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十年數(shù)控經(jīng)驗的老師傅闡述電極編程的重點思路

文章出處: 人氣：1282 發(fā)表時間：2020-07-28 16:17:10

一：電極加工原理
電火花加工是利用工具電極和工件電極間瞬時火花放電所產(chǎn)生的高溫熔蝕工件表面材料來實現(xiàn)加工的。電火花加工機床一般由脈沖電源、自動進給機構(gòu)、機床本體及工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)等部分組成。工件固定在機床工作臺上。脈沖電源提供加工所需的能量，其兩極分別接在工具電極與工件上。當工具電極與工件在進給機構(gòu)的驅(qū)動下在工作液中相互靠近時，極間電壓擊穿間隙而產(chǎn)生火花放電，釋放大量的熱。工件表層吸收熱量后達到很高的溫度(10000以上)，其局部材料因熔化甚至氣化而被蝕除下來，形成一個微小的凹坑。工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)強迫清潔的工作液以一定的壓力通過工具電極與工件之間的間隙，及時排除電蝕產(chǎn)物，并將電蝕產(chǎn)物從工作液中過濾出去。多次放電的結(jié)果，工件表面產(chǎn)生大量凹坑。工具電極在進給機構(gòu)的驅(qū)動下不斷下降，其輪廓形狀便被“復(fù)印”到工件上(工具電極材料盡管也會被蝕除，但其速度遠小于工件材料)。

二：電極的概念

電極是指利用電火花加工對工件進行二次加工的脈沖工具。在加工中電極有兩種用途：

1.根據(jù)產(chǎn)品的要求，模具表面的粗糙度需要達到一定的標準，可以用電極加工出較高質(zhì)量的表面，也針對于某些產(chǎn)品表面需要產(chǎn)生火花紋的模具進行腐蝕，從而達到所需的火花紋面。

2.刀具很難加工或者不能加工的情況下用電極進行再加工，以便達到模具所需的要求。

三：電極工作原理

工作原理：從圖中可以看出脈沖電源分別為工具電極和工件提供電壓，自動調(diào)節(jié)進給系統(tǒng)控制電極靠近或遠離工件。在充滿電介質(zhì)（如煤油）中當工具電極接近工件時，在二者之間形成瞬間高壓，它們之間的介質(zhì)被擊穿，隨即發(fā)生火花放電。在火花通道中瞬時產(chǎn)生大量熱能，使金屬局部熔化甚至汽化、蒸發(fā)，而將金屬腐蝕下來，最終形成所需求的模具零件形狀。電火花加工可以加工傳統(tǒng)切削加工無法加工的型面，可以加工高硬度材料等。其缺點是加工過程緩慢，且不能加工非導(dǎo)電材料。對加工影響較大的主要有脈沖電流和脈沖頻率等參數(shù)。

四：電極的分類

1：紫銅

紫銅來源廣泛，具有良好的導(dǎo)電性，在較困難的條件下也能穩(wěn)定加工，不容易產(chǎn)生電弧，加工損耗小；可獲得較高的精度，采用精細加工能達到優(yōu)于Ra1.25μm的表面粗糙度。加工過程可保持尖銳的棱角、細致的形狀。不足之處：機械加工性能不如石墨，磨削困難；機械強度低，不利于加工中的裝夾、校正和維持較長時間的穩(wěn)定加工；比重大，即增加了加工進給系統(tǒng)的負擔(dān)，提高了對系統(tǒng)的要求，也不利于電極的安裝、校正。

2：石墨

與紫銅電極相比的優(yōu)點是：電極損耗小，粗加工時為紫銅的1/5~1/3；加工速度快，約為紫銅的1.5~3倍；機械加工性能好，切削阻抗為紫銅的1/4；加工效率為紫銅的2倍；比重輕，為紫銅的1/5，可用于大型電極；耐高溫，熱膨脹系數(shù)低，約為紫銅的1/4。不足之處：有脆性（在工作液中浸泡可減少脆性），易損壞；容易產(chǎn)生電弧燒傷現(xiàn)象；精加工損耗大，表面粗糙度只能達到Ra2.5μm；不易做成薄片和尖棱。

