CN114888374A - 一种工件微细小任意圆弧放电成型加工电极及加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件微细小任意圆弧放电成型加工电极及加工方法，该加工电极包括电极主体，电极主体的形状与工件的形状匹配，电极主体对应工件圆弧位置设有直角，直角的顶点位于工件圆弧的中垂线上。本发明的加工电极可应用于模具特殊位置的微细小圆弧加工，解决电极尺寸精度难以控制以及电极尺寸一致性差等问题，减少制造中来回返修的流程，降低整个模具制造难度，提高模具精度，缩短模具加工周期，让注塑出来的产品外形尺寸更加完美，在使用上比预期的功能更完善。

Description

一种工件微细小任意圆弧放电成型加工电极及加工方法

技术领域

本发明涉及精密加工技术领域，具体涉及一种工件微细小任意圆弧放电成型加工电极及加工方法。

背景技术

在连接器的加工中，通常采用注塑成型，连接器模具本身特征形状细小，按照传统的工艺方法加工很耗时，模具精度得不到有效保证，造成注塑出来的产品有瑕疵，产品难以达到要求，特别是对连接器特殊位置微细小圆弧的加工，由于模具的圆弧难以控制其尺寸精度，导致产品的圆弧精度较低。为了提高模具和产品的加工精度，可使用电火花对模具和产品进行成形加工。电火花成形加工是指在使电极和工件保持适当间隙的基础上，通过在两者之间加以脉冲电压，产生间隙性火花放电，将工件表面材料不断融化蚀除，形成微小的电蚀凹坑。如此反复，工件材料不断蚀除，最终在工件上复制出电极的形状，从而达到成形加工的目的，电火花成形加工可以并行加工出各种复杂形状的工件，具有广阔的应用空间。

电火花加工中电极的尺寸至关重要，其直接影响模具和产品的精度，目前主要采用以下方法加工电极，第一种方法是采用CNC高速铣加工电极，用小刀铣电极圆孔一圈圆弧；第二种方法是采用CNC高速铣加工中心加工预穿孔和底部圆弧，慢走丝加工主体圆孔，保证两种形状的同心度0.005mm以内；第三种方法是采用CNC高速铣加工中心加工预穿孔，慢走丝加工圆孔，EDM放电加工圆弧，保证两种形状的同心度0.005mm以内。第一种方法无法应用于微细小圆弧的加工，部分特殊工件只能采用第二种方法和第三种方法，第二种方法和第三种方法存在以下问题：1、需要保证两种形状的中心度一致，操作难度较大，废品率高；2、多工序穿插导致加工周期较长；3、电极加工内圆弧后齿与齿之间的筋位较小，加工工件时容易损耗，工件底部容易多铁，形状尺寸差异较大，导致电极尺寸精度难以控制以及电极尺寸一致性差等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种工件微细小任意圆弧放电成型加工电极及加工方法，用于解决现有技术中存在的上述问题。

为了实现上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：一种工件微细小任意圆弧放电成型加工电极，包括电极主体，所述电极主体的形状与工件的形状匹配，电极主体对应工件圆弧位置设有直角，所述直角的顶点位于工件圆弧的中垂线上。

作为上述技术方案的一种可选方式，所述直角的顶点与工件圆弧的中点之间的放电间隙为S，S=R-D-E+C，R为工件的圆弧半径，C为电火花加工损耗值，D为电极主体加工公差值，E为电火花程序摇动值。

另一方面，本发明采用以下技术方案：一种工件微细小任意圆弧放电成型加工方法，包括以下步骤：

根据工件的形状设计对应形状的电极主体，并对电极主体对应工件圆弧位置做直角处理，电极主体的直角顶点位于工件圆弧的中垂线上；

根据工件的圆弧尺寸设计电极主体的直角顶点与工件圆弧的中点之间的放电间隙S；

根据工件的形状尺寸对电极主体的形状尺寸进行加工，使得电极主体的形状尺寸与工件的形状尺寸相适配；

设定电火花机床加工程序，使电火花机床按指定的轨迹运行并加工出工件的圆弧。

作为上述技术方案的一种可选方式，所述放电间隙S的计算方式为：S=R-D-E+C，R为工件的圆弧半径，C为电火花加工损耗值，D为电极主体加工公差值，E为电火花程序摇动值。

作为上述技术方案的一种可选方式，还包括：对输入至电火花机床加工程序的条件参数进行优化，再将优化后的参数导入至电火花机床加工程序内，分割次数为3-6次，从而对工件的圆弧进行多次加工。

作为上述技术方案的一种可选方式，对电极主体的形状尺寸进行加工包括：对电极材料进行高速加工处理，再对高速加工处理后的电极材料进行慢走丝加工处理，使得到的电极主体的形状尺寸加工到位。

