由於分中過程都是點對點的感知接觸，因而可實現μm級的高精度定位精度。另外，電極分基準球的過程移動距離變小，可充分利用機牀的行程，效率也提高了。

誤區2. 千篇一律選用同一種電極材料

國內大多數模具企業使用紫銅作為電極材料。在追求高效率加工的今天，你是否去考察過石墨電極的加工優勢？或許你會簡單地認為石墨電極只適用於大型模具加工或者粗加工。事實上，這種認識是片面的或者還停留在傳統的制模觀念。

當前越來越多的模具企業，開始使用石墨電極來大幅度縮短模具製造週期。因為無論是銑削電極還是放電加工的過程，都能節約大概50%的時間，這是石墨電極的顯著優勢。另外，石墨做大電極重量輕，窄縫加工不容易變形，CNC銑削沒有毛刺，可設計整體電極來減少電極數目等等，都充分體現了石墨材料的優勢。當然了，在要求Ra0.4μm以下的精細表面加工，好的石墨加工雖然也能達到，但就沒有必要了。

對於微細類加工，要求極低的電極損耗。這時就有必要選用優質的紫銅電極或者鉻銅電極。對於高附加值零件的放電加工，使用價格更昂貴的銅鎢合金能獲得更小的電極損耗，尤其在加工硬質合金類工件。

誤區3. 電極火花位做得偏小，大幅度降低了加工效率

大多企業都是從使用傳統放電機升級到數控放電機，不少工廠在使用數控放電機時，電極火花位工藝仍然參照傳統放電機，比如粗加工粗加工電極火花位取單邊0.15mm，精加工電極取單邊0.06mm。

偏小的電極火花位大幅度限制了數控放電機不能使用更大的電流來進行高速加工。事實上，在高速切入加工後，只需通過平動加工即可快速修光型腔側面，這是實現放電錶面、效率、精度指標完美效果的工藝方法。這裡提供一個參考，數控放電機的粗加工電極火花位取單邊0.3——0.15mm，精加工電極取單邊0.15——0.1mm。需要參照放電面積與加工量，在面積允許的情況下，儘可能將火花位做大一些，可獲得甚至是高達幾倍的加工效率。

誤區4. 仍然在使用手動夾頭安裝、調整電極

企業出於實力或者成本的考慮，使用傳統的手動夾頭安裝、調整電極，這種方法簡單實用，被普遍使用。但一些企業購買了幾十萬的數控放電機，仍然在使用傳統夾頭。

使用傳統的手動夾頭，機牀的實際利用率並不高，在不能滿足生產效能的情況下只能花更多的資金投資增加放電機牀。事實上，好馬需配好鞍，數控機應配置如3R快速裝夾定位夾具，可以省去人工打表的過程，減少了機牀頻繁的待機，提高了生產效能。

誤區5. 使用數控機牀，不用側打與斜打功能

數控放電機可實現側打、多軸加工。一些注塑模的成型鑲件，四周有比較薄、深的膠位，這些部位很適合側打。

放電清除切削加工後剩下的刀具R角，是比較常見的加工類型，如果採用X、Y、Z三軸聯動的方法，即斜向加工，可避免因加工部位面積小而發生放電不穩定、電極局部損耗的現象。

誤區6. 大面積的高光潔度加工難以達到要求

如果公司的模具放電加工都屬於大面積（30平方釐米以上）類型，並且表面都要求在VDI18以下，要求均勻一致的火花紋理，像電視遙控器類型腔。那麼放電加工就是一個頭痛的問題，經常會為了紋理作反反覆復的修整，加工效率也很低。

如果是批量放電加工大面積、大型腔類模具，應考慮使用混粉加工技術，可大幅度提高加工效率，更容易獲得大面積的精細紋理或者鏡面。

誤區7. 不正確的放電加工表面品質控制

一些模具企業，製造的模具要求並不是很高，放電部位基本都要後續進行拋光處理。在這種情況下，模具放電加工卻在追求VDI18（Ra0.8μm）以下甚至是鏡面加工的要求，而同時又在抱怨放電速度太慢，交期來不及。

