精密电火花加工的工艺方法与工艺流程是什么？

近年来，模具行业有了长足的发展，对模具精度的要求也越来越高。 精密塑胶齿轮、微型连接器、IC塑封模具、LED模具等高附加值模具已成为市场上非常受欢迎的模具类型。 尽管模具微细加工的高速铣削技术不断进步，但高附加值模具零件精细零件的电火花加工在加工中始终占据主导地位。

精密电火花加工的核心主要体现在尺寸精度、仿形精度、表面质量的要求。

影响电火花加工精度的因素有很多。 在电火花加工机构中，放电过程中存在放电间隙，不可避免地存在电极损耗，精加工时排屑效果差，是直接困扰精密电火花加工精度控制的问题。

在实际加工中，加工精度受到多个环节的影响。 只有掌握加工技术的精髓，严格控制加工过程中的各个环节，不断积累加工经验，才能保证较高的成功率。

1. 精密电火花加工的先决条件

使用机床进行加工时，加工精度不能超过机床精度。 对于高附加值模具零件的电火花加工，一般放电加工机无法完成，因此选择高精度电火花加工机床是前提。

该型高精度电火花加工机床自动化程度高，智能化程度突出，大大减少了加工质量对人力的依赖。

2、精密电火花加工方法

精密电火花加工采用多电极加工工艺。 根据被加工件粗、半精、精加工时放电间隙的不同特点，采用相应尺寸缩放的数个电极，完成一个型腔的粗、半精、精加工。

首先使用粗加工电极去除大量金属，然后使用半精加工电极完成从粗加工到精加工的过渡，最后使用精加工电极进行最终精加工。 最后的精加工还应该使用多个电极来补偿电极的损失。 一般情况下，精密加工中电极的尺寸缩放为0.03-0.1mm/单边。 加工时采用多级加工条件，采用摇动法对侧面和底面进行逐步抛光。

由于摇动量小，仍具有较高的仿形精度，而且摇动加工使放电更加稳定，并且可以获得侧面和底面更加均匀的表面粗糙度，因此得到广泛应用。 在精密加工中，需要使用多个电极。 只要保证重复定位精度，就能达到满意的加工效果。

3、保证精密加工定位精度的方法

为了保证极高的重复定位精度而不降低加工效率，精密电火花加工采用快速装夹定位系统，如GF Machining Solution 3R快速装夹夹具。 使用此类夹具时，只要在配合前进行精度调整，加工时最大重复定位精度可达±2μm。 电极和工件均可快速更换。 加工前，利用定心基准球刀具和数控电火花机床的自动定心功能完成主轴卡盘和工件中心零点的定位。

加工过程中可以非常方便地取出工件进行尺寸测量，然后继续加工。 采用参考球定心的方式，可以保证高精度的重复定位。 定心时，基准球与工件的接触面积为一点，可避免存在细小碎屑影响定位精度。

精密加工的定位电极和工件必须有明确的定位基准。 电极取基准中心点，使电极尺寸误差分布均匀。 根据情况，工件可以是基准单面，也可以是基准中心。 边缘接触所用的基准面必须光滑平整，这一点在深度定位时尤为重要，这样才能将定位精度误差控制在最小限度。

4、精密加工对电极的要求

对于用于精密加工的电极，必须采用精密的制造方法来保证电极的质量。 电极的制造应满足高精度要求。 一般精密电极的制造是由高速加工中心完成的。 加工完成后，应满足尽量减少电极手工加工的要求。 仅在必要时才进行精细抛光。 这是为了避免电极的后续加工影响电极的精度，也对电极的制造工艺水平提出了很高的要求。

电极材料是精密加工的关键问题。 紫铜是电加工领域最常用的电极材料，可以满足更高精度的加工要求。 但在微细加工中，为了减少电极损耗，减少电极数量，提高加工表面质量，实现高稳定加工，应考虑选择较昂贵的铜钨合金电极材料。

电火花加工前应详细测量电极的尺寸和形状，全面检查合格后方可使用电极进行加工。

在实际生产加工中，因电极不合格而报废的情况屡见不鲜。 因此，掌握精密加工中的电极制造环节非常重要。

5、精密加工中电气标准的控制

用于精密加工的高端机床的电气控制方式一般为智能控制。 加工过程中，计算机对电火花加工间隙的状态进行监测和判断，自动选择加工条件，在保持电弧稳定的范围内达到最高的加工效率。

人为可以稍微修改休息时间和抬刀条件，但尽量不要修改电脉冲的主要参数（如电流、脉冲宽度等），以免影响机床自选加工条件的火花隙。

机床自动选择加工条件时，应准确输入所需的输入条件，如加工面积、加工形状、电极锥度、电极尺寸缩放量、摇动方式、加工表面粗糙度值等。机床一般都能满足加工要求，操作简单，加工过程中避免了人为干预。 通过正确控制具有加工经验的机床，可以更容易地控制电气规格。

