提高成型電火花加工效率的工藝探討

李志國

摘 要：電火花加工是模具制造行業(yè)應(yīng)用率較高的工藝方法，一定程度上提高了零件的加工質(zhì)量，但電火花加工速度相對(duì)緩慢，怎樣提高電火花加工效率成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的熱點(diǎn)。文章從電火花加工工藝、電火花加工機(jī)床調(diào)整以及加工操作三方面對(duì)提高電火花加工效率進(jìn)行探討，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：電火花；加工效率；工藝探討

近年來，我國制造業(yè)發(fā)展迅速，對(duì)零件質(zhì)量及加工效率提出了更高要求，部分零件需要利用電火化進(jìn)行加工，然而電火花加工速度相對(duì)緩慢，因此，充分分析電火花加工相關(guān)環(huán)節(jié)，采取針對(duì)性改進(jìn)措施，提高電火花加工效率尤為迫切。

1 電火花加工工藝

電火花加工的實(shí)現(xiàn)主要借助熱融化逐漸對(duì)加工材料進(jìn)行腐蝕，這一特點(diǎn)決定了加工速度的緩慢。因此，實(shí)際加工操作時(shí)僅將一些精銑比較困難的部分利用電火花加工，以達(dá)到提高其加工效率的目的。但絕大多數(shù)情況下，即便先對(duì)零件進(jìn)行粗加工，但采用電火花加工仍花費(fèi)不少時(shí)間。那么從加工工藝角度分析，怎樣提高電火花加工效率呢？

1.1 結(jié)合實(shí)際選擇合適工藝

電火花加工工藝有多電極更換成形工藝、單電極直接成形工藝之分，因此，在確定加工工藝時(shí)應(yīng)綜合考慮零件表面粗糙度、加工精度及速度要求，以選擇最佳的電火花加工方法。其中當(dāng)零件比較簡單且型腔精度要求不高時(shí)，使用單電極直接成形工藝，一定程度上可提高加工效率。而零件對(duì)加工精度要求較高時(shí)應(yīng)使用多電極更換成形工藝進(jìn)行加工，即利用粗加工電極將大量材料去除，而后利用精加工電極進(jìn)行精加工處理，如此可提高加工效率。

1.2 采用適當(dāng)?shù)碾姌O材料

電極材料會(huì)給放電效果產(chǎn)生直接影響，進(jìn)而影響電火花加工效率，而且電極材料還會(huì)影響零件表面的粗糙程度。因此，進(jìn)行實(shí)際加工操作時(shí)應(yīng)結(jié)合加工要求選擇合適的電極材料。通常情況下，石墨電極與紫銅電極的應(yīng)用率比較高，但其各有優(yōu)缺點(diǎn)。例如，紫銅電極加工狀態(tài)相對(duì)穩(wěn)定，而且得到的型腔輪廓比較清晰，但加工表面較為粗糙。而石墨電極比較適合應(yīng)用在高速粗加工中，而且損耗相對(duì)較低，但放電不夠穩(wěn)定，時(shí)常出現(xiàn)電弧放電現(xiàn)象?？偨Y(jié)以往的電火花加工經(jīng)驗(yàn)，零件大型腔加工時(shí)使用石墨電極，加工效率相對(duì)較高。部分加工人員由于習(xí)慣使用石墨電極，結(jié)果對(duì)于一些加工表面要求比較高的零件而言，則需要進(jìn)行多次的加工，一定程度上影響加工效率的提高。因此，使用電火花加工零件時(shí)應(yīng)根據(jù)零件加工要求，選擇合適材料的電極。

1.3 電極縮放量應(yīng)適當(dāng)

電極縮放量會(huì)給加工效率產(chǎn)生影響，而且不同的加工方式電極縮放量存在一定的差異。電火花加工方式包括不平動(dòng)與平動(dòng)兩種，其中不平動(dòng)加工方式的加工尺寸受精加工控制的影響較大。該種方式下精加工時(shí)電極縮放量的確定需要考慮電參數(shù)、以及合理的火花間隙，通常情況單側(cè)可選擇在0.02-0.06mm范圍內(nèi)。進(jìn)行粗加工時(shí)確定電極縮放量時(shí)，應(yīng)考慮為后期的精加工預(yù)留合適的余量，以及加工速度等，此種狀況下單側(cè)可選擇0.15-0.25mm范圍。利用平動(dòng)方式進(jìn)行加工時(shí)，平動(dòng)量、電極縮放量以及放電間隙參數(shù)會(huì)影響加工精度?？紤]到平動(dòng)量可進(jìn)行調(diào)節(jié)，以精準(zhǔn)把握加工尺寸，而且當(dāng)進(jìn)行精加工操作時(shí)可適當(dāng)調(diào)大電極縮放量?？傊枰宄卣J(rèn)識(shí)電火花加工時(shí)電極縮放量的確定應(yīng)結(jié)合加工需要而定，盲目的增加電極縮放量會(huì)取得適得其反的效果。

2 加工機(jī)床的調(diào)整

電火花加工過程中加工機(jī)床的諸多參數(shù)會(huì)給加工效率產(chǎn)生影響，因此，可從電參數(shù)調(diào)節(jié)、加工流量控制、平動(dòng)加工的確定等內(nèi)容入手，對(duì)機(jī)床進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)加工效率的提高。

2.1 合理調(diào)節(jié)電參數(shù)

