CN116786920B - 电火花加工方法及加工设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电火花加工方法及加工设备，电火花加工方法包括：采用第一次电火花工艺对第一平面和凸部的第一加工区域进行加工，凸部的第一加工区域预留有第一加工余量；采用第二次电火花工艺对第二平面和凸部的第二加工区域进行加工，凸部的第二加工区域预留有第二加工余量；采用第三次电火花工艺对凸部进行加工，去除第一加工区域的第一加工余量以及第二加工区域的第二加工余量。通过在第一次电火花工艺和第二次电火花工艺时对凸部预留有加工余量，再利用第三次电火花工艺一次性去除凸部预留的加工余量，从而避免凸部的表面出现接痕和色差，提高加工效率和品质。
Description
技术领域
本发明涉及电火花加工技术领域，特别是涉及一种电火花加工方法及加工设备。
背景技术
电火花加工凭借其宏观作用力小、非接触加工、对材料适用范围广等诸多优势，在机械加工领域占据着重要位置，被广泛地应用于模具制造、微细加工等领域，例如用于加工盲孔、螺纹、点浇口等形状。
有些工件(例如模具)上有多个产品的造型，并具有多个不同高度的平面，相邻不同高度的平面之间会形成台阶，如果工件采用一次电火花加工成型，台阶处转角的精度会受到影响，从而影响工件的使用性能，因此，对于这一类工件需要多次分区域的进行电火花加工。但是，在多次电火花加工后，在不同电火花加工区域之间，工件的表面会出现接痕和色差，哪怕不足0.001mm的痕迹都非常明显，返修所需加工修整时间较长，成本高，更不利于高要求表面的品质控制。如图1所示，工件10的一端面具有凸部11、第一平面12以及第二平面13，第一平面12与第二平面13之间具有台阶14，凸部11的一部分位于第一平面12，另一部分位于第二平面13。在对这类工件10进行加工时，第一平面12与凸部11的第一加工区域111采用一次电火花加工，第二平面13与凸部11的第二加工区域112采用另一次电火花加工，因此，凸部11的表面在不同电火花加工处会出现接痕和色差。
发明内容
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种电火花加工方法及加工设备，以解决现有技术中电火花加工后工件表会出现接痕和色差的问题。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
本发明提供一种电火花加工方法，用于加工工件，所述工件的一端面具有凸部、第一平面以及第二平面，所述第一平面与所述第二平面之间具有台阶，所述凸部的一部分位于所述第一平面，另一部分位于所述第二平面，所述电火花加工方法包括：
采用第一次电火花工艺对所述第一平面和所述凸部的第一加工区域进行加工，所述凸部的所述第一加工区域预留有第一加工余量；
采用第二次电火花工艺对所述第二平面和所述凸部的第二加工区域进行加工，所述凸部的所述第二加工区域预留有第二加工余量；
采用第三次电火花工艺对所述凸部进行加工，去除所述第一加工区域的所述第一加工余量以及所述第二加工区域的所述第二加工余量。
进一步地，所述第一加工余量和所述第二加工余量的取值范围均为0.005~0.010mm。
进一步地，所述第一加工余量与所述第二加工余量相等。
进一步地，在采用第三次电火花工艺对所述凸部进行加工时，第三次电火花工艺的电极与所述台阶的侧面预留有缝隙。
进一步地，所述缝隙大于或等于0.050mm。
进一步地，所述第一加工区域与所述第二加工区域具有部分重叠。
本申请还提供一种加工设备，用于如上所述的电火花加工方法，所述加工设备包括：
用于第一次电火花工艺的第一电极，所述第一电极的一端面设有与第一加工区域对应的第一凹槽以及与第一平面对应的第一电极加工面，所述第一凹槽的内壁与所述凸部在所述第一加工区域处的外壁之间具有第一间隙；
用于第二次电火花工艺的第二电极，所述第二电极的一端面设有与第二加工区域对应的第二凹槽以及与第二平面对应的第二电极加工面，所述第二凹槽的内壁与所述凸部在所述第二加工区域处的外壁之间具有第二间隙；