企業應根據模具不同的要求來正確控制放電錶面品質，分清楚放電的優先順序是效率還是品質。對於大多數後續要進行拋光處理的加工部位，放電加工達到VDI22（Ra1.25μm）或以上即可。對於細微的部位，為避免拋光變形可以加工精細些。這裡需要強調的是，在追求VDI22以下的高品質亞光表面要求時，放電時間會大幅度增加，同時電極損耗也會增加。

誤區8. 鏡面放電加工誤區

對於沒有接觸過鏡面放電加工的模具企業，對這門技術會頗感興趣。但遺憾的是，由於缺乏實踐經驗，他們的一些不正確的認知，導致出現加工失敗的案例。

事實上，對於數控放電機來說，實現鏡面加工並不難，而像VDI7（Ra0.2μm）級別的亞鏡面纔是具有極高的加工難度。能否實現高品質的鏡面效果，除選用的加工參數外，其很大程度取決於工件材料，某些材料如SKD11、DC53、仿冒S136是無論如何也達不到好的鏡面效果，因此一定要判斷材料再決定進行鏡面放電，否則可能會浪費時間而達不到要求。而對於電極來說，並沒有那麼嚴格的要求，並不是要求電極必須進行鏡面拋光處理。

鏡面加工的主要經驗是時間的控制。多大的面積，應該設定多少時間，有經驗的師傅可靈活地實現高效率的鏡面生產，沒有經驗的情況下就只能依賴數控機牀的專家系統。

以上這些電火花加工的誤區值得每家模具工廠關注。事實上，工廠裏某個工藝的小改進就有可能創造巨大的價值，或者帶來品質、效率的提升，這也是經驗的價值所在！

尤其是塑膠模具行業，需要設計大量的電極（拆銅公）來進行電火花加工。

1. 模具中需要設計電極的部位

模具型面上有許多深槽窄縫、複雜型腔，是銑削加工機牀難以加工的部位，這就需要電火花加工，另外一些加工精度和表面粗糙度要求特別高的部分也常用電火花加工。

（1）模具中存在直角或尖角的部位

（2）圓角位太深且所在位置狹窄

（3）由曲面與直壁或斜壁組成的角位

（4）模具結構中存在較深且窄的部位

2. 電極的結構形式

有整體式電極和鑲拼式電極兩種結構形式。整個電極用一塊材料加工而成，是最常用的結構形式。對形狀複雜的電極整體加工有困難時，可將其分成幾塊，分別加工後再鑲拼成整體，鑲拼式電極可節省材料，但應保證各電極鑲塊之間的精度。

整體式電極與鑲拼式電極

3. 設計電極的經驗

（1）設計電極前要充分了解模具結構。分清楚模具的膠位、插破位、靠破位、枕位等，確認好哪些部位需要放電加工，模仁與鑲件是否要組裝放電。

（2）設計電極時要按照一定的順序進行，以防漏拆電極。這點對於複雜模具的電極設計非常重要。

（3）設計電極要考慮電極的製作問題。設計的電極應容易製作，最好是隻使用一種加工方法就可以完成。如用CNC銑製作複雜電極非常方便，也容易保證電極精度。

（4）對於產品有外觀和稜線要求的模具，可以優先考慮將電極設計為一次可以加工整體型腔的結構；有時整體電極加工有困難，有加工不到的死角，或者是不好加工，所需刀具太長或太小，就可以考慮分多一個電極，有時局部需要清角電極。

（5）電極的尖角、棱邊等凸起部位，在放電加工中比平坦部位損耗要快。為提高電火花加工精度，在設計電極時可將其分解為主電極和副電極，先用主電極加工型腔或型孔的主要部分，再用副電極加工尖角、窄縫等部分。

（6）對於一些薄小、高低跌差很大的電極，電極在CNC銑製作和電火花加工中都非常容易變形，設計電極時，應採用加強電極的結構。

（7）電極在加工部位開向的方向，必須延伸一定尺寸，以保證工位加工出來後口部無凸起的小筋。

（8）考慮對某些電極進行避空處理，避免在電火花加工中發生加工部位以外不希望的放電情況。

（9）設計電極時應考慮減少電極的數目。可以合理地將工件上一些不同的加工部位組合在一起，作為整體加工或通過移動坐標實現多處位置的加工，如下圖所示，將工件上多處相同的加工部位採用電極移動坐標來加工。

