數(shù)控火花機(jī)的平動(dòng)加工，你用對了嗎？

一往冇前

數(shù)控電火花加工在模具制造中得到了廣泛的應(yīng)用。平動(dòng)功能是數(shù)控電火花加工最重要的功能，它對提高加工效率、獲得良好的表面效果非常有效。然而并不是每個(gè)工廠都把平動(dòng)功能用的很好，主要原因是設(shè)計(jì)者不想使用足夠的電極減寸量（火花位），他們擔(dān)心太大會(huì)降低精度。如果我們對電極減寸量和搖動(dòng)有足夠的了解，就應(yīng)該根據(jù)情況使用合適的電極減寸量。

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01

電極減寸量（火花位）

1）電極減寸量的概念

放電加工過程中存在火花間隙，因?yàn)檫@個(gè)原因，電極必須做得比要加工的形狀小。減小的數(shù)值叫做電極減寸量。

電極減寸量R=（型腔尺寸－電極尺寸）÷2

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電極減寸量示意圖

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2）電極減寸量決定了加工速度

放電加工的能量大，加工速度就會(huì)快，放電間隙也會(huì)大。如果電極減寸量加大，加工速度(去除率)可提高數(shù)倍，另外重要的一點(diǎn)是粗加工條件不僅速度快而且損耗小。那也就說明如果電極減寸量足夠的話，可以使用高效而且低損耗的條件。

電極減寸量決定了速度

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02

如何得到良好的表面質(zhì)量

粗加工得到的表面比較粗糙，但是我們又希望在短時(shí)間內(nèi)得到良好的表面質(zhì)量。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最好辦法就是用粗加工條件加工掉大部分，然后再用精加工條件去加工表面。

另外，要減少加工時(shí)間，加工條件就要在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間變化。例如，如果你開始粗加工的最大粗糙度是Ra5.0μm，而你最終要得到粗糙度是Ra0.8μm，那就必須在粗加工和精加工間有多個(gè)加工條件來過渡。

1）底部表面

底部表面可以通過改變條件和設(shè)置高度來實(shí)現(xiàn)。但是側(cè)面因?yàn)榇旨庸さ牡姆烹婇g隙比精加工的要大而不能實(shí)現(xiàn)。

底部加工

2）平動(dòng)實(shí)現(xiàn)側(cè)面加工

要加工側(cè)面，電極就必須要接近側(cè)面。

底面和側(cè)面加工

在垂直于加工方向的平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)就叫做平動(dòng)（搖動(dòng)），平動(dòng)的目的是完成側(cè)面的加工。

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平動(dòng)和加工方向

03

二維平動(dòng)對精度的影響

1）平動(dòng)后的形狀

首先我們要了解平動(dòng)加工后的形狀。如果電極以一定的形狀平動(dòng)，電極的每一部分都要以相同的形狀平動(dòng)，然后畫出電極的外形狀，該圖形的外部形狀就是精加工后的形狀。該方法可用在任意一種搖動(dòng)形狀上，這是一種有效的確定加工形狀的方法。

有些平動(dòng)會(huì)導(dǎo)致不精確的形狀，但是從一般的考慮，錯(cuò)誤并不是很大。我們要對這些有足夠的了解才行，我們先從兩維形狀的平動(dòng)分析開始。

平動(dòng)時(shí)電極的每一部分都走同樣的形狀

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2）圓形搖動(dòng)

電極在每個(gè)尺寸上都會(huì)比實(shí)際要的形狀要小一點(diǎn)，所以要得到想要的形狀尺寸就要在各個(gè)方向上擴(kuò)大一個(gè)R的尺寸。在各個(gè)方向上擴(kuò)大一個(gè)R就相當(dāng)于每個(gè)點(diǎn)都做R的圓形運(yùn)動(dòng)。下圖顯示了直線部分是正確的，但是尖角部分卻是不夠的。