用于第三次电火花工艺的第三电极，所述第三电极的一端面设有与整个所述凸部对应的第三凹槽、与所述第一平面对应的第三电极加工面以及与所述第二平面对应的第四电极加工面，所述第三电极加工面与所述第四电极加工面之间具有与台阶对应的梯坎，所述第三凹槽的内壁与整个所述凸部的外壁紧密接触。
进一步地，所述第一间隙与所述第二间隙的取值范围均为0.005~0.010mm；
和/或，所述第一间隙与所述第二间隙相等。
进一步地，所述梯坎的侧面与所述台阶的侧面之间具有第三间隙。
进一步地，所述第三间隙大于或等于0.050mm。
本发明有益效果在于：
通过在第一次电火花工艺和第二次电火花工艺时对凸部预留有加工余量，再利用第三次电火花工艺一次性去除凸部预留的加工余量，从而避免在凸部的表面出现接痕和色差，并提高品质。此加工方法简单，通用性强，加工的精度不受影响且成本也不会增加；避免表面不达标而产生多次返修，有效提高机台加工效率；同类产品的批量制作更能快速生产，降低物料成本。
附图说明
图1是本发明中工件的结构示意图。
图2是本发明中电火花加工方法的流程框图。
图3是本发明中第一电极的结构示意图。
图4是本发明中第一次电火花工艺的结构示意图。
图5是本发明中第一次电火花工艺的拆分结构示意图。
图6是本发明中第二电极的结构示意图。
图7是本发明中第二次电火花工艺的结构示意图。
图8是本发明中第二次电火花工艺的拆分结构示意图。
图9是本发明中第三电极的结构示意图。
图10是本发明中第三次电火花工艺的结构示意图。
图11是本发明中第三次电火花工艺的拆分结构示意图。
图12是本发明中电极组的结构示意图。
图中：工件10、凸部11、第一加工区域111、第二加工区域112、第一平面12、第二平面13、台阶14；第一电极21、第一凹槽211、第一电极加工面212；第二电极22、第二凹槽221、第二电极加工面222；第三电极23、第三凹槽231、第三电极加工面232、第四电极加工面233、梯坎234；电极组100。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电火花加工方法及加工设备的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：
图1是本发明中工件的结构示意图。图2是本发明中电火花加工方法的流程框图。图3是本发明中第一电极的结构示意图。图4是本发明中第一次电火花工艺的结构示意图。图5是本发明中第一次电火花工艺的拆分结构示意图。图6是本发明中第二电极的结构示意图。图7是本发明中第二次电火花工艺的结构示意图。图8是本发明中第二次电火花工艺的拆分结构示意图。图9是本发明中第三电极的结构示意图。图10是本发明中第三次电火花工艺的结构示意图。图11是本发明中第三次电火花工艺的拆分结构示意图。
如图1至图11所示，本发明提供的一种电火花加工方法，用于加工工件10。其中，如图1所示，工件10的一端面具有凸部11、第一平面12以及第二平面13，第一平面12与第二平面13之间具有台阶14，凸部11的一部分位于第一平面12，另一部分位于第二平面13。工件10例如为模具，凸部11为模具上与产品形状相配的结构，即凸部11的形状与产品的形状相对应。为了减少电火花加工的效率，可以先通过其他加工工艺(例如中心加工工艺)对工件10进行粗加工，以加工出工件10的大致形状，在通过电火花工艺对工件10进行精加工，从而提升加工效率。
该电火花加工方法包括：
步骤S1：采用第一次电火花工艺对第一平面12和凸部11的第一加工区域111进行加工，凸部11的第一加工区域111预留有第一加工余量。具体地，如图2-5所示，使用第一电极21对第一平面12和凸部11的第一加工区域111进行加工。第一电极21的一端面设有与第一加工区域111对应的第一凹槽211以及与第一平面12对应的第一电极加工面212，第一凹槽211的内壁与凸部11在第一加工区域111处的外壁之间具有第一间隙，即第一凹槽211的尺寸大于凸部11在第一加工区域111处的尺寸，从而在通过第一电极21对第一平面12和凸部11的第一加工区域111进行加工后，使得凸部11在第一加工区域111处预留第一加工余量。
