精密模具如何進行鏡面電火花加工？

2016-08-01 點擊數：3096

鏡面電火花機床加工是指加工表面粗糙度值在Ra<0.2 um，加工表面有鏡面反光效果。電火花加工廣泛應用在模具行業中，鏡面電火花加工對于一些精密加工可以代替手工拋光工序，提高零件的品質，具有實際意義。

不是所有加工類型都可以進行鏡面電火花加工
放電加工之所有能達到鏡面效果，與放電加工中產生的碳黑層有直接的關系。如果加工部位能容易形成均勻的碳黑層，也就是意味著容易加工出鏡面效果。
簡單形狀比復雜形狀的電火花加工要容易獲得鏡面。最容易獲得鏡面效果的形狀是圓形。復雜形狀的拐角、弧面處鏡面效果稍差。
底面比側面更容易獲得好的鏡面效果。深度越大的型腔，越難得到鏡面加工效果，尤其是側面。
加工面積越大，越難以獲得好的鏡面效果。
開口部位、型腔的中空部位鏡面效果欠佳。
不是所有的模具鋼材都可以進行鏡面電火花加工
有些模具鋼材的電火花加工能容易達到鏡面效果，而有些模具鋼材無論如何也達不到鏡面效果。同時，模具鋼材的硬度高些，電火花加工鏡面的效果更好。請參考下表各種材料與鏡面加工性能。
類別材質名稱鏡面性能
ASKD61 STAVAX (S136) PD555 NAK80 718H非常好非常好非常好非常好非常好
BSKS3 SKH9 HPM38 S55C H13 XW10好好好好好稍差
CSKD11 NAK55 HPM1 DH2F差差差差
DBs Al 超硬合金梨皮面梨皮面梨皮面
鏡面電火花加工對電極的一些要求
用于鏡面電火花加工的電極材料一般是紫銅或者洛銅，洛銅的電極損耗更小。選用的銅材必須質地均勻、含雜質少，不良的銅材在鏡面加工中容易出現電極損耗大、表面起皺等異常，這個要高度重視。銅銅合金電極雖然可以實現極低的電極損耗，但鏡面效果欠佳。
鏡面電火花加工用的電極必須進行精修拋光，不能有刀痕與缺陷，否則這些缺陷會復制到工件的加工表面，但并不是要求電極的表面要達到鏡面要求。
一般鏡面加工電極的尺寸縮放量取單側0.2～0.05 mm，精加工電極一般取單邊0.1mm，在加工面積比較小時可取小一些，仿形精度要求高時可取小一些，混粉加工時適當取大一些。如果電極尺寸縮放量取得太小，加工速度會受到極大地降低。
精密的鏡面電火花加工要用使用多個電極。這就要求多個電極的一致性要好、制造精度要高，更換電極的重復裝夾、定位精度要高。一般采用高速銑制造電極、使用基準球測量的定位方法、使用快速裝夾定位系統進行重復定位等先進工藝來滿足。
控制好鏡面電火花加工的加工余量
電火花加工的工藝過程就是一個從粗加工到精加工的加工過程。首先用粗加工電極，在保證一定加工質量的條件下(尺寸精度、形狀精度、位置精度、表面粗糙度)，采用較大的放電能量蝕除大量金屬，以縮短加工時間，提高加工效率；然后再換精加工電極，使用較小的放電能量完成精加工。不管是粗加工還是精加工，均會使用多個放電條件，電流也是從大到小，通過深度進給修光底部，通過平動修光側面。
每一個放電條件，均要為后面條件預留加工余量。合理的加工余量是保證加工質量與加工效率的關鍵。較大的加工余量能保證表面質量，但會降低加工速度。較小的加工余量能達到高效率，但最終加工出來的鏡面會有很多針孔或者不均勻。
最理想的加工狀況是第一個條件加工完后，其后的加工只是修光第一個加工條件形成的表面不平度，而不打掉新的材料，也就是把每個條件的材料余量按零對待。但鏡面電火花加工時，考慮到放電狀況受到的制約因素千變萬化，為了安全還是要稍多留一點加工余量。
合理使用鏡面加工的放電參數與加工控制
鏡面電火花加工采用負極性加工，一些非主要電參數的選擇同樣非常重要，與常規加工的選擇也存在一些差別，如放電時間要設長些，抬刀高度短些，抬刀速度不能太快，這樣設置的目的是為了維持一個穩定的小能量電蝕過程，因為在鏡面加工中，本身就不會產生很多的電蝕產物，過勤的抬刀動作反而會干擾放電的持續穩定進行。
鏡面加工電規準的電蝕能力非常弱，加工過程需要花費很長的時間。由于鏡面加工時的尺寸變化已經非常小，只起修光作用，實際上只要加工到要求的表面粗糙度后就可結束加工，因此可采用數控電火花加工機床的定時加工功能，根據經驗來決定加工多長時間。
鏡面加工時工作液的處理方式也很重要，一般浸油加工即可，使加工部位的工作液處于輕微的循環狀態，絕對不要使用強烈的沖液，強烈的沖刷作用會干擾微放電過程的正常形成。
根據加工經驗發現，只要加工各環節處理得當，在鏡面加工中一般不會產生積碳現象，因此在加工過程中應盡量少停機，尤其是不要將留在工件加工表面的粉墨層清理掉。
大面積加工使用混粉技術來實現鏡面加工效果
混粉電火花加工是一種改善電火花加工表面粗糙度的工藝方法，所謂混粉電火花加工是指在工作液中添加了微粉，如硅粉、鋁粉、鉻粉以及有關添加劑，以期使加工表面獲得鏡面效果。
使用混粉加工技術，能夠在同樣的電參數條件下，比不使用混粉加工技術獲得更快的加工速度（使精加工時間縮短20%-30%）和更優的表面粗糙度。對于較大面積的電火花加工來說，具有顯著的改善作用。
混粉電火花加工要求選擇合適的粉末添加劑和混粉工作液循環裝置，進行粉末添加劑的濃度管理，利用擴散裝置來消除濃度的誤差。