘱,電火花加工應(yīng)用不慎的話可能會對模具表面性能產(chǎn)生不利的影響昆禽,破壞鋼材的加工性能。
電火花加工的基本原理是在石磨或銅電極(陽極)和鋼材(陰極)之間的不導(dǎo)電介質(zhì)中放電蝇庭,模具的侵蝕通過放電來控制醉鳖,操作過程中,負電極進入鋼材中獲得所需形狀哮内,電火花加工中鋼材的表面溫度非常高剪炮,從而使其熔化和蒸發(fā),在表面產(chǎn)生了一層熔化后再凝固的較脆層达植,緊接著這層的是再淬硬層和回火層藤门。
1. 電火花加工特點
(1)電火花屬于不接觸加工 工具電極和工件之間并不直接接觸轿侍,而是有一個火花放電間隙0.2~0.01mm仙衩,間隙中充滿工作液。
∪垩帷(2)加工過程中沒有宏觀切削力 火花放電時,局部像淋、瞬時爆炸力的平均值很小誉煎,不足以引起工件的變形和位移。
∮锕汀(3)可以“以柔克剛” 由于電火花加工直接利用電能和熱能來去除金屬材料痛贬,與工件材料的強度和硬度等關(guān)系不大,因此可以用軟的工具電極加工硬的工件磨涵,實現(xiàn)“以柔克剛”驻债。
(4)可以加工任何難加工的金屬材料和導(dǎo)電材料 由于加工中材料的去除是靠放電時的電形葬、熱作用實現(xiàn)的合呐,據(jù)華夏模具網(wǎng)專家了解,材料的可加工性主要取決于材料的導(dǎo)電性及熱學(xué)特性笙以,如熔點淌实、沸點、比熱容猖腕、導(dǎo)熱系數(shù)拆祈、電阻率等,而幾 乎與其力學(xué)性能(硬度倘感、強度等)無關(guān)放坏。這樣可以突破傳統(tǒng)切削加工對刀具的限制咙咽,可以實現(xiàn)用軟的工具加工硬、韌的工件甚至可以加工聚晶金剛石淤年、立方氮化硼一 類的超硬材料钧敞。
目前電極材料多采用紫銅或石墨,因此工具電極較容易加工祷骂。
」碗埂(5)可以加工形狀復(fù)雜的表面 由于可以簡單地將工具電極的形狀復(fù)制到工件上,因此特別適用于復(fù)雜表面形狀工件的加工藤习,如復(fù)雜型腔模具加工等乌心。特別是數(shù)控技術(shù)的采用,使得用簡單的電極加工復(fù)雜形狀零件成為現(xiàn)實第粟。
∑ジ(6)可以加工特殊要求的零件 可以加工薄壁、彈性协颅、低剛度糕但、微細小孔、異形小孔簇娩、深小孔等有特殊要求的零件唠魏。由于加工中工具電極和工件不直接接觸,沒有機械加工的切削力货裳,因此適宜加工低剛度工件及微細加工例吹。
2. 電火花加工實例
轉(zhuǎn)子精密壓鑄模定模芯,其毛坯尺寸為φ 100 mm×45mm景图,中間錐孔最大直徑為6mm较雕,最小直徑為1.8mm,清角處最大槽深為30mm挚币,整體加工高度為40mm亮蒋。據(jù)華夏模具網(wǎng)專家了解,由于該工件與約700℃鋁液接 觸妆毕, 為增加其表面抗腐蝕能力及紅硬性慎玖, 在粗加工完成后需進行淬火處理,其硬度高達50HRC笛粘,在淬火后使用普通的機加工方法無法完成高硬度工件的精加工凄吏,因此必須通過電火花加工來完成其精加 工∪蚧祝考慮到電加工時間及其生產(chǎn)效率痕钢,在粗加工時錐孔使用錐度鉆頭分段加工,最大精加工余量小于0.5mm,正面清角處使用D 8平刀在加工中心上進行數(shù)控加工任连。