步骤S2：采用第二次电火花工艺对第二平面13和凸部11的第二加工区域112进行加工，凸部11的第二加工区域112预留有第二加工余量。具体地，如图2、6-8所示，使用第二电极22对第二平面13和凸部11的第二加工区域112进行加工。第二电极22的一端面设有与第二加工区域112对应的第二凹槽221以及与第二平面13对应的第二电极加工面222，第二凹槽221的内壁与凸部11在第二加工区域112处的外壁之间具有第二间隙，即第二凹槽221的尺寸大于凸部11在第二加工区域112处的尺寸，从而在通过第二电极22对第二平面13和凸部11的第二加工区域112进行加工后，使得凸部11在第二加工区域112处预留第二加工余量。
步骤S3：采用第三次电火花工艺对凸部11进行加工，去除第一加工区域111的第一加工余量以及第二加工区域112的第二加工余量。具体地，如图2、9-11所示，使用第三电极23对整个凸部11进行加工，以去除第一加工区域111的第一加工余量以及第二加工区域112的第二加工余量。第三电极23的一端面设有与整个凸部11对应的第三凹槽231、与第一平面12对应的第三电极加工面232以及与第二平面13对应的第四电极加工面233，第三电极加工面232与第四电极加工面233之间具有与台阶14对应的梯坎234，第三凹槽231的内壁与整个凸部11的外壁紧密接触，即第三凹槽231的尺寸与整个凸部11的尺寸相同，从而在通过第三电极23对整个凸部11进行加工后，以去除第一次电火花工艺和第二次电火花工艺预留的加工余量。
其中，第一加工余量和第二加工余量的取值范围均为0.005~0.010mm，即第一间隙和第二间隙的取值范围均为0.005~0.010mm。由于第三次电火花工艺对精度要求比较高，第三电极23的制造成本也比较高，因此，第一加工余量和第二加工余量的取值范围均为0.005~0.010mm，既可以避免在加工后凸部11的表面出现接痕和色差，还可以降低第三次电火花工艺的加工量，以减小对第三电极23的损耗，并降低加工成本。
优选地，第一加工余量与第二加工余量相等，即第一间隙与第二间隙相等，从而使得第三凹槽231的内壁平整，便于第三电极23的加工制造。
进一步地，由于第一次电火花工艺和第二次电火花工艺后，即可加工出第一平面12、第二平面13以及台阶14，因此，为了避免台阶14的棱角在第三次电火花工艺时受损，第三次电火花工艺的电极与台阶14的侧面预留有缝隙，即第三电极23的梯坎234的侧面与台阶14的侧面之间具有第三间隙，因而，在台阶14处不会出现共面重叠性放电后的接痕和双眼皮等，使得高要求表面加工一次性合格率提高，有效降低各类加工成本。其中，缝隙大于或等于0.050mm，即第三间隙大于或等于0.050mm。可以理解的是，第一间隙、第二间隙以及第三间隙均是电极(第一电极21、第二电极22、第三电极23)相对于加工完成后的工件10而言。
本实施例中，如图1所示，第一加工区域111与第二加工区域112具有部分重叠，其中，第一加工区域111与第二加工区域112的部分重叠在第一次电火花工艺时已经预留有第一加工余量，而第一加工余量与第二加工余量相等，因此，在第二次电火花工艺时，第一加工区域111与第二加工区域112的部分重叠区域没有被电蚀掉。
如图3-11所示，本申请还提供一种加工设备，用于如上所述的电火花加工方法。该加工设备包括：
用于第一次电火花工艺的第一电极21，第一电极21的一端面设有与第一加工区域111对应的第一凹槽211以及与第一平面12对应的第一电极加工面212，第一凹槽211的内壁与凸部11在第一加工区域111处的外壁之间具有第一间隙，即第一凹槽211的尺寸大于凸部11在第一加工区域111处的尺寸，从而在通过第一电极21对第一平面12和凸部11的第一加工区域111进行加工后，使得凸部11在第一加工区域111处预留第一加工余量。
