电火花型腔模具成型技术与模具设计

黄龙明

[摘 要] 模具作为加工制造业中不可或缺的工业装备，加工精度能否满足要求会对该生产部门所生产的产品质量产生决定性作用。传统的模具加工虽然在技术层面较为简易，但随着各类工程工具精度要求的不断提高，其已无法满足工具生产需要。这种情况使各类新型模具加工逐渐成为业内主流，电火花技术就是其中最具代表性的技术之一。通过对电火花加工原理及必要条件进行阐述，分别介绍几种电火花型腔模具加工方式的操作过程。

[关 键 词] 电火花；型腔模具；成型技术；模具设计

[中图分类号] TG162.4 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）17-0184-01

近年来模具加工精度要求的不断提高使传统机械式模具加工的劣势不断显现。机械加工在很多关键但不易伸入机械结构部位无法满足加工要求也逐渐成为业内人士亟待解决的问题。电火花技术作为一种利用电火花放电原理进行加工的技术，其受结构因素影响较小，因而在近些年成为模具加工的主流技术之一。

一、电火花加工原理及所需条件

电火花加工方式实现对材料的去除主要依靠电极与可导电的加工材料间保持较为微小的一段距离，工具电极能够在这一微小缝隙中产生尖端放电现象，形成电火花，这种电火花内部温度极高，能够使工件材料需要去除部位的金属快速熔化甚至汽化，随即从原有位置脱落，这样就完成了对金属的去除过程。

电火花加工工艺要完整实现其功能需要如下几个条件：首先，电极的电源应为脉冲电源，因为只有在这种交替变化的电源中电极才可出现有规律的放电现象。其次，要根据加工要求合理控制电极与加工材料的级间距离。距离太近会短路，排屑困难造成积碳，影响型腔整体形状性能要求，而距离过大则会使金属去除效果难以达到预定要求。最后，电极与加工金属应处于同一导电液体介质内，这一介质的导电性及绝缘强度都应满足加工要求。

二、电火花型腔模具加工设计

电火花在加工过程中应用较为广泛，主要有线切割、成型加工、穿孔、加工型腔模具等，在这其中以加工型腔模具应用电火花最为普遍。利用电火花加工型腔模具按照工具电极在模具内的运动情况可以将加工模式分为如下三种：

（一）单电极成型设计

整个加工过程只利用一个电极，因此，其在模具内部的运行模式通常以平面移动为主。其加工步骤分为两步：首先，给电极设置较低的参数，使电极在模具内部进行初步运动，实现腔体的初步成型，这一初步加工步骤之所以选择参数较低主要是为了降低电极与腔体接触对电极产生的磨损。随后，电极开始进行水平运动或圆周运行，这一过程主要是对初步加工的腔体进行细致打磨，使其完全符合型腔模具的加工要求，在这一过程中，若需要对模具侧向部分进行细致加工，需要人为不断对电极位置进行适当调整。

（二）多电机交替加工设计

这一技术需要利用多个电极来共同完成加工，加工过程中需要不断对电极进行更换，其更换主要取决于加工部位的精度要求。一般在初步加工过程中，选取的加工电极通常电参数较大，且材料耐磨能力较强，这有利于快速高效地去除腔体内部大量无用的金属物质。随后，再换用精加工电极，这时电极电参数较小，且加工较为细致，能够实现对模具局部凸出或缺陷的小型修复，其单次运行只会去除较少部分的金属，不会对整体模具形状产生大规模破坏，实现对模具进行细节加工的目的。

（三）分解加工法设计

这种方法是一种根据型腔模具各部分加工要求分别选择电极进行加工的方法。一般为加工型腔的主体部位一般选择加工精度较高的电极，这种电极加工性能较好，能够满足型腔表面平整度及精度的较高要求，能够使加工过后的型腔主体满足既定要求。而对型腔的一些非主要部位，通常选择加工精度稍差的电极进行加工，这种分解加工法能够有效实现电极精度与加工精度的完美匹配，不仅有利于模具成型零件各部分实现其自身功能，还在节约成本方面具有重要意义。

三、结语

加工技术能够不断实现升级的关键就在于其能否與其他技术实现有机结合。电火花型腔模具加工技术作为一种将电应用于机械加工的新型技术，发挥了电能可以快速产生高温且温度可通过参数调节控制的优点，使成型模具加工技术水平达到了新的高度。相关加工人员应在日常工作中不断探索，寻找与其他技术结合的突破口，实现模具加工水平的快速提高。

参考文献：

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