電火花加工零件時(shí)，對(duì)電參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，不僅可提高加工效率，而且還能提高加工質(zhì)量，因此，應(yīng)結(jié)合零件加工要求，對(duì)電參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整。從當(dāng)前來看，一些數(shù)控電火花加工機(jī)床中存儲(chǔ)了較多的電參數(shù)，加工時(shí)只需進(jìn)行選擇即可，其余工作由機(jī)床自動(dòng)控制，不僅減少了人工勞動(dòng)量，而且一定程度上提高了加工效率，但進(jìn)行大面積、大錐度以及深孔加工時(shí)學(xué)需要人為地對(duì)電參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。在進(jìn)行調(diào)整時(shí)應(yīng)注重考慮：一方面，充分考慮抬刀速度、放電時(shí)間以及抬刀高度等，尤其在加工相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)下，調(diào)高電流、降低脈沖間隔，適當(dāng)減少抬刀幅度與動(dòng)作可實(shí)現(xiàn)加工效率的提高。另一方面，如加工時(shí)的穩(wěn)定性較差，應(yīng)選擇合理的脈沖間隔，增加抬刀頻率。

2.2 嚴(yán)格控制加工留量

電火花加工一般分為多個(gè)段進(jìn)行，不同段之間應(yīng)留有一定的加工留量?？紤]到加工留量與加工效率之間存在一定的關(guān)系，因此，為實(shí)現(xiàn)加工效率的提高，應(yīng)嚴(yán)格控制加工留量。通常情況下，將加工留量適當(dāng)?shù)販p少，可提高電火花加工效率，這一現(xiàn)象在精加工面積大的零件時(shí)較為明顯。針對(duì)數(shù)控電火花加工機(jī)床可能會(huì)自動(dòng)給出加工留量，不過為進(jìn)一步提高加工效率可對(duì)機(jī)床生產(chǎn)的加工留量進(jìn)行人為地修改。

2.3 平動(dòng)加工的選擇

對(duì)數(shù)控電火花加工機(jī)床而言，平動(dòng)加工是比較重要的加工方法，而且加工機(jī)床不同平動(dòng)加工的方式也存在一定的差異。例如，部分加工機(jī)床的平動(dòng)加工方式有伺服平動(dòng)與自由平動(dòng)之分，其中進(jìn)行淺表加工使用自由平動(dòng)，可提高排屑效果，實(shí)現(xiàn)加工效率的提高，但自由平動(dòng)不宜用于深度加工，而進(jìn)行深度加工時(shí)使用伺服平動(dòng)可提高加工效率。因此，為提高電火花加工效率，應(yīng)選擇合理的平動(dòng)加工方式。

3 電火花的加工操作

研究表明，電火花加工操作注意一些細(xì)節(jié)問題可提高加工效率。利用電火花加工操作時(shí)應(yīng)注重以下兩方面問題。

3.1 嚴(yán)格控制重復(fù)定位質(zhì)量

電火花加工一般需要多個(gè)電極參與其中，不可避免地需要重復(fù)定位。在精加工中重復(fù)定位質(zhì)量給加工效率產(chǎn)生的影響較為明顯。例如，第一個(gè)電極對(duì)準(zhǔn)深度出現(xiàn)較大偏差時(shí)，會(huì)影響首次加工質(zhì)量，給第二次加工產(chǎn)生影響，導(dǎo)致加工效率的低下。因此應(yīng)采取措施確保重復(fù)定位的準(zhǔn)確性。進(jìn)行重復(fù)定位時(shí)電極和工件接觸感知定位以及間接定位法比較常用，其中前者操作難度較小，但容易因定位精度無法滿足要求而延長加工時(shí)間。間接定位法可有效減少誤差的出現(xiàn)，例如，采用基準(zhǔn)球進(jìn)行間接定位時(shí)在減少誤差的同時(shí)，為分中的實(shí)現(xiàn)提供較大便利，尤其縮短了電極位移，避免了時(shí)間的浪費(fèi)。另外，加工多個(gè)工件時(shí)只要完成一次基準(zhǔn)球分一次中便可，有效的節(jié)省了時(shí)間。

3.2 確保沖液的合理性

利用電火花加工零件時(shí)為給電蝕物等的排除提供方便，應(yīng)提高加工屑的排出效率，因此，選擇合理的沖液方式顯得尤為重要，以確保加工作業(yè)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)加工效率的提高。另外，進(jìn)行抽油或沖油操作時(shí)，將沖油壓力適當(dāng)提高會(huì)促進(jìn)加工速度的提高，不過應(yīng)將壓力控制在合適范圍內(nèi)，否則會(huì)影響加工效率的提高。

4 結(jié)束語

生產(chǎn)制造行業(yè)的蓬勃發(fā)展，促使一些生產(chǎn)企業(yè)對(duì)各種類型零件的需求不斷增加，電火花加工被廣泛應(yīng)用于一些零件的加工中?？紤]到電火花加工比較緩慢，因此，為更好地滿足零件加工要求，總結(jié)不同零件加工經(jīng)驗(yàn)與技巧，并積極探討提高電火花加工效率的有效策略，為提高點(diǎn)火花加工效率奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，進(jìn)一步推動(dòng)我國生產(chǎn)制造行業(yè)邁向新的發(fā)展臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)

[1]李建原.提高成形電火花加工效率的工藝探討[J].機(jī)械，2014，S1：96-100+127.

[2]蔣毅.微小孔電火花加工過程控制系統(tǒng)的研究[D].上海交通大學(xué)，2011.

[3]張勇，趙航，張廣玉，等.微細(xì)電火花加工系統(tǒng)及其工藝技術(shù)[J].中國機(jī)械工程，2008，5：526-530.

[4]楊青照.電火花加工抬刀的自適應(yīng)控制研究[D].北京建筑大學(xué)，2014.

[5]劉巍，鄒尚博，王一明，等.深微孔電火花加工非電參數(shù)工藝規(guī)律研究[J].電加工與模具，2012，6：24-27.