影响电火花加工精度的主要因素

作者：北京市电加工研究所 杨大勇

欢迎访问e展厅 展厅 7 电火花EDM/线切割展厅 慢走丝线切割, 中走丝线切割, 线切割机床, 电火花成型机, 电解机床, ... 加工精度是指加工后的工件尺寸和图纸尺寸要求相符合的程度。两者不相符合的程度通常是用误差大小来衡量。误差包括加工误差、安装误差和定位误差。其中，后两种误差是与工件和电极的定位、安装有关，和加工本身无关。要提高加工精度减小加工误差，首先要选择高精度的机床，保证工件和电极的安装定位精度，其次主要与电火花加工工艺有关。 加工精度主要体现为加工间隙△、加工斜度tga或斜度角a、楞角倒圆半径R，以及表面粗糙度。 加工间隙△可用下式表示： △=δ＋a＋d 式中δ为单边起始放电间隙；a为单边放电蚀除量；d为电极单边损耗量。 加工斜度tga是工件上口的最大加工尺寸和工件下口的最小加工尺寸之差，除以测量面之间的距离h，可用下式表示： 或用斜度角a表示： 式中： △max：测量面工件上口的最大加工尺寸 △min：测量面工件下口的最小加工尺寸 α：斜度角 h：上、下测量面距离 楞角倒圆半径R是表示电火花加工出现的尖角程度。这对有尖角、楞边要求的工件是很重要的一项指标。 电火花加工时，电极与工件之间存在着一定的放电间隙，如果加工过程中放电间隙保持不变，则可以通过修正电极的尺寸对放电间隙进行补偿，以获得较高的加工精度。然而，放电间隙的大小实际上是变化的，影响着加工精度。 1.表面粗糙度 电火花加工表面的粗糙度取决于放电蚀坑的深度及其分布的均匀程度，只有在加工表面产生浅而分布均匀的放电蚀坑，才能保证加工表面有较小的粗糙度值。为了控制放电凹坑的均匀性，需要采用等能量放电脉冲控制技术，即检测间隙电压击穿下降沿，控制放电脉冲电流宽度相等，用相同的脉冲能量进行加工，从而使加工表面粗糙度微观上均匀一致。 2.加工间隙(侧面间隙)的影响 加工间隙的大小及其一致性直接影响电火花成形加工的加工精度。只有掌握每个规准的加工间隙和表面粗糙度的数值，才能正确设计电极的尺寸，决定收缩量，确定加工过程中的规准转换。 3.加工斜度的影响 在加工中，不论型孔还是型腔，侧壁都有斜度，形成斜度的原因，除电极侧壁本身在技术要求或制造中原有的斜度外，一般都是由电极的损耗不均匀，以及“二次放电”等因素造成的。 （1）电极损耗的影响。电极由于损耗而形成锥度，这种锥度反映到工件上，就形成了加工斜度。 （2）工作液脏污程度的影响。工作液越脏，“二次放电”的机会就越多，同时由于间隙状态恶劣，电极回升的次数必然增多。这两种情况都将使加工斜度增大。 （3）冲油或抽油的影响。采用冲油或抽油对加工斜度的影响是不同的。用冲油加工时，电蚀产物由已加工面流出，增加了“二次放电”的机会，使加工斜度增大。而用抽油加工时，电蚀产物是由抽吸管排出去，干净的工作液从电极周边进入，所以在已加工面出现“二次放电”的机会较少，加工斜度也就小。 （4）加工深度的影响。随着加工深度的增加，加工斜度也随着增加，但不是成比例关系。当加工深度超过一定数值后，被加工件的上口尺寸就不再扩大了，即加工斜度不再增加。 不同的加工对象对加工斜度的要求也不同。在型腔加工中，由于本身要求有一定的拔模斜度，则对加工斜度的要求并不严格。对于直壁冲模，则要求加工斜度比较严格。只要掌握影响加工斜度的规律，即可达到预定的要求。 4.楞角倒圆的原因及规律 电极尖角和楞边的损耗，比端面和侧面的损耗严重，所以随着电极楞角的损耗导致楞角倒圆，加工出的工件不可能得到清楞。而且，随着加工深度的增加，电极楞角倒圆的半径增大。但超过一定加工深度，其增大的趋势逐渐缓慢，最后停留在某一最大值上。 楞角倒圆的原因除电极的损耗外，还有放电间隙的等距离性。凸尖楞电极由于尖角放电的等距离性，必然使工件产生圆角；凹尖楞电极的尖点根本不起放电作用，但由于积屑也会使工件凸楞倒圆。因此，既使电极完全没有损耗，由于间隙放电的等距离性仍然不可能得到完全的清楞。如果要求倒圆半径很小，必须要缩小放电间隙。 在一般型腔加工中，往往对清角的要求并不非常严格。而加工冲模却常要求清楞清角，可用增加电极穿透深度的办法来实现。

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