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模具工厂放电加工培训知识点
发布者:和力模具 发布时间:2010/3/22 阅读:5759

        电火花加工是在一定介质中,利用两极(工具电极与工件电极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象对材料进行加工,以使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定要求的加工方法。这种加工方法也被称为放电加工或电蚀加工。

Charmilles机床:
(一)EDM操作流程
1拿到一包工件,要查看电极清单,找出相应电极准备设定
A、用纸将电极HOLD四个方向擦干净,并用风枪吹干净(主要指铜屑)
B、根据电极图确定电极方向,并按顺序给电极编上号,并摆放整齐。
C、给电极拧上螺丝。
D、按顺序逐个把惦记偏差输入电脑
2、整理电极偏差(同时检查正负号及电极方向)。
3、编程序(分清楚粗精加工与ORB程序的区别)
4、设定工件。
A、将工件擦干净,按电极设定方向放到机床台面上,并将其“敲平”,开磁力,粘胶水。
B、检查工件是否放平及其垂直度,设点(看清设单边、设双边以及设定面)。
5、试走检查程序及:“点”的位置 程序位置。
6、开始加工(加工过程中要适当调整参数,注意冲油方向以及位置)。
7、加工完成后,取偏差,拿下工件测量。
8、写自检报告,整理机床以及相应的图纸、电极等。

(二)程序指令
1.PN 工件程序名
句法 PN/工件程序名    例:PN/ TEST
2.COORD 坐标模式与测量单位
句法 COORD/(ABS)(INCR)(INCH)(METR)
ABS :绝对坐标系
INCR:相对坐标系
INCH:数值以英寸为单位
METR:数值以毫米为单位
※ 缺省状态为ABS,METR,我们一般设置为METR。
3.AXE 选择主加工轴
句法 AXE/ (?轴)
例:AXE/Z (默认)
          AXE/X (X方向侧打)
          AXE/Y (Y方向侧打)
4.AUXF 辅助M功能指令   (详见辅助功能清单)
句法 AUXF/ 数字       例:AUXF/22 工作液槽上油
※ 在CMD指令中的格式有所区别,AUX,22即可
AUXF/22 (向工作槽注油)
      24 (30秒钟无保护)
      25 (2分钟无保护)
         26 (8分钟无保护)
5.L1=?赋值语句
例: L1= -10 (指的是主加工轴方向上的尺寸。)
6.FORM 确定加工的起点位置
句法 FORM/X,n,Y,n,Z,n,C,n (无C轴的机床C可以省略)
例: FORM/X,0,Y,0,Z,10 C,0
该功能用来在程序中确定工件坐标系,它不引起各轴的运动。
注意!!! 主加工轴方向上的设置值,必须和工件与电极之间的距离一致
FORM后无变量时,可以用来指定有RET指令控制的电极回退的返回点。
7.FLUSH 冲液的选择
句法 FLUSH/〈,EL,M〉〈,LL,M〉〈,LR,M〉〈,PA,M〉
EL:电极冲液 LL:左侧冲液 LR:右侧冲液 PA:工件冲液
常用例:FLUSH/LL,1,LR,1 注解:左、右侧冲液同时进行。
FLUSH/LL,0,LR,0 注解:左、右侧冲液同时关闭。
8.TECHNO 选择工艺表
句法 TECHNO/F,(文件名),(INV)
文件名:指工艺的文件名
INV:工件-电极的极性反接
☆该文件必须存贮在内存(MEM)之中,且必须扩展名为.TEC
例:TECHNO/F,UCUAC
注解:指调用UCUAC(标准铜对钢)工艺进行加工
9.END 程序结束标记
       程序结束的标记,如果程序中间语句加了这个语句,程序执行到END就将会立即结束!一个RBF程序中只认可一个END。
10.MACRO 宏指令
句法 MACRO/宏指令名称
例:MACRO/M1
      宏程序开始的标记,所有的宏必须以MACRO开始。
11.TERMAC 宏结束
☆ 所有宏都必须以TERMAC结束
☆ 一个宏只能有一个TERMAC指令
12.CALL 宏调用
句法 CALL〈N,n〉宏的名称
☆ 被调用宏执行N次,N可以是数字也可以是表达式。
☆ 调用宏时,表达式的值按宏定义的顺序赋给宏的各参数,表达式的个数必须与宏定义中参数的个数一致。
例:CALL/N,1,M1   注解:指调用M1宏指令程序一次。
13.TANK 工作液槽运动(适用于FO35P、FO55P,不适用于FO85)
句法 TANK/H,h
        H 是由COORD指令确定的以mm或英寸表示的工作液槽运动高度
14.GOTO 不加工运动
句法 GOTO〈X,N〉〈Y,N〉〈Z,N〉〈C,N〉〈R,N〉
R 相对于电极中心的最大半径
(R不影响加工的几何形状,但可改善C轴的伺服控制)
15.GOAX 选定轴上不加工运动
句法 GOAX/L,L1,〈H,H1〉
H 加工余量剩余量
☆ 无参数指示符的GOAX指令用来取消平动(ORB、EXPAN、CONE)之后。
16.DOWN 切入加工
   句法 DOWN/L,l,<H,h>,<E,e>,<P,p>,<RET>                L
   L 选定轴上的最终尺寸                                      H
   H 加工余量剩余量
E 工艺表中的规准、
   P   以分钟表示的最长持续加工时间
   RET 强制电极回退到加工的起始点
17.ORB 平动加工
句法 ORB/ L,l,<H,h>,< E,e>,<P,p>,<RET>
☆ 运动开始时电极45度方向运动。、
☆ 最大偏移半径32mm。
☆ 只能与DOWN连用
☆ 三轴联动,X、Y、Z同时运动,分别加工相同的余量,
运动轨迹为一个圆锥体
18.VECT 线性向量加工
句法 VECT/ L,l,<H,h>,< E,e>,〈R,R〉,<P,p>,<RET>
       VECT/X,?,Y,?,Z,?,C,?,E,e
☆ 可实现真正意义上的四轴联动。
19.EXPAN 平面平动加工
句法 EXPAN/R,R〈E,E〉,〈RET〉
R 最终半径—间隙0≤R≤21.568MM
(Z轴方向上固定,在XY平面内运动)
20.HELIC 螺旋加工 (适用于有C轴的机床)
句法: HELIC/DIR(REV),<Z,Z>,<H,h>,<K,K>,<R,R><E,e>,<P,p>,<RET>
☆ 只能指定一个主加工轴:Z
DIR 右旋螺纹
REV 左旋螺纹
K   螺距 0.5---300
21. SQAR 任意角度的向量加工 (方形平动)
句法 SQAR/USRX,X,USRY,Y,ANG,A,L,I,<H,H><,E,E><,RET>
USRX,USRY X、Y方向上的径向尺寸缩小量
ANG    型腔的偏角