對于一般的形狀，如下圖，電極減寸量使外角半徑小，而內(nèi)角半徑大，這種變形就像圖形偏置一樣，在使用圓形搖動(dòng)后，加工形狀就正確了。如果用CNC或線切割做電極且用偏移來確定電極減寸量，圓形平動(dòng)做出正確的形狀，沒有尖角。

另外重要的一點(diǎn)是：圓形平動(dòng)這是標(biāo)準(zhǔn)的平動(dòng)方式，沒有過切。如果你不是很了解平動(dòng)，那么建議選擇該平動(dòng)方式。

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3）方形平動(dòng)

對于EDM，角落加工是最重要的加工之一。如果型腔本身是方形或者矩形，如下圖，方形搖動(dòng)就比圓形搖動(dòng)好。此時(shí)，方形平動(dòng)比圓形平動(dòng)的加工效率要高一些。

但是如果你對于一般的形狀也使用方形搖動(dòng)就會(huì)出現(xiàn)問題。例如下圖，你使用方形平動(dòng)，那么斜線區(qū)域就會(huì)過切，最明顯的錯(cuò)誤就是45度角的時(shí)候。

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使用方形平動(dòng)斜線部分被過切

04

三維搖平動(dòng)對精度的影響（球形平動(dòng)）

三維平動(dòng)對于尺寸的影響可以參考二維對于X－Y 平面Y－Z 或 Z－X 平面。

3D電極加工

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1）底部簡單形狀

對于一般的CNC EDM機(jī)器來說，平動(dòng)值是從上到下不變的（該方法叫做“底部簡單形狀”）。如果X-Y平面是圓形平動(dòng)的話，X-Z或Y-Z平面和方形搖動(dòng)一樣。這意味著底部半徑和底部斜度的是一樣的。通常，因?yàn)镽的加工偏移原因，底部半徑和斜度會(huì)變小。如果你使用底部簡單形狀的電極，底部的尖角就會(huì)過切。過切的數(shù)值要根據(jù)電極R的比例來確定。因?yàn)榇嗽�因，粗加工容易出現(xiàn)過切。

對于3D的電極，如果你想要使用底部簡單形狀的模式，那么你電極的底部角半徑和斜度的就必須和最終的形狀相一致。

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2）底部復(fù)雜形狀

如上圖，有些電極你很難確定它的底部半徑，或者有時(shí)電極底部并不平整。這些電極就不可能像以上所提到的那樣做。“底部復(fù)雜形狀”（球形平動(dòng)）的三維模式可解決這一問題。

典型的方式是：底部復(fù)雜形狀。這在側(cè)面（Z ― X 或 Y―Z 平面）看來是和圓形的平動(dòng)一樣的。沒有過切的區(qū)域。如果使用大電極，該方式對于粗加工也是適用的。

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05

關(guān)于平動(dòng)功能的結(jié)論

1）適當(dāng)?shù)钠絼?dòng)量，盡可能取大一些，可以大幅度減少加工時(shí)間。

2）基本上，平動(dòng)應(yīng)該選用圓形，因?yàn)樗�在各個(gè)方向上都是一樣的R值， 圓形平動(dòng)是最安全的方式。

3）對于復(fù)雜的型腔，選擇方形平動(dòng)會(huì)在尖角和斜邊部分引起過切；方形平動(dòng)只適合在矩形類形狀。

4）簡單形狀的二維平動(dòng)，使用圓形平動(dòng)，它的X-Y平面是圓形，但X-Z、Y-Z卻是方形平動(dòng)，因此對于底部復(fù)雜形狀也會(huì)產(chǎn)生過切。

5）基于圓形平動(dòng)是最安全的原理，使用三維球形搖動(dòng)，在各個(gè)方向都是圓形平動(dòng)，故在3個(gè)尺寸都是安全的。

6）對于高精度要求的復(fù)雜型腔一定要選擇三維球形搖動(dòng)；而對于大多數(shù)放電加工，一般選擇二維的圓形平動(dòng)能夠滿足要求，較三維球形平動(dòng)容易獲得好的光潔度與高效率。

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頂一下

邢云鶴

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