在普通電火花機床上加工復雜模具或工件,就是指那些被加工的型腔幾何形狀較為復雜,型腔尺寸精度和加工表面粗糙度要求比較高,而采用機械加工又無法或很難達到加工要求的工件或模具。
現以電扇罩子模具為例,介紹在普通電火花成形加工機床上怎樣加工復雜模具的。
(1)識讀被加工的模具圖 看到被加工的模具圖樣后,首先要仔細地分析圖樣,看懂該模具的技術要求,找出哪些是模具的關鍵尺寸。一般講,型腔部分的尺寸是較為重要的尺寸等,都是不能疏忽的。因此,在電加工之前,必須認真地識讀被加工的模具圖或工件圖。
(2)電極的裝夾和電極與工件的定位 從被加工模具圖中可以看出,本模具有左右對開的兩塊。使對開的兩塊模具吻合是非常重要的,如果兩塊相互之間的錯位,將來成形后的產品將產生飛邊和毛刺,直接影響產品的質量。還有型腔尺寸的中心與外形尺寸的中心要同心度好,否則對開的兩塊模具無法與模套配合,因此電極的裝夾和電極與工件的定位也是相當重要的。
在看懂較復雜的模具零件圖和模具裝圖的基礎上,頂板6是電板裝夾的基準板,電極裝到機床上后,只要校對頂板6的平面與機床工作臺的平行度,以及頂板6的側面與工作臺的十字施板的全行程的平行度。被加工的對開模塊裝在機床工作臺面上,用同樣的方法校正模塊的外形基準與工作臺十字拖板的平行度。它們全行程的平行度均不應超過0.02mm,從而保證電極與對開模塊之間的平行度。電極與對開模具的相對中心位置,可以利用數顯裝置進行定位,也可以利用深度游標尺、發(fā)分表及塊規(guī)進行定位,從而保證電極與對模塊的中心定位精度。
(3)電加工方法 被加工的對開模具面積較大時,可采用可控硅脈沖電源加工。電極材料選用石墨,容易制造,質量輕,電極損耗也小。但需要指出的是,盡管用晶閘管脈沖電源進行放電加工,具有電極損耗小的優(yōu)點,其電極的端部和側部總有些耗損。所以粗加工完畢后必須將電極拆下來,按樣板再重新修正。此模塊的型腔尺寸精度及表面粗糙度要求較高,若粗加工后電極不修正就達不到圖樣上的技術要求,將來與凸模配合不均勻,壓出來的產品壁厚不均勻,嚴重地影響產品質量。
固定板1放在石墨電極7兩個頂端的圓槽內,該圓槽是電極的中心位置,用螺釘將電極與固定板緊固。固定板與夾板4用螺母2擰緊,使夾板與電極的定位槽垂直平行。夾板與頂板6用螺釘5緊固,頂板與機床主軸聯(lián)接。沖油管的接頭與固定板的內螺紋聯(lián)接,即油從固定板內中孔流向電極的三個小孔,加工時煤油通過電極小孔,將間隙中的蝕除物去掉,難聽工的穩(wěn)定性。
當左模塊加工完畢之后,擰松螺母2,仍以電極定位槽為基準,將電極轉180°繼續(xù)加工右模塊。由于加工左、右模塊時,主軸頭與頂板仍然固定不動。電極的兩端圓孔是同心的擰動螺母,電極會按電極軸心轉動,而電極的位置沒有移動,所以電極在機床主軸頭上的垂直度就不必重校。同時電極按軸心線轉動180°時,仍然以原定位槽為準,因此電加工后,左、右模塊型吻合較好,可完全達到技術要求。
(4)加工規(guī)準 使用D7140電火花成形加工機床,80A晶閘管脈沖電源,電火花加工電扇罩子對開模步驟及加工規(guī)準見下表。
(5)加工效果
1)按上述加工方法、加工步驟和加工規(guī)準的轉換,在普通電火花機床上,加工出來復雜的模具型腔能達到圖樣所示的技術要求。
2)加工過程中要控制好沖液壓力,特別是中、精規(guī)準加工,否則電極損耗偏在在。
怎樣進行大型模具的多回路加工?
