特種加工第2章型腔模加工

1、特種加工第2章型腔模加工對(duì)型腔模的電火花加工，既要求蝕除量大，加工速度高，又要求電極損耗低，并保證所要求的精度和表面粗糙度。1、型腔模的電火花加工的工藝方法： 單電極平動(dòng)法 多電極更換法 分解電極法（1）單電極平動(dòng)法加工過(guò)程：優(yōu)缺點(diǎn)：措施:平動(dòng)和搖動(dòng)的區(qū)別：利用數(shù)控功能，使用簡(jiǎn)單電極配合側(cè)向移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)、分度等進(jìn)行多軸控制，可以實(shí)現(xiàn)一些普通機(jī)床難以或不能實(shí)現(xiàn)的加工（2）多電極更換法加工過(guò)程：要求：適用范圍：（3） 分解電極法方法介紹：適用范圍：優(yōu)缺點(diǎn)：2.型腔模加工用工具電極(1)電極材料的選擇電極材料應(yīng)具備的性能: 高的耐腐蝕性常見(jiàn)的電極材料: 純銅、石墨、銅鎢合金、銀鎢合金（在寬脈沖粗加工時(shí)

2、都能實(shí)現(xiàn)低損耗）純銅的特點(diǎn)：1）不容易產(chǎn)生電弧，在較困難的情況下也能穩(wěn)定加工。2）精加工比石墨電極損耗小3）采用精微加工能達(dá)到優(yōu)于Ra1.25的表面粗糙度）材料可重復(fù)利用）機(jī)械加工性能不如石墨好石墨電極的特點(diǎn)：）機(jī)械加工成型容易，容易修正）在寬脈沖大電流情況下具有更小的電極損耗）容易產(chǎn)生電弧燒傷（加工時(shí)應(yīng)配合有短路快速切斷裝置）精加工時(shí)電極損耗大，表面粗糙度只能達(dá)到Ra2.5，（2）電極的設(shè)計(jì):與所加工模具的大小、形狀、復(fù)雜程度有關(guān)；與電極材料、電加工參數(shù)、深度、余量及間隙有關(guān)；當(dāng)采用平動(dòng)法加工時(shí)還應(yīng)考慮所選用的平動(dòng)量電極的尺寸包括：水平尺寸、高度尺寸水平尺寸確定：a=Akbb:電極單邊縮 放

3、量(單邊火花放電間隙)K為系數(shù)A:型腔圖樣上的名義尺寸a:電極水平方向尺寸設(shè)計(jì)電極水平尺寸時(shí)注意:型腔圖樣上的名義尺寸A應(yīng)取中值尺寸。計(jì)算出的電極尺寸應(yīng)規(guī)定公差，一般可取凹模型孔公差的1/21/3電極總高度H的確定：（圖） H= L1+L2L1：電極每加工一個(gè)型腔，在垂直方向的有效高度，包括型腔深度和電極端面損耗量，并扣除端面加工間隙值。L2：考慮到加工結(jié)束時(shí)，電極夾具不和夾具模塊或壓板發(fā)生接觸，以及同一電極需重復(fù)使用而增加的高度。（）排氣孔和沖油孔設(shè)計(jì)問(wèn)題：型腔加工一般為盲孔加工，排氣、排屑比較困難，會(huì)影響加工速度、穩(wěn)定性和表面質(zhì)量措施：在不易排屑的拐角、窄縫處開(kāi)沖油孔。在蝕除面積較大以及電

4、極端部有凹入的部位開(kāi)排氣孔，孔徑一般為 。若為一個(gè)孔以上，則孔距一般左右，孔要適當(dāng)錯(cuò)開(kāi)。、工作液強(qiáng)迫循環(huán)的應(yīng)用型腔加工時(shí)應(yīng)及時(shí)將電加工過(guò)程中產(chǎn)生的氣體排出，否則，容易出現(xiàn)“放炮”現(xiàn)象。放炮造成的震動(dòng)容易使工件錯(cuò)位。當(dāng)型腔較淺時(shí)可增設(shè)排氣孔排氣。當(dāng)型腔深而小時(shí)，除開(kāi)排氣孔外，還應(yīng)開(kāi)沖油孔，采用強(qiáng)迫沖油。沖抽油壓力一般為20KPA左右，可隨深度的增加而增加。沖油壓力增加，電極損耗也增加（如圖所示）沖抽油壓力會(huì)導(dǎo)致電極的損耗，電極損耗有將影響型腔的加工精度。因此對(duì)要求很高的鍛模往往不采用沖抽油的方法，采用定時(shí)抬刀來(lái)排除電蝕產(chǎn)物，但生產(chǎn)效率會(huì)有所降低。4、電規(guī)準(zhǔn)的選擇、轉(zhuǎn)換粗加工時(shí)，要求高生產(chǎn)率和低電