6、精密机械加工中的液体处理方法

放电加工是在工作流体介质中进行的。 工作液的绝缘性能在脉冲放电过程中起到去离子作用，加速加工过程中电极和工件的冷却，使电腐蚀产物悬浮并从放电间隙排出。

在电火花加工中，常采用冲洗和抽液的方法进行排渣，可以使加工稳定，提高效率。 但不均匀的流场造成加工切屑堆积不均匀，造成集中放电和二次放电，对工件的平面度和粗糙度影响很大，造成放电间隙不均匀。 而且，强烈的侵蚀会导致电极角部异常脱落。 因此，在精密加工的精加工中，通常采用不冲洗或油浸加工的液体处理方法，依靠升刀的动作去除切屑。

例如，当主轴以很高的加速度加工时，产生的抽吸作用可以有效排出存在于电极与工件之间的加工切屑、焦油和废气。

采用高速刀具升降技术进行加工

工作液的质量在精密加工中也非常重要。 目前，电火花加工专用工作液种类较多。 关键是粘度要低，整理性能要好。

7.精密加工的补偿处理

在精密机械加工中，由于各个加工环节存在误差，通常在死前要重复测量和加工，以保证最终的尺寸精度。 加工开始时的尺寸应尽可能大，加工尺寸宜小大于大。

测量加工尺寸后，对尺寸差异进行修正，称为补充加工。 补偿加工是在加工表面清洁后进行，没有焦油，因此放电间隙比清洁前小，可以更准确地完成精加工。 快速装夹工件再定位系统，对刀具辅助加工起到强有力的支撑作用。 通过补切可以进一步提高加工精度。

8、精密机械加工对加工工艺的要求

高附加值的模具加工要求整个加工流程标准化并具有成熟的技术水平。 零件的各个加工环节应有明确的工艺安排和要求。 每道工序都严格按照工艺方法和要求进行加工，确保高精度零件制造的成功率。 尤其是精密零件，忌讳进行焊接等修理。 任何一个加工环节出现质量问题都会导致整个零件报废。 放电加工往往是整个加工中的后续工序，严格控制加工质量显得尤为重要。

精密电火花加工的工艺应有一些规范：

标准化、清晰的加工流程可以使加工人员按步骤按部就班，减少出错率，提高加工质量。

9、精密加工对加工环境和刀具的要求

精密加工对加工环境也有要求。 高精度加工应设置专门的精加工室，防止车间内其他机床运行时产生的振动和粉尘影响加工精度。

加工间应安装空调，室温控制在20℃±2℃左右。 薄小零件的尺寸会受到温度的影响而引起测量误差。 电火花加工机床只有在恒温条件下才能达到预定的加工性能。

精密加工所使用的工具应具有较高的精度，如平口钳、正弦盘、冲床成形磨床、量块、百分表、尺寸测量仪器等。这些工具用于完成加工过程中的辅助操作，刀具的精度也直接影响加工精度。

10、精密机械加工技术人员要求

精密加工的最终实现是由加工技术人员操作和控制的。 加工技术人员的工作态度和加工技术水平对于能否完成精密加工任务至关重要。

精密加工要求操作人员有认真负责的工作态度，对整个加工过程非常熟练，仔细控制加工操作的每一步，并有丰富的工作经验。 在精密加工中，加工尺寸小，加工余量小。 机械加工的主要原则是保证良好的加工精度。

精密机械加工也是一项压力很大的工作。 手工操作稍有不慎就会造成加工异常，因此企业内营造宽松、和谐的工作环境也很重要。 技术人员是精密加工任务的实施者，在加工中起着决定性的作用。

总之，高附加值模具电火花加工过程中的每个加工环节都与加工精度密切相关。 只有把握好加工的每一个细节，按照一套专业的精密加工技术进行加工，才能达到最终的高精度。 要求。

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4、PEEK材质的单向阀成本太高，对注塑机械和加工工艺的要求也比较高。

