当前位置:首页 >> 机械/仪表 >>

电火花加工精度的改善措施


电火花加工精度的改善措施

机制112

胡向杰 侯维

摘要:
?

?

本篇要点是,电火花加工的精度,通过 对电极的优化设计制作、工件定位的精度保证、 工件的定位加工三个方面去改善。从这三方面 的改善措施详细讨论了,如何降低和消除电极 加工精度误差、电火花加工机的

几何精度误差、 工件电极的校正精度误差、定位精度误差等, 对电火花加工精度的影响,提高电火花加工精 度。并使工艺流程化,为公司带来的直接应用 效益。 关键词:加工精度 定位加工 应用效 益

引言
?

? ?

随着现代工业的深入发展,越来越精密化的市场需求,对 企业也提出了更高的加工精度要求,使高精密模具制造能力成为 企业的核心竞争力。公司原±0.005mm的电火花加工精度,已不 能满足松下、住友、高野精密、技研新阳等越来越多客户,提出 的模具工件电火花加工尺寸±0.002mm、清角加工R0.02mm以下 高精度要求。只有满足客户的高精度加工要求,公司才可能实现 高精密模具从国外进口到国内制造,降低模具制造成本,提升企 业竞争力。 如何提高电火花加工精度,已成为公司刻不容缓的攻关课题! 本文从实验性加工、工件的实际制作到流程的改善方面, 总结出提高电火花加工精度直接相关的三大方面:电极的优化设 计制作、工件定位的精度保证、工件的定位加工和加工中的测量 确认。从这三方面详细论述了如何提高电火花加工精度、工艺流 程化,为公司带来的直接应用效益。

1.现状分析
?

1.1加工机及加工环境 分析
公司现状使用的数控机床均为日本高速高精度加工机,其机床相 关信息如下表2-1、图2-1所示: 表2-1.机床相关信息 机床加工 机床型号 制造商 产地 行程(㎜) 类型 精度(㎜) 320*280* 加工中心 V22 牧野 日本 高速机 ±0.002 300 机 350*250* 电火花加 AQ35L 沙迪克 泰国 高速机 ±0.005 250 工机 350*250* 慢走丝线 FA10PS-A 三菱 日本 高精机 ±0.005 220 割机 350*150* NN515-S 长岛 磨床 中国 高精机 ±0.001 250

主要加工机图片

1.1加工及加工环境
?

?

我们主要利用上述几款机床进行 模具相关工件的加工,用Nikon高度仪、 Mitutoyo千分尺、Nikon二次元等测量仪 器检验加工精度。 对于机床工作环境,集中在22±1℃的无 尘恒温车间。也就是说工作环境是满足 机床稳定加工的基本要求。

1.2原加工方法分析
?

电火花加工的两个大的方面分别是:电极的制作,电火花加工 实施。其中电火花加工实施部分如下图2-2所示:
工件调水平,基准球 分中

电极调水平、基准球分中 电火花加工 NG

测量确认
OK 电火花加工完成

1.2原加工方法分析
此种方法繁琐、效率低下,加工精 度不能完全人为控制,高精度要求时加 工失败率高。据改善前公司年度TQC发 表时的不完全统计,电火花加工精度达 到±0.003mm精度要求的成功率为35%、 达到±0.002mm精度要求的成功率几乎为 0。

1.3电火花加工达不到高精度要求的综合分 析
? ?

? ?

?

? ?

要了解电火花加工精度,我们先要对以下几个概念有初步的了解。 定位精度:是指工件或刀具等实际位置与标准位置(理论位置、理 想位置)之间的差距,其不一致量即为定位误差。差距越小,说明精度越 高。是工件加工精度得以保证的前提。 校正精度:是指工件或电极的校正偏差。 定位不准确误差:工件在夹具中的正确位置是由夹具上的定位元件 来确定的。电火花加工中,由于基准球尺寸本身有误差,由此求得的相 对位置也存在偏差。 机床的几何误差:工件的加工精度很大程度上取决于机床的精度。 包括机床的制造误差、安装误差、和磨损引起的误差。在加工过程中这 些误差会直接反映到工件上去,影响加工精度。通常的理解是,使用机 床进行加工,加工精度无法超越机床本身精度。 工艺系统的几何误差是指机床、夹具、刀具和工件的原始误差。 这些误差在加工中会或多或少地反映到了工件上去,造成加工误差。 由此,我们归纳出影响电火花加工精度的因素,包括电极的加工 精度、电火花加工机的几何精度、工件电极的校正精度、定位精度等。 也可以理解为,电火花加工精度是以上多种精度影响的复合反映。

1.4工件的定位加工对于提高电火花加工精 度的分析
?