5、極損耗（小于1%）。應(yīng)優(yōu)先考慮采用較寬的脈沖寬度（400s以上），然后選擇合適的脈沖電流。并應(yīng)注意電極的電流密度，一般，石墨電極加工鋼時(shí)，最高電流密度為3-5A/cm2。純銅電極加工鋼時(shí)可稍大些。（電流密度過(guò)大，放電過(guò)于集中，容易拉?。┲幸?guī)準(zhǔn)：應(yīng)視具體對(duì)象而定。一般脈沖寬度 20-400s，峰值電流為1025A精規(guī)準(zhǔn)：精加工窄脈寬，電極損耗較大，一般為10%20%，脈沖寬度一般為2-20s，峰值電流應(yīng)小于10A加工歸準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的原則：P42平動(dòng)量的分配：P425、電火花加工工藝參數(shù)曲線圖表穿孔和型腔加工的主要工藝指標(biāo)： 表面粗糙度、精度（側(cè)面放電間隙）、生產(chǎn)率（蝕除速度）、電極損耗率。對(duì)加工過(guò)程起

6、重大影響主要因素： 工具電極、工件材料、沖抽油、抬刀、平動(dòng)等。工藝參數(shù)曲線圖表的使用： 選擇電規(guī)準(zhǔn)的順序應(yīng)根據(jù)主要矛盾來(lái)決定如：粗加工、精加工（舉例見(jiàn)教案）脈沖間隙t0的選擇： 粗加工長(zhǎng)脈寬時(shí)取脈寬的1/51/10, 精加工窄脈寬時(shí)取脈寬的25倍注意: 加工面積小時(shí),不易選擇過(guò)大的峰值電流,否則放電集中,易于拉弧,一般,小面積時(shí)電流密度3-5A/cm2,大面積時(shí)一般1-3A/cm2, 另外,在粗加工剛開(kāi)始時(shí),應(yīng)暫時(shí)減小峰值電流或加大脈沖間隔.電極的結(jié)構(gòu)根據(jù)電極外形尺寸的大小與復(fù)雜程度、電極結(jié)構(gòu)的工藝性等因素綜合考慮，可分為： 整體式電極： 組合式電極：在同一個(gè)凹模上有多個(gè)型孔時(shí)，可將多個(gè)電極組

7、合在一起，一次穿孔完成各型孔的加工，這種電極稱為組合式電極。 鑲拼式電極：形狀復(fù)雜，整體加工困難的電極，可采用鑲拼式結(jié)構(gòu)。三、小孔電火花加工：特點(diǎn)：加工面積小，深度大，直徑一般為0.05 2mm，深徑比達(dá)20以上；盲孔加工，排屑困難。 工具電極截面積小，易變形，不易散熱電極損耗大。措施：采用雙孔管狀電極（后圖），電極作軸向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，管電極中通入高壓工作液，并設(shè)工具電極導(dǎo)向裝置，可得到較快的加工速度。電極材料可選銅鎢合金絲、鎢絲、鉬絲、銅絲等。另外，為了改善小孔加工的排屑條件，可進(jìn)行電火花超聲波復(fù)合加工或電磁振動(dòng)頭，使工具端面有軸向高頻振動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)小深孔（更小的直徑，更大的深徑比）的高速加工，

8、降低工具電極的損耗，使電極不易偏斜，加工時(shí)讓電極作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可得到很好的加工效果。工作液:自來(lái)水、去離子水、蒸餾水、乳化液或 煤油應(yīng)用：加工線切割零件的預(yù)穿絲孔、噴嘴等難加工材料的小、深、斜孔。五、異形小孔的電火花加工 加工情況與圓形小孔加工基本一致，關(guān)鍵是異形電極的制造和裝夾異形小孔電極的制造方法：1、冷拔整體電極法： 需要硬質(zhì)合金拉絲模，生產(chǎn)效率高，適用于較大批量的生產(chǎn)。 2、電火花線切割加工整體電極法 3、電火花反拷加工整體電極法（圖） 第八節(jié) 其它電火花加工1、工具電極相對(duì)工件采用不同組合運(yùn)動(dòng)方式的電火花加工方法 如：電火花磨削 電火花共軛回轉(zhuǎn)加工 電火花展成銑削加工等 （微機(jī)控制的五

9、坐標(biāo)數(shù)控電火花機(jī)床）2、工具電極和工件在氣體介質(zhì)中進(jìn)行放電的電火花加工方法 如：金屬電火花表面強(qiáng)化 電火花刻字等3、工件為非金屬材料的加工方法如：半導(dǎo)體、聚晶金剛石、立方氮化硼 的加工幾種典型的電火花加工一、電火花小孔磨削對(duì)于較深較小的孔，精度、表面粗糙度要求較高，工件材料的機(jī)械加工性能很差，采用電火花磨削或鏜磨能較好的解決問(wèn)題。電火花磨削：可在穿孔、成型機(jī)床上附加一套磨頭來(lái)實(shí)現(xiàn),使工具電極作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),如工件也附加一旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),則磨出的孔可更圓，也可使用專(zhuān)用電火花磨床或電火花坐標(biāo)磨孔機(jī)床等。電火花鏜磨：工件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，電極作往復(fù)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)（沒(méi)有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)）如圖為了保證被加工孔的直線度和表面粗糙