不同加工部位組合在一起的電極

（10）設計電極時應將加工要求不同的部位分開設計，以滿足各自的加工要求。如模具零件中裝配部位和成型部位的表面粗糙度要求和尺寸精度是不一樣的，所以不能將這些部位的電極混合設計在一起。

（11）給電極設計合適的底座。底座是電火花加工中校正電極和定位的基準，同時也是電極多道工序的加工基準，如在用線切割清除電極上刀具拐角部位的加工中，就需要用基座進行定位。另外，底座上最好設計方便電極安裝時辨別方向的基準角。

（12）設計電極時要考慮電火花加工工藝。選用Z軸伺服加工還是側向加工或多軸聯動加工；電極要便於裝夾定位；根據具體情況開設排屑、排氣孔。

（13）電極數量的確定。 電極數量的確定主要取決於工件的加工形狀及數量，其次還要考慮到工件的材質﹑加工的深度以及加工的面積。

（14）設計電極的底座有兩種方法，一種方法是在電極加工部位最大外形的基礎上均勻擴大設計出底座，結果是以底座為基準的X、Y、Z坐標值往往為小數。第二種方法是先給底座基準的X、Y、Z坐標值確定一個整數。顯然第二種方法可以避免電火花加工中操作者將複雜小數看錯的情況。

（15）一套模具的所有電極設計完成後，應填好備料單（根據電極要求確認電極坯料長，寬，高和電極數量，材質），安排電極的製作，設計好電火花加工的圖紙（放電坐標、加工要求及細節備註）。

4. 確定電極縮放量

確定電極縮放量主要考慮的因素：加工形狀、加工尺寸、加工餘量、加工精度要求、加工表面粗糙度要求、電極與工件材質。

（1）數控電火花粗、中、精加工電極的單側縮放量一般取0.30-0.15㎜、0.2-0.15㎜、0.15-0.05㎜。比如大多數模具廠的電極尺寸縮放量為粗公單邊0.2mm，精公單邊0.1mm。

（2）加工面積比較小的電火花加工場合，電極縮放量應取小一些；加工面積比較大的電火花加工場合，電極縮放量應取大一些。

（3）深度值比較大的電火花加工場合，電極縮放量應取大一些，以避免粗加工效率偏低及二次放電造成工位口部尺寸超差。

（4）工件材質為硬質合金時，實際加工中放電間隙大約只有鋼材質工件的一半，故確定的電極縮放量也要小些。

（5）電極縮放量在很大程度上決定了加工速度。如果放電能量較大，放電間隙也會較大；反之相反。較大放電能量的加工速度也就會快。如果電極縮放量加大，加工速度也會成倍加快。

5. 選擇電極材料

（1）紫銅電極

紫銅是電火花加工中應用最廣泛的電極材料。因為電極大部份都採用銅加工，所以在沿海地區把電火花加工的電極叫銅公。能比較容易獲得穩定的加工狀態，精加工中採用低損規準可獲得輪廓清晰的型腔，可進行鏡面超光加工。缺點是不宜承受較大的電流密度，在加工深窄筋位部分，局部高溫很容易使電極發生變形，小電極的毛刺處理困難。

（2）石墨電極

石墨很容易製造成形，無加工毛刺。在大電流的粗加工中，加工速度快。密度小，只有紫銅材料的1/5，使得大型電極製作和準備作業更容易。超薄電極放電加工中時不易變形。石墨電極的不足是不能加工非常精細的表面，在精細加工中電極損耗較銅要大，另外是石墨電極的製作需要專門的石墨加工機。

（3）銅鎢合金

銅鎢合金電極材料在電火花加工中使用較少，只有在高精密模具及一些特殊超硬合金的電火花加工中才常被採用。銅鎢合金電極材料可以有效地抵禦電火花加工時的損耗，能保證極低的電極損耗。不足是材料價格昂貴。

電火花加工表面質量提高

由於電火花加工可以加工難切削的材料，並且可以加工出特殊以及複雜形狀的零件。因此，廣泛應用於機械、航空航天、電子、儀器、輕工業等部門。但是由於加工過程工藝參數較多，各工藝參數之間存在一定的影響，常常會帶來一些工藝問題，直接影響加工的質量與效率。因此，對影響加工表面質量因素的分析具有重要的意義。

