电火花成形加工工具电极损耗预测
电火花成形加工工具电极损耗预测
杨玉玄，康小明，梁
为，赵万生
（上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240）
摘要：电火花成形加工过程中，极间放电在蚀除工件材料的同时，也会对工具电极带来一定程度的损耗，进而影响工件的尺寸及形状精度，降低加工效率。目前普遍采用更换电极重复加工的方式来获得最终形面，需要消耗大量的工具电极和工时。针对电火花加工的工具电极损耗展开了研究，通过系统地分析所得电极形面特征及进给方向与损耗量之间的关系，建立了实用的电极损耗预测模型。通过实验证明了该模型能准确预测工具电极形面损耗，为电火花加工的电极损耗预测提供了有效方法。
关键词：电火花加工；电极损耗预测；电极形面特征；进给路径中图分类号：TG661
文献标识码：A
文章编号：1009-279X （2017）03-0016-05
Prediction of Electrode Wear in Sinking EDM
YANG Yuxuan ，KANG Xiaoming ，LIANG Wei ，ZHAO Wansheng
（School of Mechanical Engineering ，Shanghai Jiao Tong University ，Shanghai 200240，China ）Abstract ：During the sinking electro -discharging machining (EDM)，discharges between the electrode and the workpiece do not only cause the removal of workpiece material ，they also lead to a certain degree of electrode wear ，which will affect the size and shape accuracy of the workpiece and reduction of machining efficiency.Generally ，the workpiece contour surface is achieved by frequent electrode replacement ，which certainly wastes a lot of electrode material and working hours.The relationship among electrode wear ，electrode feeding direction and electrode geometrical feature was analyzed.Based on the practicable electrode wear prediction model built ，a method for the prediction of electrode wear was proposed.The effectiveness of the method was verified by experiments.
Key words ：EDM ；electrode wear prediction ；electrode surface features ；feeding path
收稿日期：2017-01-19
第一作者简介：杨玉玄，男，1992年生，硕士研究生。
电火花加工依靠工具电极与工件之间的火花放电作用去除材料，已被广泛应用于航空航天、医疗器械、精密模具等领域[1-2]。通过将该材料去除原理应用于成形加工，再配合多轴联动的伺服控制，电火花成形加工目前已能将半封闭复杂型腔结构的加工难度转移到工具电极形面设计上，从而保证零件具有良好的形面加工精度[3]。
具体来讲，电火花成形加工在采用“拷贝”方式的加工过程中，工具电极形面由待加工形面偏置放电间隙的距离而来，工具电极只需无干涉地运动到与待加工形面平行的位置即可完成加工。其间，当极间电场强度超过介质介电强度时，会产生击穿极间介质的放电通道，形成高温热源，将附近的电极
材料熔化和气化，使其抛离电极，形成电极损耗[4]。电极损耗的产生将造成电极形面失真，影响工件的尺寸及形状精度。尤其是在采用电火花加工方法制造闭式整体叶盘等复杂零件时，不仅使用的电极具有复杂形面，而且电极的进给也是沿着复杂的空间曲线。这种情况下，工具电极的损耗规律将变得十分复杂。
目前，为了获得满足要求的加工精度和放电稳定性，实际加工中往往采用更换全新电极重复加工的方式来获得零件最终形面。但是，频繁更换电极，不仅会增加电极制造费用，还会增加更换电极的辅助工时；相反，如果不能及时更换电极，过度损耗的电极会因放电区面积变小而大幅降低加工效率。由于无法判断电极损耗程度与零件形面加工精度的关系，且缺乏准确和有效的电极损耗预测方法，使
设计·研究
《电加工与模具》2017年第3期
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万方数据