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电火花行业对于最佳表面粗糙度的正确理解

时间:2019-11-06   来源:日鑫火花机   点击:
1、最佳表面粗糙度
当前电加工机床行业出现了众多的“数控镜面电火花加工机床”,这些机床标注的最佳表面粗糙度通常是Ra0.2μm或者Ra0.1μm。
众所周知,表面粗糙度是电火花加工机床的一项主要工艺指标。影响加工表面粗糙度的因素除机床加工性能外,加工面积、加工形状、工件材料是3项最主要的因素。加工面积越大,加工形状越复杂,深度越深,就越难达到精细的表面。对于工件材料而言,要进行镜面加工必须选用镜面钢,如:S136、SKD61等钢材,有些材料是不能达到镜面加工效果的,如:SKD11钢材。
所谓的“最佳表面粗糙度Ra0.2μm”,通常是指用直径10mm的圆棒电极,在S136镜面钢料上加工一个浅表面,最终加工表面粗糙度Ra<0.2μm。也就是说,最佳表面粗糙度是在加工面积合适、形状简单、使用镜面钢的特殊情况下完成的。一些厂家在这项测试中甚至是不计加工精度与加工效率的。而实际生产中的电火花加工需求与这种测试条件相比往往要复杂得多。一旦加工面积变大,形状变得复杂,加工不出镜面效果便是必然的事。这里提供一个数控镜面电火花加工机床的测试基准:使用粗、精二个电极,加工一个50mm×50mm×5mm的方形型腔,底面与侧面都要求达到均匀的镜面效果,精度控制在0.01mm内,总加工时间不能超过15h,这个加工测试综合反映了机床的镜面加工能力。如果机床的加工水准接近这个测试基准,才可以说能胜任实际的镜面电火花加工需求。
另外,也不能单凭镜面加工测试来判定数控电火花加工机床的精加工性能。这里列举一个应用实例:使用边长20mm的方形电极进行浅表面的镜面加工测试,只要参数配置合理,大多数的数控电火花加工机床都能达到较好的镜面加工效果,通常Ra<0.2μm。可以发现加工过程中放电非常稳定,气泡连续均匀,加工出的镜面表面均匀,具有光泽效果。事实上,达到这个加工指标,并不能说明数控电火花加工机床的精加工性能就已经很好了。在这项加工测试中,如果要求加工Ra0.22μm(VDI07)或Ra0.4μm(VDI12)的亚光表面,就加工指标而言,没有加工经验的技术人员会认为表面粗糙度值大了,更容易加工了。实际上,这种亚光表面的电火花加工难度比镜面加工更大。亚光表面的电火花加工通常使用负极性、小电流、小脉宽、大脉间、加电容的参数匹配,如果机床的精加工性能不稳定,加工后的表面会有积碳、黑斑,表面效果很难达到均匀一致。因此,考查数控电火花加工机床能否实现均匀一致的亚光面加工,比进行镜面加工测试更能反映出脉冲电源的精加工性能。
事实上,很多用户对电火花加工表面的要求不需要那么精细,通常为Ra0.8~2.5μm。对于这些加工要求,似乎所有的电火花加工机床都能达到。这也是一种片面的认识。我们可以从两种不同的加工要求来进行认识:一种是加工要求的确不高,考虑到电火花精加工效率较低,在电火花加工完成后再使用抛光工序来改善加工表面,对于这类加工,一般使用普通的数控电火花加工机床是能达到要求的;另一种是加工指定的火花纹面,加工要求较高。像有些外观要求火花纹面的塑胶模具,表面要求是Ra1.6μm(VDI24)的纹面,在微观状态下观察加工表面颗粒形态均匀。高品质的电火花加工表面在将局部放大100倍以上时,微观状态下的表面凹坑均匀一致,颗粒分明,没有放电缺陷;而一些机床加工的表面虽然用粗糙度测量仪进行测量是合格的,但检查其微观表面时却能发现放电凹坑形态各异,颗粒有粗有细,并伴随一些局部缺陷,这就不能满足高要求的纹面加工。
综上所述,数控电火花加工机床的最佳表面粗糙度指标只是一个片面的参考指标,要考查机床的表面加工性能,需要从机床能否实现实用的镜面加工、能否实现均匀的亚光表面加工、能否实现高品质的纹面加工3个方面进行综合评价。
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