數(shù)控電加工技術(shù)電子教案：項目二 電極設(shè)計

教學(xué)設(shè)計方案課型應(yīng)用課時6課時總課時10課題項目二電極設(shè)計教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)1.不同種模具的工藝分析;2.工具電極尺寸的計算。技能目標(biāo)1.掌握電火花沖孔落料模工具電極的設(shè)計方法；2.掌握電火花型腔模工具電極的設(shè)計方法。素養(yǎng)目標(biāo)有創(chuàng)新精神，養(yǎng)成查閱資料的習(xí)慣，提升與人溝通交流的技巧，貫徹環(huán)保理念。教學(xué)重點難點重點掌握不同種模具的工藝分析以及工具電極尺寸的計算。難點掌握不同工具電極的設(shè)計方法。教學(xué)方法講授法、引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)法，實操法教學(xué)準(zhǔn)備教材、PPT教學(xué)過程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動導(dǎo)入電極是電加工中至關(guān)重要的組成部分，電極的設(shè)計將直接影響電加工的加工精度、加工效率和加工成本等方面。電極的設(shè)計對加工精度的穩(wěn)定性和精度水平產(chǎn)生直接影響，電極的形狀和尺寸需要與加工零件的形狀和尺寸匹配；要根據(jù)加工要求和加工材料的特性，選擇合適的電極材料和電極表面處理方式。電極的設(shè)計需要考慮加工速度、加工深度、電極壽命等因素，合理設(shè)計電極可以提高加工效率和生產(chǎn)效率，降低加工成本。電極的設(shè)計對加工成本的影響，不同的電極材料和電極表面處理方式對加工成本的影響不同，合理的電極設(shè)計可以降低加工成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。通過講述電極的作用，引導(dǎo)學(xué)生從三個影響方面思考電極的設(shè)計方法。激發(fā)學(xué)生的興趣，引入本節(jié)課主題，并引導(dǎo)學(xué)生思考。新課教學(xué)一、電火花沖孔落料模工具電極設(shè)計1.電火花沖孔落料模工藝分析電火花沖孔落料模生產(chǎn)上應(yīng)用較多的一種模具；形狀復(fù)雜和尺寸精度要求高，是生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。凹模加工用電火花線切割加工凸模；利用凸模作為工具電極在電火花成型機(jī)床上“反打”來加工凹模。2.工具電極的高度設(shè)計工具電極的高度取決于電火花沖孔落料模的結(jié)構(gòu)形式、模板厚度、電極材料、裝夾方式、電極使用次數(shù)和電極制造工藝等因素。L=KH+H1+H2+(0.4~0.8)(n-1)KHL：工具電極的高度；H：凹模需要加工的深度；H1：當(dāng)模板后部挖空時，電極所需加長部分的深度；H2：一些小電極端部不宜開連接螺孔，而必須用夾具夾持電極尾部時，需要增加的夾持部分長度（10~20mm）；n：一個電極使用的次數(shù)，一般情況下，多用一次電極需要比原有長度增加（0.4~0.8）倍；K：與電極材料、加工方式、型腔復(fù)雜程度有關(guān)的系數(shù)，對不同的電極材料，其取值不同。紫銅為2~2.5，黃銅為3~3.5，石墨為1.7~2，鑄鐵為2.5~3，鋼為3~3.5。3.工具電極的水平尺寸設(shè)計電火花沖孔落料模工具電極的水平尺寸應(yīng)比預(yù)定的沖孔截面尺寸均勻地縮小一個單邊的放電間隙。d=D–2Sd：工具電極的水平尺寸；D：加工后的沖孔尺寸；S：單邊的放電間隙。通常情況下，模具樣圖只標(biāo)注凸模的具體尺寸，而凹模樣圖只標(biāo)注與凸模的配合間隙。1.對電火花沖孔落料模工藝進(jìn)行分析；講解工具電極的高度設(shè)計公式；講解工具電極的水平尺寸設(shè)計公式。2.審查學(xué)生對公式的理解掌握程度。1.