模具电火花加工常见问题的解决方法

1、加工效率低

1）初始放电加工效率低——电极尺寸缩放量（火花位置）必须很大，以便自动编程可以选择较大电流的条件号。 型腔应尽可能预先铣削。

2）程序中间的放电加工段效率低——各段条件之间的余量太大，可适当减小各段之间的加工余量。

3）程序末尾精放电加工段效率低——利用定时加工功能，有效控制精加工时间（加工时间需设定）。

4）面积输入太小——系统以面积作为限制阈值。 即使电极尺寸变大，由于面积太小，也不会出现大的放电情况。 这种情况下，可以人为适当增大输入面积值。

5）应用类型选择不正确——例如，在实际加工大型腔时选择了“微型”应用类型。

6) 处理优先级-----如果选择低损耗优先，效率会低，如果选择高效率优先，速度会较快，但损耗会较大。

7）卸料与抬刀组合不合理——根据加工状况调整抬刀高度和卸料时间相匹配。

8）优化参数-----减小脉冲间隙P，增大伺服给定COMP。

9）改进工艺-----使用石墨电极，大大提高整体生产效率。

2、电极损耗大

1）参数使用不当-----应使用损耗优先级低的加工参数。 小电极可用于微加工应用。

2）放电条件太强-----对于小而尖的电极，不能采用大电流加工。

3）放电能量太小，加工效率低，导致电极长时间放电而损耗-----如果电极损耗大，加工速度太慢，请改进加工效率。

4）电极材料不好——采用高纯铜，或者采用损耗较低的铜甚至铜钨合金作为电极材料。

5）脉冲宽度太小-----增大条件数中的脉冲宽度T可以明显减少电极损耗。

6) 脉冲波形-----采用低损耗、倾斜放电波形模式。

3、计分不准、位置偏差

1）采用传统的“电极接触工件定心”的方法。 由于定心是面接触，电极与工件之间存在很多因素会影响定心精度-----建议采用“参考球点对点定心”。 “居中”定位法。 在工作台上固定一个参考球作为参考。 加工前，在主轴头上安装基准球，使工件对中，然后将基准球放在工作台上对中。 这样就得到了距离关系。 之后，所有电极都以参考球为中心。

2）电极与工件间基准面精度差，有杂物——保证电极与工件间基准面精度并擦拭干净。

3）不要感知得太快。

4) 采用精密夹紧定位系统System 3R。

4、加工面不平整

1）电极材料不好，含有杂质——使用高纯铜或紫铜。

2）翻译方式选择不当——采用DOWN/ORB翻译，并在整理部分采用定时处理。

3）不合适的火花油，例如粘度较高的火花油——更换为合适的精加工火花油。

需要优化参数-----适当减小放电时间TEROS、增大脉冲间隙P、减小伺服参考COMP。

4）不均匀冲洗法-----整理时不加局部冲洗。

5）亚光表面处理-----难度较高。 建议加工到VDI14。 更精细的加工表面对各种条件都有严格的要求。

6) 优先级-----标准优先级的表面效果一般优于低损耗优先级。

5.镜面效果不好

1）有些工件材料无法达到镜面加工效果，如SKD11、Cr12MoV、DC53（大多数五金冲压模具钢）-----建议使用镜面加工钢材，如SKD61、S136、718HH、NAK80等.，或者纠正认知偏差。

2）加工面积太大，达不到均匀的镜面效果——如果面积大于25平方厘米，应采用粉末混合。

3）翻译方式选择不当——使用DOWN/ORB翻译，并使用定时处理功能进行整理。

4）加工区域输入不准确-----输入准确的加工区域，以便系统自动设定计时。

5）镜面加工工段的条件-----根据加工状态，调整抬刀高度、卸料时间、抬刀速度使其相匹配。 不要使用冲洗液，液面流量要小。

6、加工初期，放电不稳定，频繁抬刀。

1）系统自动检测和自适应调节的影响-----关闭条件号中的一些自动保护功能，降低检测灵敏度，或者将放电时间和抬刀高度的控制设置为根据用户设置。 这样，抬刀就呈现出规律可控的状态。 （不推荐，通常这种不稳定性是有保护作用的）

2）优化加工参数-----优化放电时间、抬刀高度、抬刀速度、脉冲间隙、伺服给定。

7、加工尺寸不合格

1）加工后的尺寸更小-----通常情况下，使用自动编程加工后的尺寸会稍小一些，这样比较安全。

2）电极尺寸超差-----检查电极尺寸，这是前提。

3）极高的尺寸精度要求-----根据加工条件、加工前、测量的电极尺寸和加工后的尺寸，调整平移半径。

8、硬质合金电火花加工的要点是什么？

1）自动编程时必须选择硬质合金加工参数。

2）如果对电极损耗有较高要求，粗加工时可采用正极性加工来减少电极损耗（机床默认参数均为负极性，实际上使用负极性参数加工的热影响层为薄，模具寿命最好，但损耗较大，需要更换多个电极。）

3）采用铜钨电极材料可以大大降低电极损耗，减少电极数量。

9、零件在斜面、曲面上过切

平移模式选择不当——使用球面平移模式，平移时任意平面都变成圆形，可以避免过切。 这种平移仅在对斜面和曲面有严格要求的情况下使用。 通常使用 DOWN/ORB 翻译。 这个过切误差可以忽略。

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