電火花加工精度的改善措施

1、電火花加工精度的改善措施第1頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五摘要:本篇要點(diǎn)是，電火花加工的精度，通過對(duì)電極的優(yōu)化設(shè)計(jì)制作、工件定位的精度保證、工件的定位加工三個(gè)方面去改善。從這三方面的改善措施詳細(xì)討論了，如何降低和消除電極加工精度誤差、電火花加工機(jī)的幾何精度誤差、工件電極的校正精度誤差、定位精度誤差等，對(duì)電火花加工精度的影響，提高電火花加工精度。并使工藝流程化，為公司帶來的直接應(yīng)用效益。關(guān)鍵詞：加工精度 定位加工 應(yīng)用效益第2頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五引言隨著現(xiàn)代工業(yè)的深入發(fā)展，越來越精密化的市場(chǎng)需求，對(duì)企業(yè)也提出了更高的加工精度要求，使高

2、精密模具制造能力成為企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。公司原0.005mm的電火花加工精度，已不能滿足松下、住友、高野精密、技研新陽等越來越多客戶，提出的模具工件電火花加工尺寸0.002mm、清角加工R0.02mm以下高精度要求。只有滿足客戶的高精度加工要求，公司才可能實(shí)現(xiàn)高精密模具從國(guó)外進(jìn)口到國(guó)內(nèi)制造，降低模具制造成本，提升企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。如何提高電火花加工精度,已成為公司刻不容緩的攻關(guān)課題!本文從實(shí)驗(yàn)性加工、工件的實(shí)際制作到流程的改善方面，總結(jié)出提高電火花加工精度直接相關(guān)的三大方面：電極的優(yōu)化設(shè)計(jì)制作、工件定位的精度保證、工件的定位加工和加工中的測(cè)量確認(rèn)。從這三方面詳細(xì)論述了如何提高電火花加工精度、工藝流程化

3、，為公司帶來的直接應(yīng)用效益。第3頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五1.現(xiàn)狀分析1.1加工機(jī)及加工環(huán)境分析公司現(xiàn)狀使用的數(shù)控機(jī)床均為日本高速高精度加工機(jī),其機(jī)床相關(guān)信息如下表2-1、圖2-1所示:表2-1.機(jī)床相關(guān)信息機(jī)床型號(hào)制造商產(chǎn)地行程()類型機(jī)床加工精度()加工中心機(jī)V22牧野日本320*280*300高速機(jī)0.002電火花加工機(jī)AQ35L沙迪克泰國(guó)350*250*250高速機(jī)0.005慢走絲線割機(jī)FA10PS-A三菱日本350*250*220高精機(jī)0.005磨床NN515-S長(zhǎng)島中國(guó)350*150*250高精機(jī)0.001第4頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)

4、23分，星期五主要加工機(jī)圖片第5頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五1.1加工及加工環(huán)境我們主要利用上述幾款機(jī)床進(jìn)行模具相關(guān)工件的加工,用Nikon高度儀、 Mitutoyo千分尺、Nikon二次元等測(cè)量?jī)x器檢驗(yàn)加工精度。對(duì)于機(jī)床工作環(huán)境，集中在221的無塵恒溫車間。也就是說工作環(huán)境是滿足機(jī)床穩(wěn)定加工的基本要求。第6頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五1.2原加工方法分析電火花加工的兩個(gè)大的方面分別是：電極的制作，電火花加工實(shí)施。其中電火花加工實(shí)施部分如下圖2-2所示：OKNG工件調(diào)水平，基準(zhǔn)球分中電極調(diào)水平、基準(zhǔn)球分中電火花加工測(cè)量確認(rèn)電火花加工完成第

5、7頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五1.2原加工方法分析 此種方法繁瑣、效率低下，加工精度不能完全人為控制，高精度要求時(shí)加工失敗率高。據(jù)改善前公司年度TQC發(fā)表時(shí)的不完全統(tǒng)計(jì)，電火花加工精度達(dá)到0.003mm精度要求的成功率為35%、達(dá)到0.002mm精度要求的成功率幾乎為0。第8頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五1.3電火花加工達(dá)不到高精度要求的綜合分析要了解電火花加工精度，我們先要對(duì)以下幾個(gè)概念有初步的了解。定位精度：是指工件或刀具等實(shí)際位置與標(biāo)準(zhǔn)位置(理論位置、理想位置)之間的差距，其不一致量即為定位誤差。差距越小，說明精度越高。是工件加工精度