(二)其他常用指令
22.MOV 机床坐标系下绝对移动
句法 MOV/X,x,Y,y,Z,z,C,c
23.MOVT 工作液槽绝对运动(适用于FO35P)
句法 MOVT,Hh
24.MVR 机床坐标系下相对移动
句法 MVR/X,x,Y,y,Z,z,C,c,R,r
25.MVRT工作液槽相对运动(适用于FO35P)
句法 MVRT,Hh
26.MPA 工件坐标系下绝对移动
句法 MPA/X,x,Y,y,Z,z,C,c,R,r
27.MPR工件坐标系下相对移动
句法 MPR/X,x,Y,y,Z,z,C,c,R,r
28.SEP 存贮点坐标
句法 SEP,CP N
SEP,<坐标系><序号>, X,x,Y,y,Z,z,C,c
A 绝对参考坐标系
M 机床坐标系
P 工件坐标系
例:SEP,M1,X0,Y3,Z10,C90 在床坐标系下,点1同指定的坐标被存贮
SEP,CP2               在绝对坐标系下,点2同指定的坐标被存贮
29.GOP 移动到存储点
句法 GOP,<序号>
☆ +号(GOP,1) C轴逆时针旋转         
☆ -号(GOP,-1) C轴顺时针旋转
30.SMA 设定机床坐标系
句法 SMA X,x,Y,y,Z,z,C,c
☆用来改变机床坐标系下的X,Y,Z,C的值.
31.MOF 电极补偿量
MOF,0 无电极偏移(适用于SPIN)
MOF,1 适用于HELIC
MOF,2 普通模式
MOF,3 普通模式
无刀库的机床选择MOF,2、MOF,3都可以