如此之多的因素交错混杂,要想保证电火花加 工精度,我们需要得到的是一种可以规避或者 减小误差的加工流程,在流程可靠性保证的前 提下可人为操作提高电火花加工精度。经过不 断的交流学习和进行实验性加工对比,我们总 结出,只有采用增加装夹辅助装置将工件定位 加工和进行加工中的测量确认,在保证工件定 位精度的前提下,利用机床本身的精度和最小 驱动单元值进行微量位移加工,才可满足我们 的高精度加工要求。于是我们对定位进行了改 善,改善前后的定位、

加工方法对比如下图
改善前后定位、加工方法对比

改 善 前

改 善 后

改善前:工件直接在磁台上定位,加工完成后再拆下测量 确认。如NG再上机重新采用千分表校正、基准球分中、加工,

加工方法对比
? ?

?

改善前:工件直接在磁台上定位,加工完成 后再拆下测量确认。 改善后:细小工件增加装夹辅助装置,通 过采用日本制JAM牌超微精密平口钳装夹后,在 磁台上的定位块定位;一般大小工件直接用磁台 上的定位块定位,加工完成后拆下来测量。改善 后只需要根据工件测量数据进行加工参数调整和 微量位移,就可达到高精度的加工要求,规避或 者减少校正、分中误差,加工成功率高。 对于沙迪克的AQ35L机型,工件定位加工 有效地保证了工件在同一位置实现微量偏移修正 加工,同时将机床的几何误差、校正不准确误差、 定位不准确误差等不利影响降至最低。

改善后的加工流程如下图
?
工件定位准备 工件调水平、分中 电极调水平、分中

电火花加工

工件定位,加工条件调 整

?
?

测量确认

N G

OK
电火花加工完成

?

流程改善的前提条件是,对电火花加工的工件增加装夹辅助装置进行定位,固定在电火 花加工机工作台的同一位置。如此在“加工—测量—加工” 这一环节上,工件和电极均 不需要重新校水平和分中,直接将工件归于工作台上的定位位置即可。也就是说,将工 件和电极的多次校正、分中工作,直接转换为单一的工件在工作台上的定位安装



2.

工件的定位加工

2.1工件定位加工的精度保证一
?

?
? ? ?

?

怎样才能做到工件在工作台上的定位? 对此,我们延用了以往的定位块,只是在定位 块的制作方面作了更进一步的改善。 相关说明: (1).定位块一全周倒C角:减免定位块加工中表 面残渣的吸附,影响工件定位时定位精度; (2).定位块一四面切槽:减少大面积研磨加工时 的平面变形,保证定位块研磨加工的平面度。且加工 中定位块可减少与磁性工作台、工件的大面积接触, 保证定位精度。定位块的平面度和垂直度应保证在 0.002mm以内; (3).定位块二的R角接触:避免定位块利角与工 件的接触磨损、面接触,影响工件定位精度。

2.2工件定位加工的精度保证二
?

?

?

加工精度要求±0.002mm 的小工件,其长 宽高为2.600mm*0.800mm*14.520mm,工件定 位精度该如何保证? 对此,我们拟用了测量方法中的变薄为厚 法增加装夹辅助装置,即用日本制JAM牌超微精 密小型平口钳装夹定位工件。 如此,即实现了小工件的定位安装。加工、 测量确认时,使工件和日本制JAM牌超微精密小 型平口钳作为一个整体移动。

2.3工件定位加工的精度保证三
? ?

?

在工件定位精度保证的基础上,电极的 加工精度又该如何保证? 以往的加工中,每个电极都要进行校表 分中,而分中的数值通常会有0.002—0.003mm 的中心偏差,想要加工出我们想要的精度,几 乎不可能。 为此我们采用了粗公﹑中公﹑多个精公 电极同时作为一个整体设计、加工应用,实现 电极的一次性分中,工件的同一位置多个电极 直接位移加工。减少因电极的多次分中,造成 的分中偏差。

3. 工件定位加工的应用效益分析
?

以上三个方面,有效保证了图2-2 中加工流程的实施,以及加工中的精度 确认和微量位移修正加工,实现了电火 花加工部位±0.002mm公差值的高精度加 工要求。通过对该工件的加工尝试,有 效的完善了原有的电火花加工流程,提 高了高精度工件加工成功率和常规工件 的加工效率。其效益展示如下图表所示:

表4-1. ±0.002mm公差要求的工件 加工改善前后对比
工件番号 G-2289-200 G-2289-208 4 4 改善前 O K 品件数 失败件数 成功率 7 6 36% 40% 改善后 O K 品件数 失败件数 成功率 4 4 1 0 80% 100%

从上表中的统计数据可以看出,以上两种工件,加工失败大大降低,使高精度要 求的小工件加工成为可能,且可进行批量生产,满足客户要求。

表4-2. ±0.003mm公差要求的工件加工改善前后 对比
?
工件番号 W64-203 W64-301 W64-302 W64-303 W64-304 W64-305 W64-306 W64-307 W64-308 小计 85 8 4 4 8 4 4 16 8 141 改善前 O K 品件数 失败件数 成功率 140 8 8 4 8 9 8 64 32 281 38% 50% 33% 50% 50% 31% 33% 20% 20% 33% 改善后 O K 品件数 失败件数 成功率 85 8 4 4 8 4 4 16 8 141 7 0 0 0 0 0 0 0 1 8 92% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 100% 89% 95%

?

