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十年数控经验的老师傅阐述电极编程的重点思路

文章出处: 人气：1077 发表时间：2020-07-28 16:17:10

一：电极加工原理
电火花加工是利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温熔蚀工件表面材料来实现加工的。电火花加工机床一般由脉冲电源、自动进给机构、机床本体及工作液循环过滤系统等部分组成。工件固定在机床工作台上。脉冲电源提供加工所需的能量，其两极分别接在工具电极与工件上。当工具电极与工件在进给机构的驱动下在工作液中相互靠近时，极间电压击穿间隙而产生火花放电，释放大量的热。工件表层吸收热量后达到很高的温度(10000以上)，其局部材料因熔化甚至气化而被蚀除下来，形成一个微小的凹坑。工作液循环过滤系统强迫清洁的工作液以一定的压力通过工具电极与工件之间的间隙，及时排除电蚀产物，并将电蚀产物从工作液中过滤出去。多次放电的结果，工件表面产生大量凹坑。工具电极在进给机构的驱动下不断下降，其轮廓形状便被“复印”到工件上(工具电极材料尽管也会被蚀除，但其速度远小于工件材料)。

二：电极的概念

电极是指利用电火花加工对工件进行二次加工的脉冲工具。在加工中电极有两种用途：

1.根据产品的要求，模具表面的粗糙度需要达到一定的标准，可以用电极加工出较高质量的表面，也针对于某些产品表面需要产生火花纹的模具进行腐蚀，从而达到所需的火花纹面。

2.刀具很难加工或者不能加工的情况下用电极进行再加工，以便达到模具所需的要求。

三：电极工作原理

工作原理：从图中可以看出脉冲电源分别为工具电极和工件提供电压，自动调节进给系统控制电极靠近或远离工件。在充满电介质（如煤油）中当工具电极接近工件时，在二者之间形成瞬间高压，它们之间的介质被击穿，随即发生火花放电。在火花通道中瞬时产生大量热能，使金属局部熔化甚至汽化、蒸发，而将金属腐蚀下来，最终形成所需求的模具零件形状。电火花加工可以加工传统切削加工无法加工的型面，可以加工高硬度材料等。其缺点是加工过程缓慢，且不能加工非导电材料。对加工影响较大的主要有脉冲电流和脉冲频率等参数。

四：电极的分类

1：紫铜

紫铜来源广泛，具有良好的导电性，在较困难的条件下也能稳定加工，不容易产生电弧，加工损耗小；可获得较高的精度，采用精细加工能达到优于Ra1.25μm的表面粗糙度。加工过程可保持尖锐的棱角、细致的形状。不足之处：机械加工性能不如石墨，磨削困难；机械强度低，不利于加工中的装夹、校正和维持较长时间的稳定加工；比重大，即增加了加工进给系统的负担，提高了对系统的要求，也不利于电极的安装、校正。

2：石墨

与紫铜电极相比的优点是：电极损耗小，粗加工时为紫铜的1/5~1/3；加工速度快，约为紫铜的1.5~3倍；机械加工性能好，切削阻抗为紫铜的1/4；加工效率为紫铜的2倍；比重轻，为紫铜的1/5，可用于大型电极；耐高温，热膨胀系数低，约为紫铜的1/4。不足之处：有脆性（在工作液中浸泡可减少脆性），易损坏；容易产生电弧烧伤现象；精加工损耗大，表面粗糙度只能达到Ra2.5μm；不易做成薄片和尖棱。

3：铜钨和银钨合金

铜钨电极因其有铜的高热导率、低损耗率、低热膨胀性和钨的高熔点，广泛应用于模具钢和碳化钨工件以及精密加工。铜钨和银钨合金的被切削性相当，加工稳定性好，电极损耗小，但价格贵，大约分别是铜的40倍、100倍。

4：黄铜

黄铜电极损耗大，加工速度也比紫铜慢，但放电时短路少，加工稳定。目前在火花机成形加工中一般不使用黄铜电极，但低速走丝线切割加工中仍使用。

5：钢

钢作为电极材料，机械加工性好，但加工稳定性较差，在钢冲模等加工中，加工速度为紫铜的1/3~1/2，电极损耗比为15％~20％，不能实现低损耗。

五：电极材料的基本要求

电火花加工电极材料应具备以下基本性能要求：

1：高熔点，工具电极材料的熔点越高，电极损耗相对越小。

2：良好的导热性，可使放电产生的热量快速扩散，使加工介质的绝

缘性能快速恢复，抑制拉弧烧伤现象的产生。

3：良好的导电性，易于产生电离，满足放电基本条件。

4：较低的热膨胀系数，在电火花加工过程中，电极尺寸能保持稳

定，确保加工精度。

5：良好的力学性能，易于加工和具有较好的变形抗力。

六：铜公放火花位工厂参考规范

后模包R夹口铜公一般比前模铜公 0.02～0.03，避免夹口外露

小孔单边锣大0.03mm

七：铜公火花位加工方法

【方法一】设假刀+负余量法，工厂最常见

此方法平底刀在创建刀具时直径缩小火花位值，底部火花位通过刀具输出设置中的Z偏置或平移刀路控制，球刀，圆鼻刀通过侧部底部设置负余量控制火花位数值。

【方法二】模型偏置法，不易出错，但复杂铜公偏置不出来

此方法适用于比较简单的铜公，首先将基准台上面的部分通过偏置命令获得实体模型，所有刀路将0对0加工。

八：铜公加工步骤

一、分析模型：尺寸分析、拔模分析、最小圆角半径分析、模型缺陷分析(检查几何体)

二、总深度55MM，要移除的材料并不多，确定用高速机（雕刻机）加工

三、WCS坐标移到铜公顶部，导入高速模板，设定毛坯和安全高度

四、如模型复杂思路不清，先做开粗、光基准、光曲面、清角，后补二次开粗和中光

五、整理检查刀路、调整加工顺序

六、后处理、出程序单、出线割图

九：铜公加工思路

开粗：一般铜公开粗保证余量在0.3MM左右，骨位铜公可按高度的不同留余量：0～8mm高开粗后保证骨厚2～2.5mm左右，8～15mm高开粗后保证骨厚2.5～3mm左右，15～25mm高开粗后保证骨厚3～3.5mm左右，25～35mm高开粗后保证骨厚3.5～4mm左右， 35mm高以上应考虑分段开粗(先开粗到一定深度并光出一截,再开粗余下部分,接着光刀时需重复切削一段。有弧面的位置可用粗刀留少一点余量用固定轴曲面铣清台阶。

二次开粗：一般考虑使用小刀具参考前一刀具直接清角，小部分可分开来用等高加工。

光刀：先光基准外形，在进行直面，斜面，弧面位置加工。小位置可开粗光刀一起加工。

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