电火花成型加工技术新发展应用

作者：信息来源:info.mt.hc360.com 2006-4-2

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引言电火花成型加工技术发展到今天已经过了60多年，有人主张要将它赶出模具加工领域，理由是高速铣加工效率比它高10倍。但电火花机床制造商却不同意，如对于一些窄槽加工，至今高速铣还是无能为力的。同样是电火花加工，线切割发展历史仅仅40年左右，但比成型加工，技术上要成熟得多，产值也几乎高出1倍，已毫无疑问成为模...

1.引言

电火花成型加工技术发展到今天已经过了60多年，有主张要将它赶出模具加工领域，理由高速铣加工效率比它高10倍。但电火花机床制造商却不同意，如对于一些窄槽加工，至今高速铣还是无能为力的。同样是电火花加工，线切割发展历史仅仅40年左右，但比成型加工，技术上要成熟得多，产值也几乎高出1倍，已毫无疑问成为模具型腔加工的主导设备。是由于电火花成型加工机理的复杂性，它还没有走完它的成期，作为型腔中精加工工艺的目标还有一段路要走，高速铣只是客观上促使其发展应该更快一些，要更努力一些。

长期以来困扰电火花成型加工技术推广应用的内因是：由于加工对象日趋复杂，操作者对设定加工数以及保持加工过程的稳定可靠感到越来越难，生产厂虽然也提供一些成套参数，但距离实用的要求还有一定差距，在电极的损耗、尺力精度、表面粗糙度、安全系数、加工效率等等指标之间如何取得平衡，达到要求的权衡序列，那就更加困难。操作者中曾有"一冲"就灵的说法，即再困难的加工，只要解决冲洗问题，把铁末、炭末、气泡冲出来就行。但现在很多的型腔很难做到冲抽油，而且随着加工要求的提高，冲抽油或侧冲造成不均匀流场、切屑的不均匀分布，影响精加工表面的平整度。而且冲抽油还会造成边角的损耗，使加工轮廓不清晰。所以用户提出了能不能免冲液加工，这对目前大多数电火花成型机来说就会带来加工不稳定、低效率等问题。作为一种精加工手段，用户当然希望型腔达到均匀的表面粗糙度和一定的尺寸精度，但一到精加工，间隙一小，就相当容易集中放电，表现为加工表面有一块块的黑斑，擦干净粘附的炭末后，可以看到此处比较粗糙，如果模具要求有蒙光效果，这样的不均匀放电痕就肯定不行，如果抛光，此处必定凹陷。由于集中放电造成加工表面的不平，也就破坏了型腔的尺寸精度。现在用户要求有微米级型腔，这种平面度误差竞有十几微米，还谈什么尺寸精度。

为攻克上述难题，10年来瑞士夏米尔技术公司做了大量的工作，终于取得了成功，这就是DS系统。其工作原理和特点是：

（1）确认电火花成型加工工艺的多样性，在充分研究和分析每一类加工对象的特点后，开发相应工艺，即应用导向的工艺。目前在DS系统内将电火花成型加工分为：一般型腔、窄缝、大面积和微细型腔四类。

（2）由于电火花成型加工工艺的复杂性，在其工作机理尚未搞清楚以前，只能按实验来搞。针对特定的加工对象，做大量的工艺试验，在取得合适的加工工艺参数和工艺规律后，再经过长期的加工验证，和用户合作的实用考验，不断修改、不断完善，最后将这些成熟的加工决窍汇编成软件，以方便使用，这就是专家系统。

（3）DS系统内包含着若干个专家系统，它们各司其职，环环相扣，涵盖整个加工过程，操作者始终在专家系统的协助下，从工作开始，一直到加工结束。

首先用到的是编程专家系统（Program Expert），它按图面加工要求，把整个工作过程所需性能配置和加工参数规定下来。具体来说：①自动生成从粗加工到精加工的加工程序，以及将找正、定位和若干个型腔加工的工艺程序连接起来的命令程序。②由人机对话输人的加工要求有：对损耗、表面质量、加工精度和加工速度的权衡，加工型腔类型，采用何种冲洗方式，选择何种平动方式等，此后系统可以计算出电极收缩量，每档规准的加工深度和手动量，相应的伺服和保护参数。③通过标准图形模块的拼装，在屏幕上生成电极的三维图形，综合考虑随着加工深度增加后放电面积的变化；电极上是否有薄弱的危险截面；电极的实际收缩量；自动计算出粗加工功率变化曲线，形成工件程序的切入部分。

一进入加工，就会得到控制专家系统（ Pilot Expert）的帮助，它动用一切积极措施，连续优化加工参数，在加工较浅或不出现间隙污染的情况下，尽可能缩短抬刀时间，以增加放电时间，降低检测门槛值，以保护有效放电脉冲。