3：銅鎢和銀鎢合金

銅鎢電極因其有銅的高熱導(dǎo)率、低損耗率、低熱膨脹性和鎢的高熔點，廣泛應(yīng)用于模具鋼和碳化鎢工件以及精密加工。銅鎢和銀鎢合金的被切削性相當，加工穩(wěn)定性好，電極損耗小，但價格貴，大約分別是銅的40倍、100倍。

4：黃銅

黃銅電極損耗大，加工速度也比紫銅慢，但放電時短路少，加工穩(wěn)定。目前在火花機成形加工中一般不使用黃銅電極，但低速走絲線切割加工中仍使用。

5：鋼

鋼作為電極材料，機械加工性好，但加工穩(wěn)定性較差，在鋼沖模等加工中，加工速度為紫銅的1/3~1/2，電極損耗比為15％~20％，不能實現(xiàn)低損耗。

五：電極材料的基本要求

電火花加工電極材料應(yīng)具備以下基本性能要求：

1：高熔點，工具電極材料的熔點越高，電極損耗相對越小。

2：良好的導(dǎo)熱性，可使放電產(chǎn)生的熱量快速擴散，使加工介質(zhì)的絕

緣性能快速恢復(fù)，抑制拉弧燒傷現(xiàn)象的產(chǎn)生。

3：良好的導(dǎo)電性，易于產(chǎn)生電離，滿足放電基本條件。

4：較低的熱膨脹系數(shù)，在電火花加工過程中，電極尺寸能保持穩(wěn)

定，確保加工精度。

5：良好的力學(xué)性能，易于加工和具有較好的變形抗力。

六：銅公放火花位工廠參考規(guī)范

后模包R夾口銅公一般比前模銅公 0.02～0.03，避免夾口外露

小孔單邊鑼大0.03mm

七：銅公火花位加工方法

【方法一】設(shè)假刀+負余量法，工廠最常見

此方法平底刀在創(chuàng)建刀具時直徑縮小火花位值，底部火花位通過刀具輸出設(shè)置中的Z偏置或平移刀路控制，球刀，圓鼻刀通過側(cè)部底部設(shè)置負余量控制火花位數(shù)值。

【方法二】模型偏置法，不易出錯，但復(fù)雜銅公偏置不出來

此方法適用于比較簡單的銅公，首先將基準臺上面的部分通過偏置命令獲得實體模型，所有刀路將0對0加工。

八：銅公加工步驟

一、分析模型：尺寸分析、拔模分析、最小圓角半徑分析、模型缺陷分析(檢查幾何體)

二、總深度55MM，要移除的材料并不多，確定用高速機（雕刻機）加工

三、WCS坐標移到銅公頂部，導(dǎo)入高速模板，設(shè)定毛坯和安全高度

四、如模型復(fù)雜思路不清，先做開粗、光基準、光曲面、清角，后補二次開粗和中光

五、整理檢查刀路、調(diào)整加工順序

六、后處理、出程序單、出線割圖

九：銅公加工思路

開粗：一般銅公開粗保證余量在0.3MM左右，骨位銅公可按高度的不同留余量：0～8mm高開粗后保證骨厚2～2.5mm左右，8～15mm高開粗后保證骨厚2.5～3mm左右，15～25mm高開粗后保證骨厚3～3.5mm左右，25～35mm高開粗后保證骨厚3.5～4mm左右， 35mm高以上應(yīng)考慮分段開粗(先開粗到一定深度并光出一截,再開粗余下部分,接著光刀時需重復(fù)切削一段。有弧面的位置可用粗刀留少一點余量用固定軸曲面銑清臺階。

二次開粗：一般考慮使用小刀具參考前一刀具直接清角，小部分可分開來用等高加工。

光刀：先光基準外形，在進行直面，斜面，弧面位置加工。小位置可開粗光刀一起加工。

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