10、度工件或電極絲還作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)由工作臺(tái)提供。電火花鏜磨生產(chǎn)效率低，但比較容易實(shí)現(xiàn)，而且加工精度高，表面粗糙度小，目前已用來(lái)加工小孔徑的彈簧夾頭（淬火-開(kāi)縫-磨孔）、小孔徑精度要求較高鉆套及偏心鉆套、粉末冶金壓模（多為硬質(zhì)合金材料）聚晶金剛石等高阻抗材料的電火花加工：聚晶金剛石：人造金剛石微粉+粘結(jié)劑（銅、鐵粉）攪拌、混合后加壓燒結(jié)而成，具有一定的導(dǎo)電性（天然金剛石幾乎不導(dǎo)電）加工要點(diǎn)：1、400500V的較高峰值電壓 2、50A以上的峰值電流原理：粘結(jié)劑被蝕除掉，人造金剛石微粉在高溫作用下“碳化”為可加工的石墨?；蛞蛘辰Y(jié)劑被腐蝕掉金剛石微粒自行脫落。（有些導(dǎo)電的工程陶瓷及立方碳化硼材料等可

11、采用類(lèi)似的方法加工）金屬電火花表面強(qiáng)化和刻字：電火花強(qiáng)化工藝： 電火花強(qiáng)化（電火花表面合金化） 工作原理:(后圖) 特點(diǎn):(P53)作業(yè)1、要利用電腐蝕現(xiàn)象對(duì)金屬材料進(jìn)行尺寸加工，必須解決那幾個(gè)問(wèn)題？指出具體措施？2、結(jié)合圖2-2說(shuō)明電火花加工機(jī)床的工作原理？3、指出電火花加工的特點(diǎn)？4、指出電火花加工工藝方法分類(lèi)？5、結(jié)合圖2-4說(shuō)明電火花加工機(jī)理？6、什么是極性效應(yīng)，產(chǎn)生極性效應(yīng)的原因，影響極性效應(yīng)的因素？7、什么是正極性加工？什么是負(fù)極性加工？什么時(shí)候采用正極性加工？什么時(shí)候采用負(fù)極性加工？要在加工過(guò)程中利用極性效應(yīng)，應(yīng)采用什么樣的脈沖電源？8、電參數(shù)主要是指哪幾個(gè)？指出電參數(shù)對(duì)電蝕量的

12、影響？9、簡(jiǎn)述金屬材料的熱學(xué)常數(shù)對(duì)電蝕量的影響？10、電加工工作過(guò)程中工作液的作用？11、影響加工穩(wěn)定性的因素？應(yīng)采用那些措施提高加工穩(wěn)定性？12、什么是加工速度？如何提高加工速度以及應(yīng)注意的事項(xiàng)？采用哪個(gè)指標(biāo)度量工具電極損耗？如何降低工具電極損耗（指出具體措施）？13、影響加工精度的主要因素有哪幾個(gè)？如何提高加工精度（是指措施）？14、電火花加工的表面質(zhì)量主要包括那幾部分？指出表面粗糙度與脈沖能量的關(guān)系？電火花加工的表面粗糙度與加工速度的關(guān)系如何？影響表面粗糙度的因素？15、電火花加工過(guò)程中材料的表面層由哪兩部分組成？并指出它們的特點(diǎn)？16、簡(jiǎn)述電火花加工后材料表面的力學(xué)性能？17、對(duì)脈沖電

13、源的總的要求？具體要求？脈沖電源的種類(lèi)及各自的特點(diǎn)？18、結(jié)合圖2-21說(shuō)明自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用？19、自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基本組成？指出各部分的作用？20、指出電火花穿孔加工機(jī)床的主要組成部分？并指出主機(jī)主要由哪幾部分組成？21、在沖模的電火花加工中，指出直接用凸模加工凹模的各方面注意事項(xiàng)？22、指出型腔模電火花加工常用的工藝方法？及各種方法的特點(diǎn)？23、電火花表面強(qiáng)化的原理及電火花表面層的特點(diǎn)？24、純銅電極和石墨電極的特點(diǎn)？25、穿孔和型腔加工的主要工藝指標(biāo)？26、對(duì)加工過(guò)程起重大影響的主要因素有那些？27、型腔加工中電歸準(zhǔn)的選擇、電歸準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的原則？單電極平動(dòng)發(fā)加工平動(dòng)量分配的一般原則？28、小孔、小深孔加工