作为上述技术方案的一种可选方式，所述电极材料为紫铜。

本发明的有益效果为：

1、可加工工件微细小任意圆弧，而且加工精度高，加工的微细小圆弧尺寸符合设计要求；

2、降低了工件各个加工工序难度，避免多工序的穿插交接相互控制，缩短加工周期，降低加工成本；

3、减少电极上圆弧特征，提高齿与齿之间的筋位强度，加工工件时降低电极损耗，避免工件底部形状多铁问题，提高工件整体品质；

4、该加工方法同时也可广泛运用于其它类似工件的加工，可大幅的提高工件加工效率，节省CNC高速铣的刀具成本，降低工件的加工成本，提高工件的质量。

附图说明

图1是本发明一种实施方式中加工电极的结构示意图；

图2是本发明一种实施方式中工件的结构示意图；

图3是本发明一种实施方式中工件加工时的结构示意图；

图4是本发明一种实施方式中3R定位电极座的结构示意图。

图中：1-电极主体；2-工件；3-3R定位电极座。

具体实施方式

如图1-图3所示，本实施例提供了一种工件微细小任意圆弧放电成型加工电极，其主要用于加工出连接器的注塑模具，以使注塑成型的连接器具有较高精度的微细小圆弧，能够满足实际需求，该加工电极也可以运用于其它类似工件2的加工，可大幅的提高工件2加工效率，降低工件2的加工成本，提高工件2的质量。

该加工电极包括电极主体1，所述电极主体1的形状与工件2的形状匹配，若工件2具有槽状结构，则电极主体1设计为柱状结构；若工件2为柱状结构，则电极主体1具有槽状结构。电极主体1的形状与工件2的形状和尺寸适配，便于通过电极主体1加工出对应形状的工件2。

电极主体1对应工件2圆弧位置设有直角，所述直角的顶点位于工件2圆弧的中垂线上。本发明的电极主体1设计有直角，其能够加工出工件2的微细小圆弧，对于任意尺寸的圆弧，均能够通过相应的直角设计加工出相应的圆弧。本发明的加工电极可应用于模具特殊位置的微细小圆弧加工，解决电极尺寸精度难以控制以及电极尺寸一致性差等问题，减少制造中来回返修的流程，降低整个模具制造难度，提高模具精度，缩短模具加工周期，让注塑出来的产品外形尺寸更加完美，在使用上比预期的功能更完善。

具体地，所述直角的顶点与工件2圆弧的中点之间的放电间隙为S，S=R-D-E+C，R为工件2的圆弧半径，C为电火花加工损耗值，D为电极主体1加工公差值，E为电火花程序摇动值。其中，电火花加工损耗值、电极主体1加工公差值和电火花程序摇动值可根据电火花加工参数获得，工件2的圆弧半径可根据工件2的设计图获得，根据工件2的圆弧半径、电火花加工损耗值、电极主体1加工公差值和电火花程序摇动值，即可计算得到放电间隙，基于该放电间隙，设计电极主体1的尺寸，从而在工件2上加工出精度较高的圆弧半径。对于圆弧半径R为0.1mm的工件2，电极主体1直角的顶点与工件2圆弧的中点之间的放电间隙S为0.04mm，经过实际电火花加工，模具的微细小圆弧尺寸符合设计要求，生产的连接器产品尺寸精度也达到了生产要求。

本实施例还提供了一种工件微细小任意圆弧放电成型加工方法，包括以下步骤：

步骤1，根据工件2的形状设计对应形状的电极主体1，并对电极主体1对应工件2圆弧位置做直角处理，电极主体1的直角顶点位于工件2圆弧的中垂线上。

步骤2，根据工件2的圆弧尺寸设计电极主体1的直角顶点与工件2圆弧的中点之间的放电间隙S；其中，所述放电间隙S的计算方式为：S=R-D-E+C，R为工件2的圆弧半径，C为电火花加工损耗值，D为电极主体1加工公差值，E为电火花程序摇动值。

步骤3，根据工件2的形状尺寸对电极主体1的形状尺寸进行加工，使得电极主体1的形状尺寸与工件2的形状尺寸相适配。其中，对电极主体1的形状尺寸进行加工包括：对电极材料进行高速加工处理，再对高速加工处理后的电极材料进行慢走丝加工处理，使得到的电极主体1的形状尺寸加工到位。优选地，所述电极材料为紫铜。