(三)程序分析
1:PN/KEY TOP U/S=0.3mm
3:L1=-15+0.03
4:AUXF/22; 充液
6:AUXF/60;   低的加工保护
7:TECHNO/F,UCUAC 加工工艺为 铜打钢   
8:FLUSH/PA,1,LR,1 冲液 打开工件冲、右侧冲
9:FROM/X,0,Y,0,Z,5 加工的起点位置
10:AUXF/26   加工保护暂停8分钟
11:DOWN/L,L1+0.021,H,-0.300,E,383,RET 切入加工深度L1+0.021+0.3
12:DOWN/L,L1,H,-0.300,E,372   切入加工深度L1+0.3
13:ORB/L,L1,H,-0.21,E,372     圆形平动加工
14:ORB/L,L1,H,-0.15,E,352
15:ORB/L,L1,H,-0.12,E,312,RET RET加工完毕后,返回起始点
16:FLUSH/PA,0,LR,0     关闭工件冲、右侧冲
17:END    程序结束

加工深度及平动量分析
MODE Z position ORBiting = Position (X-Y)
DOWN L - HDOWN 0=HDOWN
ORB L - HORB R=HDOWN - HORB
加 工 方 式 加 工 深 度L 平 动 量
DOWN 14.67 0.0
ORB1 14.76 0.09
ORB2 14.82 0.15
ORB3 14.85 0.18

修改参数
L :加工深度
HDOWN: 型腔尺寸
Horb: 深度及型腔

(四)放电参数
R -电极抬刀的回退时间
U-两次抬刀间的放电时间:
☆ 如果U=0或R=0,无论参数表何值,加工中该值自动优化。
☆ 如果U=9,所有抬刀停止。
RF —参考放电电压
在30(15V)到99(49.5V)之间可调,每单位为0.5V
SV —平均击穿延时参考值:
10%——50%可调:MODE 1,2,3
5%——50%可调: MODE11,12,13,14,15,16,26,27,28
50%——75%可调:MODE4,6,7
SV=0            自动优化
它与平均放电间隙大小有关,工具欠进给时,平均放电间隙过大,平均击穿延时td就大,反之工具过进给时,放电间隙变小,td也就小。
T —次参数选择器
T=0 次参数B、R、U、RF、SV被自动优化。
T=1 无自动优化,严格按工艺表中的参数来。
T=2 适用于深槽窄缝加工中。
T=3 ZAC机床上的深槽窄缝加工
PR —保护等级
通常为5级
M —加工模式
C —精加工电容
V —加工电压
P —电流可用功率
A —脉冲宽度:如图ti参数
INV —电极与工件极性的更改
EL — 电极材料代号
1:铜 2:石墨 5:铜钨合金 6:钢

(五)放电状况的调整
CC —短路           ↑SV and/or B
CT —积碳           ↑R or VPULS ↑B+SV 减少U
TL —TL率          ↑B+SV
DA —异常放电       ↑B

(六)用户参数
BLK —执行工件程序
BLK=0 工件程序(RBF程序)连续执行
BLK=1 在每程序段结束时,工件程序停止。
CBC —执行指令程序
CBC =0 指令程序(CMD程序)连续运行
CBC =1 逐条执行程序
COE —中止
COE=1 不论字母E开头的100,200,300类别的错误出现,工件程序不停止。
COE=0 每当字母E开头的100,200,300类别的错误出现,工件程序停止.
   以A开头的错误不影响程序的执行.
   以F开头的错误无论COE处于何种状态必定中断程序.
OSP —选择停
OSP=1   选择停用于有条件的中止工件程序。
OSP=0   停止选项被忽略。
ENG —屏幕上显示的值
ENG=1 以英才为单位
ENG=0 以毫米为单位
BLD —工件程序中控制可选程序段(只对ISO 语言)
SIM —模拟运行(自动调整)
TSIM —电极模拟空运行
一般都设成1
ART —断电后自动重新启动
一般设成1
TFE —路径偏移(轮廓加工)
CLE —整体的偏移(轮廓加工)
TOL —球面允差(设成0。005mm)
MTOL —测量允差(设成0。005mm)
VRF —缺省检验
手动电极交换时Z轴高度
2400 300 mm
35/55/54        245 mm
仿真速度 设成20 mm/min                
旋转主轴速度    最大100 rpn (转/分)
测量速度 设成1——3