6、得以保證的前提。校正精度：是指工件或電極的校正偏差。定位不準(zhǔn)確誤差:工件在夾具中的正確位置是由夾具上的定位元件來確定的。電火花加工中，由于基準(zhǔn)球尺寸本身有誤差，由此求得的相對(duì)位置也存在偏差。機(jī)床的幾何誤差：工件的加工精度很大程度上取決于機(jī)床的精度。包括機(jī)床的制造誤差、安裝誤差、和磨損引起的誤差。在加工過程中這些誤差會(huì)直接反映到工件上去，影響加工精度。通常的理解是，使用機(jī)床進(jìn)行加工,加工精度無法超越機(jī)床本身精度。工藝系統(tǒng)的幾何誤差是指機(jī)床、夾具、刀具和工件的原始誤差。這些誤差在加工中會(huì)或多或少地反映到了工件上去，造成加工誤差。由此，我們歸納出影響電火花加工精度的因素，包括電極的加工精度、電火花加

7、工機(jī)的幾何精度、工件電極的校正精度、定位精度等。也可以理解為，電火花加工精度是以上多種精度影響的復(fù)合反映。第9頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五1.4工件的定位加工對(duì)于提高電火花加工精度的分析如此之多的因素交錯(cuò)混雜，要想保證電火花加工精度，我們需要得到的是一種可以規(guī)避或者減小誤差的加工流程，在流程可靠性保證的前提下可人為操作提高電火花加工精度。經(jīng)過不斷的交流學(xué)習(xí)和進(jìn)行實(shí)驗(yàn)性加工對(duì)比，我們總結(jié)出，只有采用增加裝夾輔助裝置將工件定位加工和進(jìn)行加工中的測(cè)量確認(rèn)，在保證工件定位精度的前提下，利用機(jī)床本身的精度和最小驅(qū)動(dòng)單元值進(jìn)行微量位移加工，才可滿足我們的高精度加工要求。于是我們

8、對(duì)定位進(jìn)行了改善，改善前后的定位、第10頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五加工方法對(duì)比如下圖第11頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五加工方法對(duì)比改善前:工件直接在磁臺(tái)上定位,加工完成后再拆下測(cè)量確認(rèn)。改善后：細(xì)小工件增加裝夾輔助裝置，通過采用日本制JAM牌超微精密平口鉗裝夾后，在磁臺(tái)上的定位塊定位；一般大小工件直接用磁臺(tái)上的定位塊定位，加工完成后拆下來測(cè)量。改善后只需要根據(jù)工件測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行加工參數(shù)調(diào)整和微量位移，就可達(dá)到高精度的加工要求，規(guī)避或者減少校正、分中誤差，加工成功率高。對(duì)于沙迪克的AQ35L機(jī)型，工件定位加工有效地保證了工件在同一位置實(shí)現(xiàn)微

9、量偏移修正加工，同時(shí)將機(jī)床的幾何誤差、校正不準(zhǔn)確誤差、定位不準(zhǔn)確誤差等不利影響降至最低。第12頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五改善后的加工流程如下圖 流程改善的前提條件是,對(duì)電火花加工的工件增加裝夾輔助裝置進(jìn)行定位,固定在電火花加工機(jī)工作臺(tái)的同一位置。如此在“加工測(cè)量加工” 這一環(huán)節(jié)上,工件和電極均不需要重新校水平和分中，直接將工件歸于工作臺(tái)上的定位位置即可。也就是說，將工件和電極的多次校正、分中工作，直接轉(zhuǎn)換為單一的工件在工作臺(tái)上的定位安裝。OKNG工件定位準(zhǔn)備電火花加工測(cè)量確認(rèn)電火花加工完成工件定位，加工條件調(diào)整工件調(diào)水平、分中電極調(diào)水平、分中第13頁，共24頁，2

