特种加工 第二章型腔模加工

（３）排气孔和冲油孔设计 问题：型腔加工一般为盲孔加工，排气、 问题：型腔加工一般为盲孔加工，排气、排屑 比较困难，会影响加工速度、 比较困难，会影响加工速度、稳定性和表面 质量 措施：在不易排屑的拐角、窄缝处开冲油孔。 措施：在不易排屑的拐角、窄缝处开冲油孔。 在蚀除面积较大以及电极端部有凹入的 部位开排气孔，孔径一般为φ１ 部位开排气孔，孔径一般为 １－ φ２。 ２ 若为一个孔以上，则孔距一般２０ ２０－ 若为一个孔以上，则孔距一般２０－４０ 左右，孔要适当错开。 左右，孔要适当错开。
第八节 其它电火花加工
1、工具电极相对工件采用不同组合运动方式 、 的电火花加工方法 如：电火花磨削 电火花共轭回转加工 电火花展成铣削加工等 微机控制的五坐标数控电火花机床） （微机控制的五坐标数控电火花机床）
2、工具电极和工件在气体介质中进行放电的 、工具电极和工件在气体介质中进行放电的 气体 电火花加工方法 如：金属电火花表面强化 电火花刻字等
水平尺寸确定： 水平尺寸确定： a=A±kb ± b:电极单边缩 电极单边缩 放量(单边火 放量 单边火 花放电间隙) 花放电间隙 K为系数 为系数 A:型腔图样上 型腔图样上 的名义尺寸 a:电极水平 电极水平 方向尺寸
设计电极水平尺寸时注意 设计电极水平尺寸时注意: 注意 1) 型腔图样上的名义尺寸 应取中值尺寸。 型腔图样上的名义尺寸A应取中值尺寸。 应取中值尺寸 计算出的电极尺寸应规定公差， 2) 计算出的电极尺寸应规定公差，一般可取 凹模型孔公差的1/2—1/3 凹模型孔公差的
冲抽油压力会导致电极的损耗， 冲抽油压力会导致电极的损耗，电极损耗有将 影响型腔的加工精度。 影响型腔的加工精度。 因此对要求很高 锻模往往不采用冲抽油的方 要求很高的 往往不采用 因此对要求很高的锻模往往不采用冲抽油的方 采用定时抬刀来排除电蚀产物 来排除电蚀产物， 法，采用定时抬刀来排除电蚀产物，但生产 效率会有所降低。 效率会有所降低。
电极的结构
根据电极外形尺寸的大小与复杂程度、 根据电极外形尺寸的大小与复杂程度、电极 结构的工艺性等因素综合考虑，可分为： 结构的工艺性等因素综合考虑，可分为： 整体式电极： 整体式电极： 组合式电极： 组合式电极：在同一个凹模上有多个型孔 时，可将多个电极组合在一起，一次穿孔完 可将多个电极组合在一起， 成各型孔的加工，这种电极称为组合式电极。 成各型孔的加工，这种电极称为组合式电极。 镶拼式电极：形状复杂， 镶拼式电极：形状复杂，整体加工困难的 电极，可采用镶拼式结构。 电极，可采用镶拼式结构。
中规准：应视具体对象而定。 中规准：应视具体对象而定。一般脉冲宽度 20--400µs，峰值电流为 ，峰值电流为10—25A 精规准：精加工窄脉宽，电极损耗较大， 精规准：精加工窄脉宽，电极损耗较大，一般 为10%—20%，脉冲宽度一般为 ，脉冲宽度一般为2--20µs， ， 峰值电流应小于10A 峰值电流应小于 加工归准转换的原则：P42 加工归准转换的原则： 平动量的分配： 平动量的分配：P42
应用：加工线切割零件的预穿丝孔、喷嘴等难 应用：加工线切割零件的预穿丝孔、喷嘴等难 穿丝孔 加工材料的小 斜孔。 加工材料的小、深、斜孔。