(七)电极材料的介绍
电极材料必须导电性能良好、损耗小、造型容易、并具有加工稳定、效率高、材料来源丰富、价格便宜等特点。常用的电极材料有紫铜、石墨、铜钨合金、黄铜。
1、纯铜电极
    纯铜又称紫铜,它有良好的塑性、导热性、耐腐蚀性、良好的导电性、可加工性好。它质地细密,加工稳定性好,相对电极损耗小,易于制成薄片或其他复杂形状。常用精加工低损耗规准获得轮廓清晰的型腔,因结构致密,加工表面粗糙度高。但因本身熔点低(1083℃),不宜承受较大的电流密度,如果长时间大电流加工(30A以上)容易使电极表面粗糙、龟裂,从而破坏型腔的表面粗糙度。适用于中、小型复杂、加工精度质量要求高的型腔模。
2、黄铜电极
    黄铜(含锌),常用牌号有H59、H62、H80等,它适用于中小规准情况下加工,稳定性好、制造也容易,但是电极的损耗比较大,不容易使加工型腔一次成型,所以一般只用于简单的模具加工或通孔加工、取断丝锥等。
3、石墨电极
    石墨材料是一种难熔材料(熔点3700℃),具有良好的抗热冲击性、耐腐蚀性,在高温下具有良好的机械强度,热膨胀系数小,在宽脉冲大电流的作用下具有电极损耗小的特点。具有重量轻、变形小,容易制造的特点。缺点是精加工时损工耗较大,加的表面粗糙度低于紫铜电极,并容易脱落、掉渣,易拉弧烧伤。
石墨电极的分类
(1)细石墨( GF )
其平均颗粒在3~7 um 比如EDM —AF(平均颗粒小于1um)具有强度高,加工表面粗糙度小,加工速度高、损耗小的特点,用于精度要求高的加工中。例如,微细加工、复杂的型腔加工及对表面粗糙度要求高的加工。5EDM—C3(平均颗粒小于5um )适用强度要求高的微细电极或用于冲油条件差的场合,例如注塑模、小孔加工。EDM—1~3(平均颗粒在1~5 um),用于对电极强度和精度要求高的加工中,例如注塑模、挤压模、盲孔加工,低损耗的粗加工电极等。
(2)中石墨( GM )
其平均颗粒在7~10 um 如EDM—200、POCO,用于加工大型的模具,电极损耗成为主要考虑的问题,例如加工压铸模、吹塑模、非精密加工的低损耗的粗加工电极。
(3)粗石墨( GG )
其平均颗粒在10~20 um 比如EDM—100,其物理性能满足一般的电火花加工要求,价格实惠,是一种粗加工的电极材料。适用于各种大型模具的粗加工电极。