1、 電火花加工表面質量分析

電火花加工表面質量主要包括表面粗糙度、表面變質層和表面力學性能。電火花加工表面主要由無數個無方向性的小坑和硬凸邊所組成，其表面粗糙度的計算與機械加工一樣，採用微觀輪廓平面度的平均算術偏差值Ra表示。由於電火花加工去除材料靠的是工具和工件之間由於放電產生的高溫，在消電離階段，由於工作液的迅速冷卻，使得工件表面層發生很大的變化。在表面變質層中又分為熔融凝固層、熱影響層、微觀裂紋3個層次，如圖1。

表面力學性能主要為顯微硬度、殘餘應力、耐疲勞性能等項指標。大量實驗研究證明：在電火花加工後，工件的顯微硬度和耐磨性都有所提高，不同的材料，提高的程度也有所不同。由於加工過程中，工件表面經歷瞬時的先膨脹後收縮的作用，使工件表面形成殘餘應力，殘餘應力大部分為拉應力，在外表層中會出現較小的壓應力。由於殘餘應力和可能存在的微觀裂紋的作用，加工後的工件的耐疲勞性會大大降低，因此需要採取一定的熱處理，消除這一不利的影響。

2、 電參數對錶面粗糙度的影響

電火花加工主要靠工具電極與工件之間的脈衝性放電產生的瞬時高溫、高熱去除材料的。去除材料形成的放電痕跡主要由脈衝能量決定。而單個脈衝放電所釋放的能量取決於極間放電電壓、放電電流和放電持續時間（即脈衝寬度），其計算公式為：

因此，影響電火花加工表面粗糙度的電參數主要有峯值電壓、峯值電流和脈衝寬度。由於在一定的加工條件下，峯值電壓變化不大，通常取定值，所以，表面粗糙度主要取決於峯值電流和脈衝寬度。

根據實驗研究，以銅為工具電極，鋼為工件時，可得到表面粗糙度與峯值電流和脈衝寬度的經驗公式：

2.1 峯值電流對錶面粗糙度的影響

在脈衝寬度一定時，隨著峯值電流增加，單個脈衝能量也增加，使表面粗糙度值增大，如圖2。因此，為獲得較小的表面粗糙度值，應盡量減小峯值電流值。

2.2 脈衝寬度對錶面粗糙度的影響

當峯值電流一定時，脈衝寬度大，單個脈衝能量大，放電腐蝕產生的放電痕跡大而深，表面粗糙度變差，如圖3。因此，在峯值電流一定時，通常選取較小的脈衝寬度，來獲得較好的表面粗糙度。

3、 工具電極對錶面粗糙度的影響

3.1 工具電極材料和表面粗糙度

在電火花加工過程中，工具電極的材料不同，電極的性能不同，在加工過程中電極的損耗不同，對工件表面粗糙度的影響也不同。材料質量差、組織不均勻、含雜質的電極會使加工出來的工件表面粗糙度值大，達不到加工的要求。通常，在粗加工規準中，脈衝寬度較大，此時紫銅電極比石墨電極的加工表面粗糙度好。在精加工規準中，脈衝寬度小，石墨電極加工表面粗糙度較好。電火花成型加工是將電極的表面複製到工件表面，電極表面粗糙度會直接影響加工表面的粗糙度，特別在精加工時，工具電極通常都要進行拋光處理。

3.2 加工極性的影響

在脈衝放電過程中，正、負電極表面分別受到負電子和正離子的轟擊，因此兩極表面分配的能量不同。由於電子的質量和慣性較小，在放電初始階段，就能獲得較大的速度和初速度，轟擊正極表面，使電極材料迅速熔化和氣化。然而，正離子的質量和慣性較大，隨著放電時間的持續，其獲得的能量較大，對負極表面的轟擊作用強。因此，在脈衝寬度較小時，應選擇正極性加工;在脈衝寬度較大時，應選擇負極性加工。一般來說，正極性加工的表面粗糙度要比負極性加工的表面粗糙度好，精加工時為了獲得較好的表面質量都選擇正極性加工。

4、 加工面積的影響

實驗研究表明：在其他加工條件相同的情況下，加工面積不同，表面粗糙度相差很大。當加工面積較大時，即使很小的脈衝能量，加工工件的表面粗糙度值也很難小於0.32 μm，而且隨著加工面積的增大，表面粗糙度變差。這是因為在加工過程中，工具電極和工件相當於電容器的兩個極。根據平行板電容計算公式：

