電火花型腔模具成型技術(shù)與模具設(shè)計

黃龍明

[摘 要] 模具作為加工制造業(yè)中不可或缺的工業(yè)裝備，加工精度能否滿足要求會對該生產(chǎn)部門所生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生決定性作用。傳統(tǒng)的模具加工雖然在技術(shù)層面較為簡易，但隨著各類工程工具精度要求的不斷提高，其已無法滿足工具生產(chǎn)需要。這種情況使各類新型模具加工逐漸成為業(yè)內(nèi)主流，電火花技術(shù)就是其中最具代表性的技術(shù)之一。通過對電火花加工原理及必要條件進(jìn)行闡述，分別介紹幾種電火花型腔模具加工方式的操作過程。

[關(guān) 鍵 詞] 電火花；型腔模具；成型技術(shù)；模具設(shè)計

[中圖分類號] TG162.4 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號] 2096-0603（2018）17-0184-01

近年來模具加工精度要求的不斷提高使傳統(tǒng)機(jī)械式模具加工的劣勢不斷顯現(xiàn)。機(jī)械加工在很多關(guān)鍵但不易伸入機(jī)械結(jié)構(gòu)部位無法滿足加工要求也逐漸成為業(yè)內(nèi)人士亟待解決的問題。電火花技術(shù)作為一種利用電火花放電原理進(jìn)行加工的技術(shù)，其受結(jié)構(gòu)因素影響較小，因而在近些年成為模具加工的主流技術(shù)之一。

一、電火花加工原理及所需條件

電火花加工方式實現(xiàn)對材料的去除主要依靠電極與可導(dǎo)電的加工材料間保持較為微小的一段距離，工具電極能夠在這一微小縫隙中產(chǎn)生尖端放電現(xiàn)象，形成電火花，這種電火花內(nèi)部溫度極高，能夠使工件材料需要去除部位的金屬快速熔化甚至汽化，隨即從原有位置脫落，這樣就完成了對金屬的去除過程。

電火花加工工藝要完整實現(xiàn)其功能需要如下幾個條件：首先，電極的電源應(yīng)為脈沖電源，因為只有在這種交替變化的電源中電極才可出現(xiàn)有規(guī)律的放電現(xiàn)象。其次，要根據(jù)加工要求合理控制電極與加工材料的級間距離。距離太近會短路，排屑困難造成積碳，影響型腔整體形狀性能要求，而距離過大則會使金屬去除效果難以達(dá)到預(yù)定要求。最后，電極與加工金屬應(yīng)處于同一導(dǎo)電液體介質(zhì)內(nèi)，這一介質(zhì)的導(dǎo)電性及絕緣強(qiáng)度都應(yīng)滿足加工要求。

二、電火花型腔模具加工設(shè)計

電火花在加工過程中應(yīng)用較為廣泛，主要有線切割、成型加工、穿孔、加工型腔模具等，在這其中以加工型腔模具應(yīng)用電火花最為普遍。利用電火花加工型腔模具按照工具電極在模具內(nèi)的運動情況可以將加工模式分為如下三種：

（一）單電極成型設(shè)計

整個加工過程只利用一個電極，因此，其在模具內(nèi)部的運行模式通常以平面移動為主。其加工步驟分為兩步：首先，給電極設(shè)置較低的參數(shù)，使電極在模具內(nèi)部進(jìn)行初步運動，實現(xiàn)腔體的初步成型，這一初步加工步驟之所以選擇參數(shù)較低主要是為了降低電極與腔體接觸對電極產(chǎn)生的磨損。隨后，電極開始進(jìn)行水平運動或圓周運行，這一過程主要是對初步加工的腔體進(jìn)行細(xì)致打磨，使其完全符合型腔模具的加工要求，在這一過程中，若需要對模具側(cè)向部分進(jìn)行細(xì)致加工，需要人為不斷對電極位置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（二）多電機(jī)交替加工設(shè)計

這一技術(shù)需要利用多個電極來共同完成加工，加工過程中需要不斷對電極進(jìn)行更換，其更換主要取決于加工部位的精度要求。一般在初步加工過程中，選取的加工電極通常電參數(shù)較大，且材料耐磨能力較強(qiáng)，這有利于快速高效地去除腔體內(nèi)部大量無用的金屬物質(zhì)。隨后，再換用精加工電極，這時電極電參數(shù)較小，且加工較為細(xì)致，能夠?qū)崿F(xiàn)對模具局部凸出或缺陷的小型修復(fù)，其單次運行只會去除較少部分的金屬，不會對整體模具形狀產(chǎn)生大規(guī)模破壞，實現(xiàn)對模具進(jìn)行細(xì)節(jié)加工的目的。

（三）分解加工法設(shè)計

這種方法是一種根據(jù)型腔模具各部分加工要求分別選擇電極進(jìn)行加工的方法。一般為加工型腔的主體部位一般選擇加工精度較高的電極，這種電極加工性能較好，能夠滿足型腔表面平整度及精度的較高要求，能夠使加工過后的型腔主體滿足既定要求。而對型腔的一些非主要部位，通常選擇加工精度稍差的電極進(jìn)行加工，這種分解加工法能夠有效實現(xiàn)電極精度與加工精度的完美匹配，不僅有利于模具成型零件各部分實現(xiàn)其自身功能，還在節(jié)約成本方面具有重要意義。

三、結(jié)語

加工技術(shù)能夠不斷實現(xiàn)升級的關(guān)鍵就在于其能否與其他技術(shù)實現(xiàn)有機(jī)結(jié)合。電火花型腔模具加工技術(shù)作為一種將電應(yīng)用于機(jī)械加工的新型技術(shù)，發(fā)揮了電能可以快速產(chǎn)生高溫且溫度可通過參數(shù)調(diào)節(jié)控制的優(yōu)點，使成型模具加工技術(shù)水平達(dá)到了新的高度。相關(guān)加工人員應(yīng)在日常工作中不斷探索，尋找與其他技術(shù)結(jié)合的突破口，實現(xiàn)模具加工水平的快速提高。

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