間接配合加工法,是指將電火花性能良好的電極材料與沖頭材料粘接在一起,共同線切割或磨削成形。然后,用火花性能好的一端作為加工端,將工件反置固定,用“反打正用”的方法實行加工。這種方法可以充分發揮加工端材料好的電火花加工工藝性能,還可以達到與直接配合法相同的加工效果。
什么是階梯工具電極加工法?
階梯工具電極加工法,應用方法有兩種。
(1)無預留孔加工或加工余量較大時,可以將工具電極制作為階梯狀,將工具電極分成兩段,即縮小了尺寸的粗加工段和保持凸模尺寸的精加工段。粗加工時,采用工具電極相對損耗小、加工速度高的規準加工,粗加工段完成后只剩下較小的加工余量。精加工段即凸模段,可以采用類似于直接成形法的方法實行加工,以達到凸凹模的要求。
(2)在加工小間隙、無間隙的冷沖模具時,配合間隙小于最小的電火花加工放電間隙,用凸模作為精加工段是不能實現加工的,則可將凸模加長后加工或腐蝕成階梯狀,使階梯的精加工段與凸模有均勻的尺寸差,通過加工規準對放電間隙尺寸控制,使之加工后符合凸凹模配合的技術要求。
除此以外,可根據模具或工件各種不同的尺寸特點和尺寸要求采用雙階梯、多階梯工具電極。各種階梯工具電極均可采用酸洗工藝進行腐蝕腐蝕制成。工藝操作人員根據模具工件的技術要求和電火花加工的工藝常識,可以靈活運用階梯工具電極的技術,以充分發揮穿孔電火花加工工藝潛力,完善其工藝技術。
[例3-3] 力矩電動機轉子沖槽模加工實例
(1)工件的技術要求
1)工件材料:Cr12鋼。
2)工件尺寸要求如圖所示。
3)凸凹模配合間隙0.04~0.05mm。
(2)工件在電火花加工前的工藝路線
1)車:鍛件車外圓φ,中心孔φ16mm孔和φ15mm孔,在平兩端面,留單邊磨量0.3mm。
2)銑:凹模刃口孔預銑打排孔單邊留電加工余量0.3~0.5mm。同時銑出空刀部分。
3)熱處理:淬火處理RHC58~62。
4)平磨:磨上下兩端達圖紙要求。
(3)工具電極的技術要求
1)材料:Cr12鋼、淬火HRC58~62。
2)尺寸要求:如圖3-76所示槽孔形狀圖,高度尺寸60~65mm,要求一致好。
(4)在電火花加工之前的工藝路線
1)成形磨削:依圖紙磨削沖頭,尺寸要均勻一致,彎曲度應小于0.01mm。
2)組裝:電極用組合夾具裝夾,夾具結構圖如圖3-76(b)所示。因為電極組合后的垂直度、圓度等均靠夾具保證,因此,組合夾具的制造要嚴格要求。
3)化學腐蝕:配置腐蝕淬、均勻腐蝕,雙面腐蝕量0.06mm,腐蝕高度40mm。腐蝕液配方見表3-1。可單個沖頭腐蝕也可整體腐蝕,但要把作為沖頭刃口部位保護好,決不能遭到腐蝕。一般常用硝基清漆保護。
4)車:將腐蝕酸洗過的沖頭重新組裝好,按整體電極內徑尺寸和凹模中心孔尺寸車制中心定位,保證槽孔與中心孔的同軸度。
(5)工藝方法
凸模(整體組合電極)打凹模,用階梯工具電極加工法,反打正用。
(6)使用設備
使用D7140電火花穿孔成形機床和JF80B脈沖電源。
(7)裝夾、校正、壓裝
1)工具電極:85槽復合電極組裝后,應仔細檢驗每個沖頭的垂直度、平均分度(即槽間距尺寸誤差)及圓度,確保符合圖紙精度要求。
2)工件:將工件水平放置附工作臺上,將校正并固定后的組合電極定位心軸插入對應的φ15mm孔,然后旋轉工件,使預加工刃口對準沖頭,最后將工件用壓板緊固。
(8)加工規準
脈沖寬度:2us;脈沖間隔:40us脈沖電壓:80V;放電峰值電流:48A;加工深度:30mm;加工極性:負;下沖油;高壓峰值電流:8A;高壓:173V;加工電流:0.4A;低壓加工電流:3.5~4A。
(9)加工效果
1)凸凹模配合間隔:0.04~0.05mm(雙邊)。
2)加工斜度:0.02mm(單邊)。
3)加工表面粗糙:Ra=1.25um。
4)加工時間:24h。
5)電極損耗:端面長度2mm。
沖模電火花加工還應注意哪些問題?
(1)無論凸模或凹模,凡是經過平磨加工過的工件,一定要進行退磁處理,可防止加工時工件對蝕除物產生磁力影響,避免產生拉弧燒傷。
(2)凡是經過熱處理的工件,特別是鹽浴爐淬火的工件,一定要將加工預留孔內的殘留物清理干凈,否則加工不穩定或產生不放電加工的現象。
(3)當采用間接配合法加工凹模時,其電極與凸模在連接之前,應先進行預加工,外形留1~2mm余量。然后用焊接、黏結或螺釘把它們緊固連接。連接后一般采用成形磨削加工。為避免磨削誤差,保證電加工后凸凹模配合均勻,電極與凸模的連接面就選擇在凸模的刃口端。
(4)大小電極組裝在一起穿孔加工時,由于小電極的垂直精度不易保證,加工時又容易引起側向振動,再加上二次放電等因素,使小電極的加工間隙比大電極的加工間隙要大些。為防止兩者間隙相差過大而影響尺寸精度,可將小電極尺寸適當縮小一些。這點在編排工藝及設計電極時,應預先考慮好。
(5)加工中要晝設法避免“放炮”。放電加工時會產生氣體,如不及時排出,一旦聚集過多并被電火花引燃時,就會像放炮一樣沖破阻力排出。往往會使電極或工件移位造成廢品。因此,要減少氣體的聚集,可在工件上或油杯上留出排氣孔來防止產生“放炮”現象。