由式（3）可知，隨著加工面積的增大，電火花加工中寄生電容增大，即電火花加工兩極板的儲能作用增強，在電規準較小的情況下，電能被此電容「吸收」。此時，只能起到「充電」作用而不會引起火花放電。往往積累多次脈衝才能產生一次放電，這使得加工出的放電凹坑較大，表面粗糙度值變大。

「混粉加工」新工藝的出現解決了這一問題，採用「混粉」加工技術，可以在較大的面積上加工出粗糙度值為0.05——0.1 μm的光亮面。混粉加工就是在工作液中混入一定量的硅或鋁等導電粉末，使工作液的電阻率降低，潛布電容減小。同時將放電通道分割成許多小的放電通道，使放電能量大大細化，可以得到較小的表面粗糙度值。普通加工與混粉加工極間電場分佈圖如圖4所示。

5、 電蝕產物對錶面粗糙度的影響

隨著加工的進行，工具電極和工件之間的電蝕產物增多，過多的電蝕產物如果來不及從極間排除、擴散出去，這不僅會使油液變髒、粘度變大，不利於帶走電極與工件之間的電蝕產物，而且會改變間隙介質的成分，降低其絕緣強度，使工具和工件之間的二次放電次數增多，影響極間放電狀態。使放電點集中在某一部位，破壞消電離過程，影響放電穩定性。這樣，脈衝性火花放電將惡性循環轉變為有害的穩定電弧放電狀態，同時工作液局部高溫分解後可能形成積碳現象，在該處聚集成焦粒，這都會燒傷工具電極和工件表面，使表面粗糙度值增大。另外，電蝕產物排出不充分還容易引起短路現象，降低加工速度，長時間的短路作用使電路中電流增大，影響脈衝電源的壽命。為瞭解決這一問題，需要經常過濾及清潔工作液，加強過濾循環，要人工清理工作液中的積存炭黑和金屬微粒。在加工過程中，為了強化電蝕產物的排出，還要進行適當的工作液循環。工作液循環方式可分為沖油式和抽油式兩種形式。沖油或抽油方式如圖5所示。

從圖5中可以看出，沖油方式排屑能力強，能使電蝕產物完全從極間排出。但是，在排屑過程中，電蝕產物會通過已加工區，會引起工具和工件之間的「二次放電」，從而破壞加工表面，降低表面質量。採用抽油方式，電蝕產物從待加工表面排出，雖然不會影響已加工表面的質量。但是，排屑不充分，而且加工過程分解出的可燃氣體容易積聚在抽油迴路的死角處，引起「放炮」現象。這不僅會引起安全性隱患，而且也會加劇電極的損耗，使電極形成錐度，影響加工的精度。因此，通常選擇沖油方式強化電蝕產物的排出。

沖油方式的選擇，引起了另一個影響表面質量因素的研究。如何避免電蝕產物從已加工區排出時引起的二次放電問題，成為人們關注的熱點。尤其是在微小孔電火花加工中，工具電極與工件之間放電間隙非常小，引起二次放電的概率非常大，即使加工過程中能得到很好的表面質量，在電蝕產物排出的過程中也會被破壞。為瞭解決這一問題，日本學者在電極表面鍍上一層薄薄的絕緣層。這種介質在加工過程中氣化，附著在已加工工件表面，使工具電極和加工表面都被絕緣介質覆蓋，這樣就不會由於「二次放電」對已加工表面再次加工，破壞其表面質量。在工件加工完後，對工件進行沖洗，就會去除附著在加工表面的絕緣介質。目前這種介質的成分尚且不清楚，還有待材料領域專家進一步深入研究。關於防止二次放電破壞已加工表面的方案的研究，也是保證加工表面質量的必不可少的關鍵因素，對其研究有重要的研究價值。

綜上所述，影響電火花加工表面質量的因素很多，每個因素的解決方案都很簡單。但是，在加工過程中，要綜合考慮這些因素對加工質量的影響以及各因素之間的相互影響，對其進行系統的分析和科學的分配，最終找到最優的參數控制與分配，從而提高表面質量，降低表面粗糙度。以上就是賢集網小編整理的在模具製造中電火花加工的相關內容，希望對大家有所幫助！

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