用于第二次电火花工艺的第二电极22，第二电极22的一端面设有与第二加工区域112对应的第二凹槽221以及与第二平面13对应的第二电极加工面222，第二凹槽221的内壁与凸部11在第二加工区域112处的外壁之间具有第二间隙，即第二凹槽221的尺寸大于凸部11在第二加工区域112处的尺寸，从而在通过第二电极22对第二平面13和凸部11的第二加工区域112进行加工后，使得凸部11在第二加工区域112处预留第二加工余量。
用于第三次电火花工艺的第三电极23，第三电极23的一端面设有与整个凸部11对应的第三凹槽231、与第一平面12对应的第三电极加工面232以及与第二平面13对应的第四电极加工面233，第三电极加工面232与第四电极加工面233之间具有与台阶14对应的梯坎234，第三凹槽231的内壁与整个凸部11的外壁紧密接触，即第三凹槽231的尺寸与整个凸部11的尺寸相同，从而在通过第三电极23对整个凸部11进行加工后，以去除第一次电火花工艺和第二次电火花工艺预留的加工余量。
其中，第一间隙与第二间隙的取值范围均为0.005~0.010mm，从而在对工件10进行第一次电火花工艺和第二次电火花工艺后，凸部11的第一加工区域111预留的第一加工余量以及第二加工区域112预留的第二加工余量的取值范围均为0.005~0.010mm。由于第三次电火花工艺对精度要求比较高，第三电极23的制造成本也比较高，因此，第一间隙与第二间隙的取值范围均为0.005~0.010mm，既可以避免在加工后凸部11的表面出现接痕和色差，还可以降低第三次电火花工艺的加工量，以减小对第三电极23的损耗，并降低加工成本。
优选地，第一间隙与第二间隙相等，从而使得第三凹槽231的内壁平整，便于第三电极23的加工制造。
进一步地，由于第一次电火花工艺和第二次电火花工艺后，即可加工出第一平面12、第二平面13以及台阶14，因此，为了避免台阶14的棱角在第三次电火花工艺时受损，梯坎234的侧面与台阶14的侧面之间具有第三间隙，因而，在台阶14处不会出现共面重叠性放电后的接痕和双眼皮等，使得高要求表面加工一次性合格率提高，有效降低各类加工成本。其中，第三间隙大于或等于0.050mm。可以理解的是，第一间隙、第二间隙以及第三间隙均是电极(第一电极21、第二电极22、第三电极23)相对于加工完成后的工件10而言。
图12是本发明中电极组的结构示意图。如图12所示，本申请还提供一种电极组100，用于如上所述的加工设备。电极组100中设有多个第一电极21、第二电极22或第三电极23，从而在第一次电火花工艺、第二次电火花工艺以及第三次电火花工艺时，可以对多个工件10进行电火花加工，以提升加工效率。
在本文中，所涉及的上、下、左、右、前、后等方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。还应当理解，本文中使用的术语“第一”和“第二”等，仅用于名称上的区分，并不用于限制数量和顺序。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限定，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰，为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种电火花加工方法，用于加工工件(10)，所述工件(10)的一端面具有凸部(11)、第一平面(12)以及第二平面(13)，所述第一平面(12)与所述第二平面(13)之间具有台阶(14)，所述凸部(11)的一部分位于所述第一平面(12)，另一部分位于所述第二平面(13)，其特征在于，所述电火花加工方法包括：
