摩托車曲柄鍛模電火花加工工藝設(shè)計

摩托車曲柄鍛模電火花加工是利用工具(電極)和工件之間脈沖性火花放電時的電蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金屬，以達(dá)到滿足零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的模具型腔要求。摩托車曲柄鍛模電火花加工時金屬材料逐步被蝕除，這一微觀的物理過程就是電火花加工的機(jī)理。

一個物體，無論從宏觀上看來是多么平整，但在微觀上其表面總是凹凸不平的，即由無數(shù)個波峰與波谷組成，當(dāng)處于工作介質(zhì)中的兩電極加上電壓時，兩電極之間立即建立起一個電場，但其場強(qiáng)是很不均勻的。場強(qiáng)e不僅取決于極間電壓u，而且也取決于極間距離d。e＝u/d當(dāng)兩極間距d在一定范圍內(nèi)時，由于最高峰的d最小，e最大，故最先在該處擊穿介質(zhì)，形成放電通道，釋放出大量的能量，工件表面被蝕除一個凹坑，摩托車曲柄鍛表面的最高峰變成波谷，另一處場強(qiáng)又變成最大，在脈沖能量的作用下，該處又被蝕除凹坑。這樣以很高頻率連續(xù)不斷地重復(fù)放電，工具電極不斷地向工件進(jìn)給，就可以將工具電極的形狀“復(fù)制”在工件上，加工出所需的模具型腔。

在摩托車曲柄鍛模電火花加工中，其加工工藝指標(biāo)一般指加工速度、電極損耗和表面粗糙度。

1.加工速度

對于摩托車曲柄鍛模電火花加工來說，加工速度是指在單位時間內(nèi)工件被蝕除的體積或重量。提高加工速度就提高了生產(chǎn)效率，因此，研究影響加工速度的因素，提高加工速度具有非常重要的意義。

一般來說，影響加工速度的主要因素有以下幾方面：

(1)加工電流一般說來，在加工面積一定的情況下，峰值電流越大，加工速度就越快。但有一個極限，超過這個極限，加工穩(wěn)定性就被破壞，電極和工件產(chǎn)生拉弧燒傷，加工速度反而降低；在要求加工速度高時，一般根據(jù)加工面積來選擇加工電流，其經(jīng)驗值是3～6a/cm2。我們在加工摩托車曲柄鍛模時，選擇5a/cm2進(jìn)行粗加工，加工穩(wěn)定性好，加工速度也很高。

(2)摩托車曲柄鍛脈沖寬度在電流一定時，脈沖寬度越大，脈沖能量也越大，材料蝕除量也大，因此，加工速度快。但是，也不是脈沖寬度可以無限度的增加，當(dāng)脈沖寬度增加到某一數(shù)值時，加工速度最高，但此時如果繼續(xù)增加脈沖寬度，單個脈沖能量雖然增加，而卻有較大部分的熱能為電極與工件所吸收，不利于蝕除模具上的金屬；同時，由于蝕除的金屬量增多，使得排氣條件惡化，來不及消電離，引起拉弧現(xiàn)象，破壞加工穩(wěn)定性，反而降低加工速度。我們在加工摩托車曲柄鍛模時，脈沖寬度選擇750～1000μs進(jìn)行粗加工，加工穩(wěn)定性好，加工速度也很高。

(3)脈沖間隙在脈沖寬度一定的條件下，脈沖間隙越小，脈沖頻率就越高，加工速度高，反之，加大脈沖間隙，加工速度會降低；但是過分不合理的減小脈沖間隙，會使放電間隙來不及消電離，破壞加工的穩(wěn)定性，同樣使加工速度降低。因此，在確定電參數(shù)時，應(yīng)注意脈沖間隙與脈沖寬度的合理匹配，保證加工的穩(wěn)定性。我們在加工摩托車曲柄鍛模時，脈沖間隙選擇750～1000μs進(jìn)行粗加工，加工穩(wěn)定性好，加工速度也很高。

(4)抬刀在加工過程中，設(shè)置合理的抬刀也具有非常重要的意義。抬刀設(shè)置不合理，如加大抬刀高度和加快抬刀頻率，都會使加工速度降低。

(5)加工摩托車曲柄鍛穩(wěn)定性眾所周知，加工不穩(wěn)定，加工效率肯定降低，要保證加工穩(wěn)定性，就應(yīng)注意工具電極和工件一定要裝夾牢固，防止加工中松動移位；在剛開始加工時，由于加工表面接觸不均勻，應(yīng)選取較小的電參數(shù)，待加工面全部均勻接觸放電時，再選取相適應(yīng)的電參數(shù)；在加工過程中如果出現(xiàn)拉弧燒傷短路現(xiàn)象，應(yīng)立即停機(jī)，將電極上燒結(jié)碳黑清除干凈后，再調(diào)整電參數(shù)進(jìn)行加工。另外，對于實現(xiàn)計算機(jī)控制的電火花機(jī)床，一般都在控制程序里有優(yōu)化控制的功能，因此，最好把優(yōu)化控制參數(shù)開關(guān)打開，使其自動控制加工穩(wěn)定性。

2.電極損耗

摩托車曲柄鍛模電火花加工是利用電極進(jìn)行仿形加工，模具的制造精度直接取決于仿形精度，而在此過程中，電極的損耗直接影響仿形精度。特別是對于型腔加工，電極損耗這一工藝參數(shù)顯得尤為重要。如何在摩托車曲柄鍛模電火花加工過程中降低電極損耗，提高加工仿形精度，對于提高摩托車曲柄鍛模制造精度，保證摩托車曲柄鍛件質(zhì)量具有重要的意義。

在摩托車曲柄鍛模電火花加工中，電極不同部位，電極損耗的速度是不一樣的。一般來說，尖角的損耗比鈍角快，角的損耗比棱快，棱的損耗比面快，端面的損耗比側(cè)面快，端面的側(cè)緣的損耗比端面的中心部位快。

在生產(chǎn)中影響電極損耗的因素比較多，主要的因素大致有以下幾條：

(1)電極極性對損耗的影響

在摩托車曲柄鍛模電火花加工時，相同材料兩電極的被腐蝕量是不一樣的，其中一個電極比另一個電極蝕除量大，這種現(xiàn)象在電加工中稱為極性效應(yīng)，在生產(chǎn)中，通常把工件接脈沖電源的正極，工具電極接負(fù)極，稱為“正極性”加工；反之，稱為“負(fù)極性”加工。如果兩電極的材料不同，極性效應(yīng)就更復(fù)雜，摩托車曲柄鍛模電火花加工正是利用這一效應(yīng)來對工件進(jìn)行加工。我們在加工摩托車曲柄鍛模時采用“負(fù)極性”加工。

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