由于錐孔側(cè)深度不一蚤吹,必須使用兩種類型電極,而且如果使用單個電極一個一個地打電火花划疟,則加工時間長泡募,同時操作工校基準需8次苦恶,不僅增大了工人的工作量票虎,而且還增加了工件的制造成本,因此需制作如圖2所示的工裝來進行整體電火花加工筝踢,加工前將已車好的錐度電極 3摔色、4通過內(nèi)六角螺釘4固定于基座1上,檢查電極3彰碑、4的高度差数辱,并將螺釘緊固到位∠臧悖考慮到工件成形表面的粗糙度與加工周期初藐,工件分粗加工、半精加工與精 加工三道工序玷利,其火花放電間隙分別為0.20mm乍恐、0.10mm與0.01mm。
電極6的外形尺寸中等测砂,形狀較為復(fù)雜禁熏,在電極中為較普遍的模型,整個模型采用proeWildfire2.0進行數(shù)控加工邑彪。由于存在臺階與復(fù)雜 圓角,其CAM的加工策略為:先粗加工整體外形胧华,再精加工成形曲面及下端相連曲面寄症,最后精工中間沉槽的方式。電極6加工好后就采用同電極3矩动、4的放電方法 進行電火花加工有巧。
1.基座 2.內(nèi)六角螺釘 3、4.錐度電極5.定模芯 6.電極(1)整體粗加工 使用D16(R1)涂層鑲片銑刀悲没,采用螺旋加工方式篮迎,切深0.35mm,步距8mm示姿,輪廓余量0.35mm甜橱,粗加工余量0.35mm,底部余量 0.35mm,加工方式ROUGH_ONLY乞微,安全高度5mm俯重,主軸轉(zhuǎn)速2 500r/min,進給速度800mm/min蝉徒。使用屏幕演示功能夕锹,加工刀具軌跡。同時认寓,對加工進行仿真模擬檢查和過切檢查檬桅。電極3的粗加工余量都被去除 了,符合工藝的要求奉量。按完成序列退出芹寓。程序計算的時間為10s,加工時間為0.3h网燃。
∑啪(2)精加工一 精加工選用D12(R 6)球頭銑刀,采用曲面銑削的加工方式雄炕,步距0.2mm沈条,輪廓余量-0.25mm,切削角度45°诅炉,加工類型TYPE_3蜡歹,安全高度5mm,主軸轉(zhuǎn)速2 500r/min涕烧,進給速度 650mm/min月而。使用屏幕演示功能,加工刀具軌跡议纯。
同時父款,對加工進行仿真模擬檢查和過切檢查。
外部被定義的加工曲面的負余量(火花間隙即搖動量)都被去除了瞻凤,符合工藝的要求憨攒。按完成序列退出。程序計算的時間為20s阀参,加工時間為0.5h肝集。
(3)精加工中間沉槽 使用D4(R 0.4)涂層牛鼻銑刀蛛壳,采用螺旋加工方式芙糙,切深0.25mm,步距(SIDE_STEP)2.5mm骨矗,輪廓余量-0.25mm鹊逛,加工余量-0.25mm渺类, 底部余量-0.25mm,加工方式ROUGH_ONLY款腥,安全高度5mm惰采,主軸轉(zhuǎn)速3 500r/min,進給速度450mm/min综翠。使用屏幕演示功能栋锣,加工刀具軌跡。同時涤墙,對加工進行仿真模擬檢查和過切檢查谍竿。銑刀進入中間沉槽的內(nèi)部,槽 內(nèi)部的加工余量都被去除了惯缚,符合工藝的要求路影。按完成序列退出。程序計算的時間為5s屋群,加工時間為0.1h闸婴。
3. 結(jié)語
由于電極消耗少,放電加工速度快芍躏,機械加工性能好邪乍,重量輕,熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)越性对竣,在壓鑄模具中使用電火花加工已經(jīng)被大家逐步認識并接受庇楞,凡是在刀具無法清角、銑不動的地方否纬,使用電極均能完美實現(xiàn)其高質(zhì)量加工吕晌。
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