提供第一电极(21)，所述第一电极(21)的一端面设有与第一加工区域(111)对应的第一凹槽(211)以及与第一平面(12)对应的第一电极加工面(212)，所述第一凹槽(211)的内壁与所述凸部(11)在所述第一加工区域(111)处的外壁之间具有第一间隙，采用第一次电火花工艺和所述第一电极(21)对所述第一平面(12)和所述凸部(11)的第一加工区域(111)进行加工，所述第一次电火花工艺直接加工出所述第一平面(12)，所述凸部(11)的所述第一加工区域(111)预留有第一加工余量；
提供第二电极(22)，所述第二电极(22)的一端面设有与第二加工区域(112)对应的第二凹槽(221)以及与第二平面(13)对应的第二电极加工面(222)，所述第二凹槽(221)的内壁与所述凸部(11)在所述第二加工区域(112)处的外壁之间具有第二间隙，采用第二次电火花工艺和所述第二电极(22)对所述第二平面(13)和所述凸部(11)的第二加工区域(112)进行加工，所述第二次电火花工艺直接加工出所述第二平面(13)，所述凸部(11)的所述第二加工区域(112)预留有第二加工余量；
提供第三电极(23)，所述第三电极(23)的一端面设有与整个所述凸部(11)对应的第三凹槽(231)、与所述第一平面(12)对应的第三电极加工面(232)以及与所述第二平面(13)对应的第四电极加工面(233)，所述第三电极加工面(232)与所述第四电极加工面(233)之间具有与台阶(14)对应的梯坎(234)，所述第三凹槽(231)的尺寸与整个所述凸部(11)的尺寸相同，所述梯坎(234)的侧面与所述台阶(14)的侧面之间具有第三间隙，采用第三次电火花工艺和所述第三电极(23)对所述凸部(11)进行加工，去除所述第一加工区域(111)的所述第一加工余量以及所述第二加工区域(112)的所述第二加工余量。
2.根据权利要求1所述的电火花加工方法，其特征在于，所述第一加工余量和所述第二加工余量的取值范围均为0.005~0.010mm。
3.根据权利要求1所述的电火花加工方法，其特征在于，所述第一加工余量与所述第二加工余量相等。
4.根据权利要求1所述的电火花加工方法，其特征在于，所述第三间隙大于或等于0.050mm。
5.根据权利要求1所述的电火花加工方法，其特征在于，所述第一加工区域(111)与所述第二加工区域(112)具有部分重叠。
6.一种加工设备，其特征在于，用于如权利要求1-5任一项所述的电火花加工方法，所述加工设备包括：
用于第一次电火花工艺的第一电极(21)，所述第一电极(21)的一端面设有与第一加工区域(111)对应的第一凹槽(211)以及与第一平面(12)对应的第一电极加工面(212)，所述第一凹槽(211)的内壁与所述凸部(11)在所述第一加工区域(111)处的外壁之间具有第一间隙；
用于第二次电火花工艺的第二电极(22)，所述第二电极(22)的一端面设有与第二加工区域(112)对应的第二凹槽(221)以及与第二平面(13)对应的第二电极加工面(222)，所述第二凹槽(221)的内壁与所述凸部(11)在所述第二加工区域(112)处的外壁之间具有第二间隙；
用于第三次电火花工艺的第三电极(23)，所述第三电极(23)的一端面设有与整个所述凸部(11)对应的第三凹槽(231)、与所述第一平面(12)对应的第三电极加工面(232)以及与所述第二平面(13)对应的第四电极加工面(233)，所述第三电极加工面(232)与所述第四电极加工面(233)之间具有与台阶(14)对应的梯坎(234)，所述第三凹槽(231)的内壁与整个所述凸部(11)的外壁紧密接触。
7.根据权利要求6所述的加工设备，其特征在于，所述第一间隙与所述第二间隙的取值范围均为0.005~0.010mm；
和/或，所述第一间隙与所述第二间隙相等。
8.根据权利要求6所述的加工设备，其特征在于，所述梯坎(234)的侧面与所述台阶(14)的侧面之间具有第三间隙。
9.根据权利要求8所述的加工设备，其特征在于，所述第三间隙大于或等于0.050mm。
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