10、022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五2. 工件的定位加工第14頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五第15頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五2.1工件定位加工的精度保證一怎樣才能做到工件在工作臺(tái)上的定位？對(duì)此，我們延用了以往的定位塊，只是在定位塊的制作方面作了更進(jìn)一步的改善。相關(guān)說明：(1).定位塊一全周倒C角：減免定位塊加工中表面殘?jiān)奈?，影響工件定位時(shí)定位精度；(2).定位塊一四面切槽：減少大面積研磨加工時(shí)的平面變形，保證定位塊研磨加工的平面度。且加工中定位塊可減少與磁性工作臺(tái)、工件的大面積接觸，保證定位精度。定位塊的平面度和垂直度應(yīng)保證在0.

11、002mm以內(nèi)；(3).定位塊二的R角接觸：避免定位塊利角與工件的接觸磨損、面接觸，影響工件定位精度。第16頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五2.2工件定位加工的精度保證二加工精度要求0.002mm 的小工件,其長(zhǎng)寬高為2.600mm*0.800mm*14.520mm，工件定位精度該如何保證？ 對(duì)此,我們擬用了測(cè)量方法中的變薄為厚法增加裝夾輔助裝置,即用日本制JAM牌超微精密小型平口鉗裝夾定位工件。如此,即實(shí)現(xiàn)了小工件的定位安裝。加工、測(cè)量確認(rèn)時(shí),使工件和日本制JAM牌超微精密小型平口鉗作為一個(gè)整體移動(dòng)。第17頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五2.3

12、工件定位加工的精度保證三在工件定位精度保證的基礎(chǔ)上，電極的加工精度又該如何保證？以往的加工中，每個(gè)電極都要進(jìn)行校表分中，而分中的數(shù)值通常會(huì)有0.0020.003mm的中心偏差，想要加工出我們想要的精度，幾乎不可能。為此我們采用了粗公中公多個(gè)精公電極同時(shí)作為一個(gè)整體設(shè)計(jì)、加工應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)電極的一次性分中，工件的同一位置多個(gè)電極直接位移加工。減少因電極的多次分中，造成的分中偏差。第18頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五3. 工件定位加工的應(yīng)用效益分析以上三個(gè)方面，有效保證了圖2-2中加工流程的實(shí)施，以及加工中的精度確認(rèn)和微量位移修正加工，實(shí)現(xiàn)了電火花加工部位0.002mm公差值

13、的高精度加工要求。通過對(duì)該工件的加工嘗試，有效的完善了原有的電火花加工流程，提高了高精度工件加工成功率和常規(guī)工件的加工效率。其效益展示如下圖表所示:第19頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五表4-1. 0.002mm公差要求的工件加工改善前后對(duì)比 從上表中的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，以上兩種工件，加工失敗大大降低，使高精度要求的小工件加工成為可能，且可進(jìn)行批量生產(chǎn)，滿足客戶要求。 第20頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五表4-2. 0.003mm公差要求的工件加工改善前后對(duì)比由于增加了工件加工中的裝夾輔助裝置，加工工藝得到改善，加工成功率大大提高。在加工精度保

14、證的基礎(chǔ)上，穩(wěn)步提升了電火花加工效率。第21頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五電火花加工工藝改善后，電火花定位加工在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，其應(yīng)用效益是可觀的。以下是公司2009年1月到09年8月的精密模具生產(chǎn)額統(tǒng)計(jì)：上述圖表可以很明顯的看到，09年5月以后，生產(chǎn)額較以前大大提高。當(dāng)然，生產(chǎn)額的提高，牽涉的因素方方面面。但是，不可否認(rèn)的是，生產(chǎn)能力在提高，加工工藝日漸成熟。生產(chǎn)效率的提高，已經(jīng)向我們展示了電火花加工精度的改善措施，在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用效益。第22頁，共24頁，2022年，5月20日，6點(diǎn)23分，星期五結(jié)束語在CNC、慢走絲線切割、研磨加工精度保證的同時(shí)，對(duì)于電火花加工精度和流程的改善，公