这是夹具侠（jiajoin）发布的第 1262 篇技术文章
我们做产品的夹具时，都讲究固定“稳定”，保持位置不变就是夹具的本质作用。但其实还有一种另类的电极加工方法，要求工件在加工时“摇动”起来，从而达到更高的精度，这是怎么回事呢？
1、cnc火花机的“摇动”摇动功能是cnc火花机最重要的功能，摇动对于减少加工时间和得到良好的表面是非常有效的。然而并不是每个工厂都把摇动功能用的很好。主要原因是设计者不想使用足够的电极减寸量，担心太大会降低精度。如果我们对电极减寸量和摇动有足够的了解，就可以使用适当的电极减寸量，大幅度提高加工效率。
1）电极减寸量的概念
放电加工过程中存在火花间隙，因为这个原因，电极必须做得比要加工的形状小。减小的数值叫做电极减寸量。
电极减寸量r=（型腔尺寸－电极尺寸）÷2
电极减寸量示意图
2）电极减寸量决定了加工速度
放电加工的能量大，加工速度就会快，放电间隙也会大。如果电极减寸量加大，加工速度(去除率)可提高数倍，另外重要的一点是粗加工条件不仅速度快而且损耗小。那也就说明如果电极减寸量足够的话，可以使用高效而且低损耗的条件。
电极减寸量决定速度
2、如何得到良好的表面质量粗加工的表面质量很粗糙，但是我们又希望在短时间内得到良好的表面质量。要实现这一目标的最好办法就是用粗加工条件加工掉大部分，然后再用精加工条件去加工表面。
另外，要减少加工时间，加工条件就要在适当的时间变化。例如，如果你开始粗加工的最大粗糙度是40μm，而最后你要得到粗糙度是5μm，那么你就必须在粗加工和精加工间有多段来改变加工条件。
1）底部表面
底部表面可以通过改变条件和设置高度来实现。但是侧面因为粗加工的的放电间隙比精加工的要大而不能实现。
底部加工
2）摇动实现侧面加工
要加工侧面，电极就必须要接近侧面。
底面和侧面加工
在垂直于加工方向的平面内的运动就叫做摇动，摇动的目的是完成侧面的加工。
摇动和加工方向
3、二维摇动对精度的影响1）摇动后的形状
首先我们要了解摇动加工后的形状。如果电极以一定的形状摇动，电极的每一部分都要以相同的形状摇动，然后画出电极的外形状，该图形的外部形状就是精加工后的形状。该方法可用在任意一种摇动形状上，这是一种有效的确定加工形状的方法。
每一部分都走同样的形状
有些摇动会导致不精确的形状，但是从一般的考虑，错误并不是很大。我们要对这些有足够的了解才行，我们先从两维形状的摇动分析开始。
2）圆形摇动
电极在每个尺寸上都会比实际要的形状要小一点，所以要得到想要的形状尺寸就要在各个方向上扩大一个r的尺寸。在各个方向上扩大一个r就相当于每个点都做r的圆形运动。下图显示了直线部分是正确的，但是尖角部分却是不够的。
对于一般的形状，如下图，电极减寸量使外角半径小，而内角半径大，这种变形就像图形偏置一样，在使用圆形摇动后，加工形状就正确了。如果用cnc或线切割做电极且用偏移来确定电极减寸量，圆形摇动做出正确的形状，没有尖角。
另外重要的一点是：圆形摇动这是标准的摇动方式，没有过切。如果你不是很了解摇动，那么建议选择该摇动方式。
3）方形摇动
对于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，如下图，方形摇动就比圆形摇动好。此时，方形平动比圆形平动的加工效率要高一些。
但是如果你对于一般的形状也使用方形摇动就会出现问题。例如下图，你使用方形摇动，那么斜线区域就会过切，最明显的错误就是45度角的时候。
使用方形平动斜线部分被过切
改造之后，加工时间由之前的16min/件，缩短至15min/件。质量方面，由于压紧力稳定，加工尺寸、精加工余量及表面质量非常稳定，图样要求的几何公差得到了保证。
3、三维摇动对精度的影响三维摇动对于尺寸的影响可以参考二维对于x－y 平面y－z 或 z－x 平面。
3d的电极
1）底部简单形状
对于一般的cnc edm机器来说，摇动值是从上到下不变的（该方法叫做“底部简单形状”）。如果x-y平面是圆形平动的话，x-z或y-z平面和方形摇动一样。这意味着底部半径和底部斜度的是一样的。通常，因为r的加工偏移原因，底部半径和斜度会变小。如果你使用底部简单形状的电极，底部的尖角就会过切。过切的数值要根据电极r的比例来确定。因为此原因，粗加工容易出现过切。
对于3d的电极，如果你想要使用底部简单形状的模式，那么你电极的底部角半径和斜度的就必须和最终的形状相一致。
2）底部复杂形状
如上图，有些电极你很难确定它的底部半径，或者有时电极底部并不平整。这些电极就不可能像以上所提到的那样做。“底部复杂形状”（球形平动）的三维模式可解决这一问题。
底部形状简单和底部形状复杂
典型的方式是：底部复杂形状。这在侧面（z ― x 或 y―z 平面）看来是和圆形的平动一样的。没有过切的区域。如果使用大电极，该方式对于粗加工也是适用的。
所以，针对这种“摇”起来的加工方式，有如下的总结：
•适当的r，尽可能取大一些，可以大幅度减少加工时间。
•基本上，摇动应该选用圆形，因为它在各个方向上都是一样的r值， 圆形摇动是最安全的方式。
•选择方形摇动会在尖角和斜边部分引起过切，只适合在矩形类形状。
•简单形状的二维摇动，使用圆形摇动，它的x-y平面是圆形，但x-z、y-z却是方形摇动，因此对于底部复杂形状也会产生过切。
•基于圆形摇动是最安全的原理，使用三维球形摇动，在各个方向都是圆形摇动，故在3个尺寸都是安全的。
•对于高精度要求的复杂型腔一定要选择三维球形摇动；而对于大多数放电加工，一般选择二维的圆形平动能够满足要求，较三维球形摇动容易获得好的光洁度与高效率。
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