斜齿轮模具主镶块在电火花工序加工的研究

2022-06-27王永山周震华

模具制造 2022年5期

高强，王永山，周震华

（中国华录·松下电子信息有限公司，辽宁大连 116023）

1 引言

在EDM（电火花）加工过程中，工具（电极）和工件不接触，而是靠工具（电极）和工件之间的脉冲性火花放电，产生局部、瞬时的高温把金属材料逐步蚀除掉。放电加工原理是高温气化，但是，电极和工件上产生的热量并不一样，其原因是产生电弧的时候电子从阴极逃逸，电势能转化为电子的动能消耗掉一部分能量，电子撞击到阳极后电子的动能也转化为热量（见图1），所以工件上的热量比电极上的要大，工件的消耗也比电极消耗大。在EDM（电火花）的加工过程中一直采用油侵式喷流方式进行冷却、润滑，由于斜齿轮主镶块在电火花加工时电极运动轨迹为螺旋向下，电极下表面与斜齿轮模具主镶块螺纹上表面的间隙减小，依靠冷却润滑液自身流淌的重力无法充分提供稳定冷却润滑液。液处理流动不均匀的情况容易使电极的螺纹下表面磨损，加工时间的增大，加工精度的不良。在这种情况下，研究一道符合斜齿轮模具主镶块在EDM（电火花）的加工工序是很有必要了。

图1 电火花加工过程

2 研究的作用

主要作用是减少加工过程中产生电离产物的二次放电。因为在电火花加工中，正负电极间产生电击腐蚀现象使放电通道产生高温高压。工作液和金属气化后的产物不断向外膨胀，形成内外瞬间压力差，高压力处的熔融金属液体杂质和蒸汽被排抛出放电通道，更全面的被抛入到加工液中。通过调整机床的加工参数，合理控制整个加工过程的理想电离状态，最终能够提高斜齿轮模具主镶块棱角形态和表面精度，加工出合格的主镶块。

3 斜齿轮模具主镶块在电火花工序整体的加工流程

（1）确认图纸模具名称:高精度斜齿轮模具主镶块加工时单边需要留0.025mm量，为试模后抛光留量用，加工其它斜齿轮模具主镶块直接加工到理论值即可。

（2）确认加工制品深度（加工通和不通到尺寸注意），有些制品需要加工让位台，先加工齿后加工让位台（见图2）。

图2 斜齿轮模具主镶块

（3）需要设计给出齿加工参数:齿底圆直径、导程、齿直径及公差。

（4）加工齿前需要磨个边，防止返修回来找正用，电极边与齿边一致。

（5）加工大齿及斜齿的模具主镶块直接上工作台喷流加工0.05MPa，蜗轮齿轮及马达齿轮小齿轮需要治具辅助需要用吸流加工0.03MPa。

（6）装夹工件拖平行定位，先加工齿底圆直径（直径单边留0.10mm量），加工时注意IP≤2.0值，防止制品表面蹦伤。

（7）斜齿轮模具主镶块充分固定后方可定位使用。

（8）电极管理号与图纸管理号是否一致，电极需要手动修理毛刺（用树脂油石加2000号砂纸、牙刷），工业显微镜下确认，毛刺OK 后，使用酒精去掉油污，用酸咬下自来水冲净吹干使用（见图3）。

图3 斜齿轮

（9）点亮加工机床U AXISORIGIN U 轴复位，电极使用专用工具装夹，电极安装后必须固定紧防止掉落，使用Q1500 指令调整电极垂直度（规格0.001mm以内），调整同心度点亮R/U 键切换R轴，点亮FREE键释放R轴手动调整同心度，调整OK 后（规格0.002mm以内）关闭FREE键锁定R轴，在MDI状态下输入M05 S50 确认旋转中的同心度，OK 后在MDI 状态下输入S0 R 轴停止，点亮U AXISORIGIN U 轴复位，再使用Q1500指令确认电极垂直度（规格0.001mm以内），假如垂直度不合格需要重新调整，再重新确认同心度，两者都OK 后，确认斜齿导程: 点亮U AXISORIGIN U 轴复位，使用千分表取斜齿最顶端齿最高面清XYZ，使用MDC 粗加工条件进行试加工，确认千分表表针跳动（最佳0.002~0.01mm）以内，超出0.01mm 电极按照废弃处理做好标记。OK 后电极横边拖水平U 轴清零，电极四面分钟定位（尽量定在圆柱下方减少误差），电极Z定在最前头（为预防电极前端有毛刺扛起，可在电极上之前测出电极横边与电极前端高度记录下来，定Z时定在电极横边上清零抬起记录的相对高度，这样减少高度误差）。

（10）确认电极方向。

a.顺时针方向U轴“-”

b.逆时针方向U轴“+”

（11）机床程序名（见图4）。