步骤4，设定电火花机床加工程序，使电火花机床按指定的轨迹运行并加工出工件2的圆弧。其中，选用夏米尔、三菱或其它品牌的高精度电火花机床进行加工。其中，编辑电火花机床加工程序时，选择圆锥型摇动方式或圆柱型平动方式，根据图纸要求标出实际圆弧大小提供编程使用，使电火花机床加工程序按指定的轨迹运行达到工件2所需要的圆弧尺寸及形状。如图4所示，电极主体1固定在3R定位电极座3，3R定位电极座3受控于电火花机床，用于对工件2进行微细加工，电火花机床选用350MS型号的夏米尔电火花机。

步骤5，对输入至电火花机床加工程序的条件参数进行优化，再将优化后的参数导入至电火花机床加工程序内，分割次数为3-6次，从而对工件2的圆弧进行多次加工，确保圆弧尺寸准确，而且轮廓清晰。该电极设计和电火花机床加工程序可节省模具三分之一的加工时间，CNC高速铣加工效率提高了三倍，不用加工圆孔一周的圆弧，可节约小刀具费用；节省了线切割抓取CNC高速铣的圆弧相对位置尺寸，电火花工序减少以前反复修整电极时间，工件2品质直线上升，所有尺寸误差在0.005mm以内，工件2加工周期对比提前了三分之一；解决了长久以来电极加工中反复修整尺寸不准问题，有效的降低各个工序的加工难度；提高了整体项目加工效率，有效的保证了项目交期管控。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

1、可加工工件2微细小任意圆弧，而且加工精度高，加工的微细小圆弧尺寸符合设计要求；

2、降低了工件2各个加工工序难度，避免多工序的穿插交接相互控制，缩短加工周期，降低加工成本；

3、减少电极上圆弧特征，提高齿与齿之间的筋位强度，加工工件2时降低电极损耗，避免工件2底部形状多铁问题，提高工件2整体品质；

4、该加工方法同时也可广泛运用于其它类似工件2的加工，可大幅的提高工件2加工效率，节省CNC高速铣的刀具成本，降低工件2的加工成本，提高工件2的质量。

在本发明描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，可以是固定连接，可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对本领域技术人员而言，可以理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，实施例描述的具体特征、结构等包含于至少一种实施方式中，在不相互矛盾的情况下，本领域技术人员可以将不同实施方式的特征进行组合。本发明的保护范围并不局限于上述具体实施方式，根据本发明的基本技术构思，本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种工件微细小任意圆弧放电成型加工电极，其特征在于，包括电极主体（1），所述电极主体（1）的形状与工件（2）的形状匹配，电极主体（1）对应工件（2）圆弧位置设有直角，所述直角的顶点位于工件（2）圆弧的中垂线上。

2.根据权利要求1所述的工件微细小任意圆弧放电成型加工电极，其特征在于，所述直角的顶点与工件（2）圆弧的中点之间的放电间隙为S，S=R-D-E+C，R为工件（2）的圆弧半径，C为电火花加工损耗值，D为电极主体（1）加工公差值，E为电火花程序摇动值。

3.一种工件微细小任意圆弧放电成型加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据工件（2）的形状设计对应形状的电极主体（1），并对电极主体（1）对应工件（2）圆弧位置做直角处理，电极主体（1）的直角顶点位于工件（2）圆弧的中垂线上；

根据工件（2）的圆弧尺寸设计电极主体（1）的直角顶点与工件（2）圆弧的中点之间的放电间隙S；

根据工件（2）的形状尺寸对电极主体（1）的形状尺寸进行加工，使得电极主体（1）的形状尺寸与工件（2）的形状尺寸相适配；

设定电火花机床加工程序，使电火花机床按指定的轨迹运行并加工出工件（2）的圆弧。

4.根据权利要求3所述的工件微细小任意圆弧放电成型加工方法，其特征在于，所述放电间隙S的计算方式为：S=R-D-E+C，R为工件（2）的圆弧半径，C为电火花加工损耗值，D为电极主体（1）加工公差值，E为电火花程序摇动值。

5.根据权利要求3所述的工件微细小任意圆弧放电成型加工方法，其特征在于，所述加工方法还包括：对输入至电火花机床加工程序的条件参数进行优化，再将优化后的参数导入至电火花机床加工程序内，分割次数为3-6次，从而对工件（2）的圆弧进行多次加工。

6.根据权利要求3所述的工件微细小任意圆弧放电成型加工方法，其特征在于，对电极主体（1）的形状尺寸进行加工包括：对电极材料进行高速加工处理，再对高速加工处理后的电极材料进行慢走丝加工处理，使得到的电极主体（1）的形状尺寸加工到位。

7.根据权利要求6所述的工件微细小任意圆弧放电成型加工方法，其特征在于，所述电极材料为紫铜。

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