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1、基于電火花銃削加工電極設(shè)計(jì)和制備工藝【摘要】電火花銃削加工中電極的設(shè)計(jì)和制備是關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)加工精度及表面粗糙度有著直接影響。本文從電極材料、結(jié)構(gòu)形式、尺寸確定、制作工藝等4個(gè)方面舉例分析探討了電火花銖削加工用電極的一般設(shè)計(jì)方法以及制備工藝?！娟P(guān)鍵詞】電極材料；電火花銃削；制備工藝0引言電火花銖削加工是整合了電火花成型加工與機(jī)械銖削加工發(fā)展起來(lái)的一門新加工技術(shù)。電火花銃削加工主要采用高速旋轉(zhuǎn)的主軸帶動(dòng)棒狀或管狀電極轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)控制多軸聯(lián)動(dòng)，進(jìn)行電火花成形加工。電火花銃削加工不僅能完成輪廓、挖槽、型腔、曲面、修邊、去殘料等加工項(xiàng)目，同時(shí)改善了傳統(tǒng)電火花加工中存在的加工速度、電極損耗和表面質(zhì)
2、量之間的矛盾。電火花銃削不同于機(jī)械銃削的金屬切削，是一種非接觸性加工，電火花銃削加工電極與工件之間存在放電間隙，在加工過(guò)程中存在電極損耗，會(huì)對(duì)輪廓及型腔尺寸形狀產(chǎn)生影響，因此，電極的設(shè)計(jì)和制備是電火花銃削加工的關(guān)鍵技術(shù),它對(duì)加工精度及表面粗糙度有著直接影響。1電極材料電火花銃削加工中，雖然和電火花成型加工時(shí)一樣，工具電極與工件不接觸(通過(guò)電蝕作用對(duì)工件進(jìn)行加工)，但是由于銃削放電的特性，以及不同材料電極對(duì)加工的穩(wěn)定性，生產(chǎn)率及加工質(zhì)量等產(chǎn)生較大影響的原因，因此，在實(shí)際使用中不能任意選擇電極材料(如穿孔及型孔加工常用的電極材料鑄鐵)，而應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要，選擇相對(duì)損耗小、加工過(guò)程穩(wěn)定、生產(chǎn)
3、率高、易于制造加工及成本低廉的材料作為電極材料，以滿足零件的電加工要求。目前，常用的電火花銃削電極材料主要有：純銅、黃銅、石墨、銅鑄合金、銀鵠合金等。(1)純銅電極特點(diǎn)是在加工過(guò)程中穩(wěn)定性好，生產(chǎn)率高，導(dǎo)熱性好，電極損耗小，不易產(chǎn)生電弧，材料重復(fù)利用率高，但材料韌性大，機(jī)械加工性能較差、精度較低、損耗較大，相對(duì)價(jià)格較貴。對(duì)于電火花銃削加工來(lái)說(shuō)，純銅電極易于加工成精密、微細(xì)的花紋，采用精微加工能達(dá)到Rai.25pm的表面粗糙度，因此適用于小型腔及高精度型腔的加工。(2)黃銅電極在電火花加工過(guò)程中穩(wěn)定性較好、生產(chǎn)率高、與純銅電極相比價(jià)格較低、機(jī)械加工性能較好，但其機(jī)械磨削性能差，由于含有
4、較多雜質(zhì)，電極的損耗較大，精度不高。因此，在電火花銃削加工中黃銅電極一般用在對(duì)加工表面粗糙度較低，尺寸、形狀精度要求較高及形狀較復(fù)雜的小孔或型腔的粗加工中。(3)石墨電極易于機(jī)械加工，穩(wěn)定性好，電加工性能好，電極損耗小，生產(chǎn)率高、價(jià)格較便宜(與銅大體相同),但機(jī)械強(qiáng)度較差，尖角處易崩裂且不易做成精密、微細(xì)的花紋，容易產(chǎn)生電弧燒傷現(xiàn)象。因此，石墨電極適用于做各種型腔的粗加工，而作為精加工材料其加工表面只能達(dá)到Ra2.5um,并且要求顆粒小、組織細(xì)密、強(qiáng)度高和導(dǎo)電性好,所以應(yīng)用較少。(1)銅鵠合金和銀鵠合金的熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱性與加工穩(wěn)定性均很好，電極損耗小，電加工性能優(yōu)越，但價(jià)格偏高且機(jī)械加
5、工比較困難。因此，它們主要用于模具中高精度的深孔、直壁孔的穿孔加工和小面積高精度的型腔加工及硬質(zhì)合金類導(dǎo)電性能偏低的模具加工，一般只在少數(shù)的超精密電火花加工中采用，在電火花銃削加工中運(yùn)用較少。2結(jié)構(gòu)形式電火花銃削用電極的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)所需加工的型孔、型腔的位置形狀、尺寸大小、精度表面粗糙度要求，以及電極的加工工藝性等來(lái)確定。常用的電極結(jié)構(gòu)有如下3種形式。2.1整體電極整體式電極是用一塊整體材料加工而成，是電火花銃削型孔或型腔加工中最常用的電極結(jié)構(gòu)形式。對(duì)于橫斷面積及重量較大的電極，可在電極上開(kāi)孔以減輕電極重量。圖1所示為型腔加工用整體電極的結(jié)構(gòu)形式。由于電火花銃削加工可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)軌跡
6、來(lái)改變型腔的大小、深淺，因此普通電火花穿孔加工中常采用的階梯式整體電極在銃削加工應(yīng)用較少。2.2組合電極在電火花銃削型腔加工中常遇到需要在同一凹模上加工出幾個(gè)相同型孔，對(duì)于這樣的凹?？梢杂脝蝹€(gè)電極分別加工各孔，也可以采用組合電極加工，即把多個(gè)電極組合裝夾在一起。然后再進(jìn)行整體銃削，一次完成凹模各型孔的電火花加工。如圖2所示的組合式電極，適于一模多腔時(shí)采用，提高了加工效率，簡(jiǎn)化了型腔間的定位工序，提高了型腔的位置精度。2.3鑲拼電極對(duì)于形狀復(fù)雜的電極整體加工有困難時(shí)，常將其分成幾塊形狀簡(jiǎn)單的電極，分別加工后再鑲拼成整體，即鑲拼式電極。如圖3所示，是將E字形硅鋼片沖模所用的電極分成三塊，
7、分別加工完畢后再鑲拼成整體，保證了電極的制造精度,得到了尖銳的凹角，而且還簡(jiǎn)化了電極的加工步驟，提高了生產(chǎn)效率。鑲拼式電極，適用于電火花銃削加工中型腔尺寸較大、單塊電極坯料尺寸不夠或電極形狀復(fù)雜，將其分塊才易于制造的情況?？傮w來(lái)說(shuō)，對(duì)于體積小、易變形的電極，應(yīng)設(shè)計(jì)為整體式電極，同時(shí)將電極工作部分以外的截面尺寸增大以提高剛度。對(duì)于體積較大的電極，應(yīng)采取組合、鑲拼等方式，來(lái)保證加工質(zhì)量，另外要盡可能減輕電極的重量，以減小機(jī)床的變形。3尺寸確定2.1電極橫截面尺
