电火花加工概述型孔电极设计

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,安徽机电职业技术学院,模 具 制 造 工 艺,黄冈职业技术学院,特种加工项目之电火花加工：,电火花加工原理、型孔电极设计,第二讲,教学目的要求:,了解,电火花加工原理、特点、应用范围和机床组成；掌握型孔电极的设计方法,主要教学内容：,一、,电火花加工原理、特点,二、,型孔电极的设计,教学重点、难点：,型孔电极的设计,一次脉冲放电过程,一、,加工原理,模块一 电火花加工,原理、特点,电火花加工系统,1工件；2脉冲电源；3自动进给调节装置；4工具电极；,5工作液；6过滤器；7工作液泵,绝缘的液体介质+工具和工件电极脉冲放电,电腐蚀,加工工件,1、极间介质电离、击穿及放电通道的形成,2、介质热分解、电极（工件）材料熔化、汽化热膨胀,3、电极（工件）材料抛出,4、极间介质消电离,二、一次放电过程,（a）电离 （b）放电与热膨胀 （c）抛出电蚀物 （d）消电离,图3-3 一次脉冲放电过程,1阳极；2阳极气化、熔化区；3放电通道熔化的金属微粒；4热膨胀；,5阴极气化、熔化区；6阴极；7凸起；8凝固的金属微粒；9工作介质；10凹坑,三、,电火花加工的特点,1、优点:,1）不受材料硬度的限制，便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料。,2）电极和工件之间作用力小，便于加工小孔、深孔、窄缝零件。,3）电极材料不必比工件材料硬。,4）直接利用电能、热能进行加工，便于实现加工过程的自动控制。,5）比较容易选择和变更加工条件：在同一台机床上可连续进行粗、精加工,。,2、缺点：,1,）必须制作工具电极,2,）加工部分形成残留变质层,3,）放电间隙使加工误差增大,4,）加工精度受到电极损耗的影响,广泛应用于,凹模型孔、型腔,加工,四、,电火花加工机床,组成,1、脉冲电源,单向、直流,脉冲电源,2、机床主体 床身、立柱、主轴头、工作台等,3、自动进给调节系统 使电极、工件间保持放电间隙,4、工作液循环过滤系统,排出电蚀产物、,工作液清洁,电火花加工机床,1床身,2液压油箱,3工作液槽,4主轴头,5立柱,6工作液过滤箱,7电源箱,模块二、型孔电极的设计,刃口斜度,一、电火花穿孔加工方法,1、原理,L2=L1+2,单面放电间隙（与电参数和机床精度有关）,电极损耗和二次放电引起加工斜度,（1）直接加工法,加长的凸模作电极（适用于复杂或多型孔凹模，如：,电机转子硅钢片冲模,）,（2）,混合法,将凸模的加长部分选用与凸模不同的好电极材料，与凸模一起加工，以粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作部分。,2、保证冲裁模双边间隙Z的加工方法,（3）修配凸模法（或间接加工法）,凸模和工具电极分别制造，在凸模上留一定的修配余量，按电火花加工好的凹模型孔修配凸模，达到所要求的凸、凹模的配合间隙。（,适用于形状简单冲模,）,（4）二次电极法,利用一次电极制造出二次电极，再分别用一次和二次电极加工出凹模和凸模，并保证凸、凹模配合间隙。,（5）阶梯电极加工法,无预孔或加工余量较大；小间隙或无间隙冲模,精密冲模如硬质合金，无成型磨情况下,Z/2=1+3-2,二、电极材料和结构形式,1、常用材料的种类和性能,电极材料,电火花加工性能,机械磨削加工性能,说 明,加工稳定性,电极损耗,紫铜,好,较小,较差,常用的电极材料，磨削困难,石墨,较好,较小,较好,常用的电极材料，但机械强度差，易崩角,铸铁,一般,中等,好,常用的电极材料,钢,较差,中等,好,常用的电极材料，选择电规准时应注意其加工稳定性,黄铜,好,大,较好,电极损耗太大,铜钨合金,好,小,较好,价格贵，多用于深孔、直壁孔、硬质合金的穿孔,银钨合金,好,小,较好,价格昂贵，多用于精密冲模或有特殊要求的加工,2、电极结构,（1）整体式,（2）组合式,（3）镶拼式,三、电极的设计,1、技术要求,1）电极的几何形状要和模具型孔或型腔的,几何形状完全相同,，其尺寸大小根据模具型孔或型腔的尺寸及公差、放电间隙的大小、凸模和凹模配合间隙来决定。,2）电极的尺寸精度应比凹模高一级，一般电极的尺寸精度不低于IT7。,公差一般取型孔公差的1/21/3，按入体原则标注。,3）电极的表面粗糙度Ra应在0.631.25m以上（,一般取型孔Ra 值,），如果采用铸铁或铸铜时，表面不能有砂眼。,4）各表面的,平行度,，在100mm长度内不能大于0.010.02mm。,5）电极加工成形后变形小，具有,一定强度,。,2、电极尺寸,(1),横截面尺寸设计,1)以凹模为基准,A，B，C，R1，R2均为凹模尺寸,a=A-2,b=B+2,c=C,r1=R1+,r2=R2-,2)以凸模为基准,按凸模均匀增大的电极图,按凸模均匀减小的电极图,Z=2 电极与凸模尺寸相同,Z2 电极比凸模尺寸均匀增大(,Z/2-,)电镀电极,(2)长度尺寸设计,L=KH+H1+H2+(0.40.8)(n-1)KH,H-加工深度,H1-挖空深度,H2-夹持长度：1020mm,n-电极的使用次数,K-电极材料、型孔复杂系数。,（紫铜22.5,石墨1.72，黄铜、钢3 3.5，铸铁2.5 3，,电极材料损耗小、型孔简单、轮廓无尖角时，K取小值；反之，则取大值,）,。,3、阶梯电极,（1）阶梯电极中原有电极的截面尺寸,d,1,和长度尺寸,L,1,按前面所述方法确定。,（2）阶梯部分的截面尺寸：,d,2,=d,1,2f,d,2,阶梯部分横截面直径,d,1,原有电极横截面直径,f,阶梯部分单面缩小量，通常取,0.08,0.15mm,。,（3）阶梯部分长度：,L,2,=,h,L,2,阶梯部分长度,h,型孔厚度,电极长度损耗系数。当电极材料为铸铁和纯铜时，取,1.1,1.5,；当电极材料为钢和黄铜时，取,1.2,1.6,；对形状简单的电极，值可取小些，当加工硬质合金模具时值取大些,(取3),。,例题,粗加工凹模刃口，尺寸见图，粗加工放电间隙取双面0.6mm，试确定电极截面尺寸,。,解：,（1）先画出电极截面形状与凹模刃口截面形状的关系图,（2）从分析电极基本尺寸与凹模刃口实际差值入手，确定电极基本尺寸：,A22=22-2=21.4,A20=20-2=19.4,A10=10+2=10.6,A12=12,AR5=5+=5.3,AR3=3-=2.7,小结,一次脉冲放电的,四个过程,电火花加工的,五大优点,机床的,四个组成部分,保证Z值的,五种加工方法,电极设计的,五点要求、两种方法,作业,复习和预习P102-114,