多回路的電火花加工必須有多回路脈沖電源,特別適合加工大型復式沖模和多型的塑料模、壓鑄模等。
(1)多回路脈沖電源的特點 多回路脈沖電源系由幾個在電氣上彼此隔離的功率輸出級組成,可同時供給幾個放電間隙加工。因此這種脈沖電源總的加工速度為
vw=KN vw1 (mm3/min)
式中 K——多回路利用率(小于1);
N——回路數;
vw1——單回路加工速度,mm3/min。
顯然,在保證一定的表面粗糙度和間隙的要求下,多回路能比單回路成倍地提高電火花加工速度。但是隨著回路數的增多,其多回路利用率K將會下降。如果脈沖電源采用四個回路,其K值約為0.5~0.8,即多回路加工速度可比回路提高2~3倍。
多回路脈沖電源能輸出較大平均電流值,例如,JF-420Q晶體管脈沖電源,每路50A,四回路為200A,特別適合加工較大型腔模及大、中型復工沖模。
多回路脈沖電源均采用自適應控制來切斷電路,能根據間隙狀態(tài)來調節(jié)有關電參數,防止加工拉弧燒傷,提高加工過程的穩(wěn)定性。
(2)大型復工沖模的多回路加工 多回路的電火花加工工藝基本上與單回路相同,唯一的特點是需將工具電極制作成分割電極(即機械上連成一體而電氣上互相絕緣的若干電極塊組合而成的電極),才能用于多回路電火花加工。下面以加工復式沖模為例作些簡單介紹。
1)工藝要求
電極材料采用CrWMn或Cr12加工Cr12。
刃口的表面粗糙度Ra值<2.5μm。
刃口的雙邊間隙0.05~0.065mm。
刃口斜度3′~5′。
2)電極沖頭的絕緣分割方法
用丙酮或汽油清洗電極、電極固定板、黏結齊容器和攪拌工具。
調制絕緣黏結劑(即環(huán)氧樹脂),先將環(huán)氧樹脂(44%)和二丁酯(8%)攪拌均勻,一般以呈乳白色為宜,然后放入氧化鋁(44%)拌勻,最后加入乙二胺攪拌片刻,即可進行澆注。
任選平板墊上膠皮,膠皮上再放一張直徑大于電極固定板的石棉紙或普通紙。
將絕緣黏結劑注入電極固定板的槽孔內(一般均為多槽齒輪狀)。
清理焊點:用于多回路加工的電極,在未組合前其一端已預置錫焊點。這時應清除焊點上的絕緣物質。
退掉電極夾具:電極事先裝在電極夾具上進行校正,然后整體放入電極固定板以澆注絕緣黏結劑,這時可退掉電極夾具。
檢查絕緣并分割組線:電極腐蝕后清洗晾干,順序組線。根據具體情況,可將電極分割成四組、三組或二組,原則是要求各組的加工面積余量晝接近。用搖表再將檢查絕緣黏劑的絕緣強度,如發(fā)現不超過四分之一的電極與電極固定板短路,可酌情組入一個回路。電極的引出線焊接要牢靠。
(3)型腔模的多回路加工 利用多回路加工型腔模,電極分割比較容易,只需將各個獨立的電極裝在一個絕緣夾具上即可。其特點近似于復式沖模的多回路加工,即在保證同樣的加工精度情況下,可比單回路成倍地提高加工生產率。
如果要用多回路加工單型腔,要根據型腔的形狀、加工面積等,將工具電極分成四、三或兩部分,然后用絕緣膠黏結,使其在電路上波此絕緣,而在結構上又是一個整體,進行多回路加工。
也可將幾個部分的電極,裝在一個絕緣夾具上,電極間不黏粘,而保留一定大小的空隙,進行多回路加工。