小结:
电火花成型加工:是利用火花放电腐蚀金属的原理,用工具电极对工件进行复制的工艺方法。成型加工实际上为穿孔和成型加工两大类的统称。穿孔加工时的电极损耗可由进给来补偿;而成型加工时的电极损耗将直接影响仿形精度。由于存在放电间隙,工具电极尺寸必须小于凹模的尺寸。为保证获得冲头与凹模之间的配合间隙。
加工方法有很多:
(1)多电极更换加工法
采用多个电极(分别制造的粗、中、精加工用电极)依次更换来加工同一个型腔。
这种方法的优点是仿型精度高,尤其适用于尖角、窄缝多的型腔加工。其缺点是需要用精密机床制造多个电极,另外电极更换时要有高的重复定位精度,需要附件和夹具来配合,因此用于精密型腔加工。
(2)分解电极加工法
    分解电极法是单电极平动加工法和多电极更换加工法的综合应用。它工艺灵活性强,仿形精度高,适用于尖角窄缝、沉孔、深槽多的复杂型腔模具加工。
    根据型腔的几何形状,把电极分解成主型腔电极和副型腔电极分别来制造。先用主型腔电极加工出主型腔,再用副型腔电极加工夹角、窄槽、异形盲孔等部位。
    这种方法的优点是可根据主、副型腔不同的加工条件,选择不同的电极材料和加工规准,有利于提高加工速度和改善表面质量,同时还可简化电极制造、便于电极修整。缺点是主型腔和副型腔间的定位精度要求高,当采用高精度的数控机床和完善的电极装夹附件时,这一缺点是不难克服的。广泛采用具有电极库的3—5坐标数控电火花机床,事先把复杂型腔分解为简单表面和相应的简单电极,编制好程序,加工过程中自动更换电极和转换规准,实现复杂型腔的加工。同时配合一套高精度辅助工具、夹具系统,可以大大提高电极的装夹定位精度,使采用分解电极法加工的模具精度大为提高。
电火花成形加工工艺过程:
(1)电极材料的选择
为了提高型腔模的加工精度,在电极方面,首先是找耐蚀性高的电极材料,如紫铜、铜钨合金、银钨合金以及石墨电极等。由于铜钨合金和银钨合金的成分高,价格高,机械加工比较困难,故采用的较少,常用的为紫铜和石墨,这两种材料的共同特点是在大脉冲粗加工时都能实现低损耗。
紫铜电极容易制成复杂形状和薄片,尺寸精度好。采用紫铜电极时,加工过程稳定、加工表面粗糙度低、精加工比石墨电极损耗小。但其机械加工性能不如石墨好。
石墨电极机械加工成型容易,重量轻,在大脉冲大电流情况下具有更小的电极损耗。缺点是容易产生电弧烧伤现象,精加工时电极损耗较大。
(2)电极的设计
加工型腔模时的工具电极尺寸,一方面与模具的大小、形状、复杂程度有关,而且与电极材料,加工电流、深度、余量及间隙等因素有关。当采用平动法加工时,还应考虑所选用的平动量
(3)电极制造
紫铜电极可采用电火花线切割、一般机械加工、数控铣、电铸等方式来制造。
石墨电极应采用质细、致密、颗粒均匀、气孔率小、强度高的高纯石墨制造.
由于石墨是一种在加压条件下烧结而成的碳素材料,因此有一定程度的各向异性。使用中应采用石墨坯块的非侧压方向的面作电极端面,否则加工中易剥落、损耗大。电极制造方法有机械加工、加压振动成型、成型烧结、镶拼组合、超声加工、砂线切割等。
(4)工件的准备
电火花加工前,工件型腔部分要进行预加工,并留适当的电火花加工余量。余量的大小应能补偿电火花加工的定位、找正误差及机械加工误差。对形状复杂的型腔,余量要适当加大。
(5)电规准的选择、转换与平动量分配
电规准是指电火花加工过程中一组电参数,如电压、电流、脉宽、脉间等。电规准选择正确与否,将直接影响着型腔加工工艺指标。应根据工件的要求、电极和工件的材料、加工工艺指标和经济效果等因素来确定电规准,并在加工过程中及时地转换。
在粗加工时,要求较高的生产率和低电极损耗,这时可选用宽脉冲、高峰值电流的粗规准进行加工,电流要根据工件而定。刚开始加工时,接触面积小,电流不宜过大,随着加工面积的增大,可逐步加大电流。当粗加工进行到快到要求的尺寸时,应逐步减小电流,改善表面质量,以尽量减少中加工的修整量。
在单电极加工的场合,从中规准起就要利用平动运动来补偿前后两个加工规准间放电间隙差和表面粗糙度差。中规准为粗、精之间的过渡,与粗规准之间并没有明显界限,选用的脉冲宽度、电流比粗规准相应小些。
精加工时,采用窄脉宽、小电流的精规准,将表面粗糙度改善到优于Ra2.5微米的范围。这种规准下的电极相对损耗相当大,可达10-25%,但因加工量很少,所以绝对损耗并不大。
在中、精规准加工时,有时还要根据工件尺寸和复杂性适当转换几档参数。
为了得到最高的加工速度和尽可能低的电极损耗,要求每挡规准加工的凹坑底部刚能达到(或稍深,以去除上次加工的表层)上挡加工的凹坑底部,达到既能修光,又使中、精加工的去除量最少。
平动量的分配是单电极平动加工法的一个关键问题。粗加工时,电极不平动。中间各档加工时平动量的分配,主要取决于被加工表面由粗变细的修光光量,此外还和电极损耗、平动头原始偏心量、主轴进给运动的精度等有关。

 
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