由于增加了工件加工中的装夹辅助装置,加工工艺得到改善,加工成功率大大 提高。在加工精度保证的基础上,稳步提升了电火花加工效率



电火花加工工艺改善后,电火花定位加工在实际生产中的应用,其应用效益是可观的。 以下是公司2009年1月到09年8月的精密模具生产额统计:

?
月份 生产额(单位:RMB) 1月 64,833 2月 202,380 3月 109,231 4月 235,702 5月 802,260 6月 446,800 7月 524,573 8月 624,680

生产额(单位:RMB) 1,000,000 800,000 600,000 400,000 200,000 0 1月 2月 3月 4月 5月 月份 6月 7月 8月

?

上述图表可以很明显的看到,09年5月以后,生产额较以前大大提高。当然,生 产额的提高,牵涉的因素方方面面。但是,不可否认的是,生产能力在提高,加 工工艺日渐成熟。生产效率的提高,已经向我们展示了电火花加工精度的改善措 施,在实际生产中的应用效益。

结束语
?

在CNC、慢走丝线切割、研磨加工精度 保证的同时,对于电火花加工精度和流程的改 善,公司在精密模具制造能力上有所提高,直 接为公司创造了经济效益。现在接的精密模具 订单也越来越多,部份精密模具已直接由国内 制造出口到日本、德国、新加坡、马来西亚、 印度等国家和地区。如何制造出更高精度的精 密模具,是一个不断尝试、探索、学习和交流 的过程。我们将持续改进、稳固成果,让企业 更具核心竞争力!


相关文章:
机械加工精度误差及改进措施
机械加工精度误差及改进措施 【摘要】在机械加工过程中,由机床、夹具、刀具和工件组成的工艺系统, 会不可避免的产生各种各样的误差,并影响到工件的加工精度。本文...
浅析微细电火花加工机床加工误差及提高精度的措施
浅析微细电火花加工机床加工误差及提高精度的措施_专业资料 暂无评价|0人阅读|0次下载 浅析微细电火花加工机床加工误差及提高精度的措施_专业资料。龙源期刊网 http...
影响加工精度的主要因素及改善措施
电火花加工精度的改善措... 暂无评价 20页 1下载券 电火花加工精度的改善措....影响加工精度的主要因素及改善措施表 3-1 影响形状精度的主要因素及改善措施获得...
电火花加工中放电不稳定现象产生原因及改善措施
电火花加工中放电不稳定现象产生原因及改善措施_法律资料_人文社科_专业资料。龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 电火花加工中放电不稳定现象产生原因及改 善...
电火花加工尺寸精度实验研究
电火花加工尺寸精度实验研究 通过以线电极为工具电极和以无补偿的实体棒状为工具电极的电火花加工 之间的对比实验,笔者发现,基于线电极的电火花加工线电极具有良好的...
提高细长轴加工精度措施
提高细长轴加工精度的措施 摘要:在机械加工中常遇到长径比大于 25 的轴类零件,如机床的 光杠、操纵杠等,这类轴统称为细长轴。虽然细长轴形状不复杂,但 由于其...
探讨提高机械加工精度的工艺措施
转自论文部落论文范文发表论文发表 探讨提高机械加工精度的工艺措施作者:郭颖君摘要:社会经济的发展和科学技术的进步,有力地推动了我国机械加工技术的发展。 工件加工...
如何提高机械的加工精度
其变化 的基本规律和产生误差各个方面的因素,提出了提高机加工精度 的相应措施...能够改善刀屑接触面上的摩擦状况,降低切削 温度和刀具的磨损,提高刀具的耐用度,...
论影响机械加工精度的因素及提高措施
龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 论影响机械加工精度的因素及提高措施 作者:杨晓琪 来源:《科技视界》2013 年第 30 期 【摘要】随着国民经济实力和科学技术...
提高成型电火花加工效率的工艺探讨
充分分析电火花加工相关环节,采 取针对性改进措施,提高电火花加工效率尤为迫切。...在确定加工工 艺时应综合考虑零件表面粗糙度、加工精度及速度要求,以选择最佳的...
更多相关标签:
电火花加工精度 | 电火花加工精度是多少 | 电火花穿孔机加工精度 | 提高加工精度的措施 | 电火花精度 | 电火花打孔精度 | 电火花加工 | 上海电火花加工 |