主要指采用多電極加工法或多電極平動法時,要求電極的裝夾有一定重復(fù)定位精度。即要求第二只電極換上后有和第一只電極相同的位置,所以必須有電極重復(fù)定位夾具。
帶有定位銷的簡易二類夾具、簡單實用、容易制造、拆御方便,只要將二條銷釘(或錐銷)和螺釘擰下,連同石墨電極一起從安裝板上卸下,其安裝板在主軸上不動, 街電極修整或更換后,即可直接裝上安裝板恢復(fù)電極的原始位置,仍可保證原加工精度,其關(guān)鍵是二條銷釘起了定位作用。現(xiàn)以螺旋傘齒輪精鍛模齒形型腔電火花加工為例,介紹有重復(fù)定位精度要求的加工過程。
(1)電極設(shè)計和制造 根據(jù)螺旋傘齒輪精鍛工藝要求,每種螺旋傘齒輪需三種齒型腔。
1)電極材料的選擇:采用紫銅材料作電極可實現(xiàn)低損耗加工。
2)電極結(jié)構(gòu)形式的確定:考慮采用多電極加工方式,電極結(jié)構(gòu)形式如圖所示。
為了保證各個電極加工時(特別在切齒加工時)的重復(fù)精度和電火花加工中更換電極的重復(fù)定位精度,在切齒夾具、電火花加工用重復(fù)定位夾具及電極上,均加工有距中心線33±0.007mm的直徑為φ10±0.01mm的圓柱定位銷孔,用φ10-0.008mm圓柱銷塞入銷孔,可以保證電極切齒加工時,齒槽對銷孔的位置精度,以及電火花加工時,齒槽對銷孔的位置精度,以及電火花加工時,齒槽對銷孔的位置精度。
3)電極尺寸的確定:由于采用多電極電火花加工工藝,加工一個型腔需采用粗、精二個電極或粗、中、精三個電極。為保證齒形型腔外圓直壁部分的尺寸精度和表面粗糙度,粗、中加工電極外圓直徑要縮小0.4~1mm、其他尺寸均不變。
4)電極制造:采用齒輪銑齒機(jī)直接成形。為使電極齒形尺寸均勻縮小一個量,可以采用化學(xué)腐蝕法。
電極的紫銅坯料,必須鍛打后加工。這樣材料的組織致密,有利于減小損耗。
(2)工件準(zhǔn)備 一般小型精鍛齒形模具材料選用3Cr2W8V,較大形可選用5CrNiM。根據(jù)模具結(jié)構(gòu)形式在電火花加工前都需預(yù)加工,即先車削出除齒槽外的其他尺寸,電火花加工主要加工齒部型槽,這樣可縮短模具加工周期。
(3)加工方法 由于螺旋傘齒輪精鍛模型腔的齒形是一空間曲面,要求精度高,所以它的加工方法只能選擇多電極加工法。即用二只以上電極加工一個精鍛模型腔,為了保證第二只電極換上后有和第一只電極相同的位置,必須有電極重復(fù)定位精度夾具。此夾具采用的是高精度的圓柱銷定位方法,此法夾具結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、重復(fù)定位精度較好。但要求電極和夾具有較高加工精度,定位銷應(yīng)采用扁圓柱銷,以避免過定位。
(4)電極校正及對中定位 為了保證型腔加工深度一致和減小齒形誤差,電極基準(zhǔn)平面必須和工件表面(或工作臺面)平行。一般用百分表校正,要求平行度誤差≤0.01mm/100mm。為了保證電極與工件或齒形夾具定位盤的中心線一致(俗稱對中)可采用外圓定位,同軸度誤差約為±0.10mm。也可采用定位套定位,同軸度誤差約為±0.05mm。當(dāng)電極外圓比工件型腔外圓或定位套內(nèi)孔直徑小時,可用塞尺插入找正,同軸度誤差約為±0.05mm。當(dāng)對中精度要求高時可采用V形塊百分表定位或?qū)S脤χ辛烤叨ㄎ唬渫S度誤差約為±0.02mm。
(5)使用設(shè)備 使用D7140電火花成形加工機(jī)床,晶閘管梳形波脈沖電源,其加工規(guī)準(zhǔn)見下表。
(6)加工效果
1)電極相對損耗小于1%。
2)電火花成形加工精鍛模型腔精度可達(dá)7~8級,即比電極制造精度低1級。加工表面粗糙度Ra值達(dá)到2.5μm。
3)多電極電火花加工工藝的關(guān)鍵是電極的重復(fù)定位精度問題。采用坐標(biāo)鏜床加工的圓柱銷孔的定位方法,能夠保證重復(fù)定位精度,而且操作較簡單實用。
4)采用單軸(Z軸)數(shù)控主軸頭控制進(jìn)給深度尺寸,準(zhǔn)確而方便。