能夠掌握電火花沖孔落料模工藝分析。2.掌握工具電極的高度設(shè)計以及工具電極的水平尺寸設(shè)計。4.設(shè)計工具電極加工一個“口”字形沖壓件，根據(jù)以下數(shù)據(jù)設(shè)計工具電極。沖壓件尺寸：10mm×10mm材料：硅鋼片凹模加工深度：60mm凹模與凸模的配合間隙：0.1mm(1)工具電極材料的選擇根據(jù)加工的沖壓件大小，采取凸模加工凹模的方法，即鋼打鋼，工具電極材料為鋼。(2)工具電極高度的設(shè)計L=KH+H1+H2+(0.4~0.8)(n-1)KH=3×60+20+20+0.6×(2–1)×3×60=328(mm)(3)工具電極水平尺寸的設(shè)計設(shè)電火花沖孔落料模工具電極單邊放電間隙為0.1mm，單邊放電間隙等于凹模與凸模的配合間隙，因此工具電極尺寸按凸模計算。d=D–2S=(10–2×0.1)mm=9.8mm根據(jù)任務(wù)案例，進(jìn)行設(shè)計過程分析，并引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計工具電極。在老師引導(dǎo)下，嘗試設(shè)計工具電極，掌握電火花沖孔落料模工具電極的設(shè)計方法。二、電火花型腔模工具電極設(shè)計1.電火花型腔模工藝分析電火花型腔模型腔模的電火花加工屬于盲孔加工，在加工過程中，應(yīng)注意電蝕物的排出和工作液氣體的排出。型腔模形狀復(fù)雜，加工面積變化大，電規(guī)準(zhǔn)的選擇比較困難。在設(shè)計電火花型腔模工具電極尺寸時，考慮模具型腔的尺寸、形狀和復(fù)雜程度；考慮電極材料和電規(guī)準(zhǔn)的選擇；若采用單電極平動法加工側(cè)面，則還需考慮平動量的大小。2.工具電極的高度設(shè)計公式：H≥l+LH：除裝夾部分外的電極總高度；l：電極每加工一個型腔，在垂直方向上的有效高度，其應(yīng)等于型腔深度減去端面的放電間隙和電極的端面損耗；L：考慮到加工結(jié)束時，電極夾具不和模塊或壓板發(fā)生接觸，以及同一電極需重復(fù)使用而增加的高度。3.工具電極的水平尺寸設(shè)計(1)在設(shè)計電火花型腔模工具電極時，應(yīng)將放電間隙和平動量計算在內(nèi)。a=A±Kb±：分別表示電極的“縮和放”，工具電極內(nèi)凹，則設(shè)計尺寸增加，取“＋”，工具電極外凸，則設(shè)計尺寸減小，取“－”。a：加工后的沖孔尺寸；A：單邊的放電間隙；K：與型腔尺寸注法有關(guān)的系數(shù)（直徑方向（雙邊）K=2；半徑方向（單邊）K=1；b：電極的單邊縮放量（或平動頭偏心量，一般取0.7~0.9mm）。(2)電火花型腔模工具電極的單邊縮放量的計算公式：b=S+Ra1+Ra2+zS：單邊放電間隙，一般放電間隙為0.1mm左右；Ra1：前一電規(guī)準(zhǔn)時的表面粗糙度；Ra2：本次電規(guī)準(zhǔn)時的表面粗糙度；z：平動量，一般為0.1~0.5mm。1.對電火花型腔模工藝進(jìn)行分析；講解工具電極的高度設(shè)計公式；講解工具電極的水平尺寸設(shè)計公式。2.審查學(xué)生對公式的理解掌握程度。1.能夠掌握電火花型腔模工藝分析。2.掌握電火花型腔模工藝工具電極的高度設(shè)計以及工具電極的水平尺寸設(shè)計。4.設(shè)計工具電極根據(jù)以下數(shù)據(jù)設(shè)計工具電極。深度：10mm×10mm端面放電間隙：0.1mm單邊的放電間隙：0.1mm(1)工具電極材料的選擇電火花型腔模工具電極材料為紫銅。(2)工具電極的高度設(shè)計H≥l+L=20–0.1+10=29.9(mm)(3)工具電極的水平尺寸設(shè)計根據(jù)電火花型腔模工具電極的水平尺寸計算公式，計算得出工具電極的水平尺寸。(4)工具電極平動量的確定電火花型腔模工具電極的平動量為0.1mm。根據(jù)任務(wù)案例，進(jìn)行設(shè)計過程分析，并引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計工具電極。在老師引導(dǎo)下