五、异形小孔的电火花加工 加工情况与圆形小孔加工基本一致，关键是 加工情况与圆形小孔加工基本一致，关键是 异形电极的制造和 异形电极的制造和装夹
异形小孔电极的制造方法： 异形小孔电极的制造方法： 1、冷拔整体电极法： 、冷拔整体电极法： 需要硬质合金拉丝模，生产效率高，适用于 需要硬质合金拉丝模，生产效率高， 较大批量的生产。 较大批量的生产。 2、电火花线切割加工整体电极法 、 3、电火花反拷加工整体电极法（图） 、电火花反拷加工整体、压铸模、胶木模、塑料模、 型腔模包括锻模、压铸模、胶木模、塑料模、 挤压模等。 挤压模等。 加工比较困难（ 它的加工比较困难 盲孔）： 它的加工比较困难（盲孔）：
1、工作液循环和电蚀产物排除条件差。 、工作液循环和电蚀产物排除条件差。 2、工具电极损耗后无法靠主轴进给补偿精度，金 、工具电极损耗后无法靠主轴进给补偿精度， 属蚀除量大。 属蚀除量大。 3、加工面积变化大，加工中电归准变化范围也较 、加工面积变化大， 大。 4、型腔复杂，电极损耗不均匀，对加工精度影响 、型腔复杂，电极损耗不均匀， 很大。 很大。
（2）电极的设计 ）电极的设计: 与所加工模具的大小、形状、复杂程度有关； 与所加工模具的大小、形状、复杂程度有关； 与电极材料、电加工参数、深度、 与电极材料、电加工参数、深度、余量及间隙 有关； 有关； 当采用平动法加工时还应考虑所选用的平动量 电极的尺寸包括：水平尺寸、 电极的尺寸包括：水平尺寸、高度尺寸
对型腔模的电火花加工，既要求蚀除量大， 对型腔模的电火花加工，既要求蚀除量大， 加工速度高 又要求电极损耗低 速度高， 电极损耗低， 保证所 加工速度高，又要求电极损耗低，并保证所 要求的精度 表面粗糙度。 精度和 要求的精度和表面粗糙度。
1、型腔模的电火花加工的工艺方法： 、型腔模的电火花加工的工艺方法：
电极总高度H的确定： 电极总高度 的确定：（图） 的确定 H= L1+L2 L1：电极每加工一个型腔，在垂直方向的有效 电极每加工一个型腔， 高度，包括型腔深度和电极端面损耗量 电极端面损耗量， 高度，包括型腔深度和电极端面损耗量，并 扣除端面加工间隙值。 扣除端面加工间隙值。 L2：考虑到加工结束时，电极夹具不和夹具模 考虑到加工结束时， 块或压板发生接触， 块或压板发生接触，以及同一电极需重复使 用而增加的高度。 用而增加的高度。
3、工件为非金属材料的加工方法 、工件为非金属材料的加工方法 非金属 半导体、聚晶金刚石、 如：半导体、聚晶金刚石、立方氮化硼 的加工
脉冲间隙t 的选择： 脉冲间隙 0的选择： 粗加工长脉宽时取脉宽的1/5—1/10, 粗加工长脉宽时取脉宽的 精加工窄脉宽时取脉宽的2—5倍 精加工窄脉宽时取脉宽的 倍 注意: 注意 加工面积小时,不易选择过大的峰值电流 不易选择过大的峰值电流,否则 加工面积小时 不易选择过大的峰值电流 否则 放电集中,易于拉弧 一般,小面积时电流密度 易于拉弧,一般 放电集中 易于拉弧 一般 小面积时电流密度 3--5A/cm2,大面积时一般 大面积时一般1--3A/cm2, 大面积时一般 另外,在粗加工刚开始时 应暂时减小峰值电流 另外 在粗加工刚开始时,应暂时减小峰值电流 加大脉冲间隔. 或加大脉冲间隔
纯铜的特点： 纯铜的特点： 1）不容易产生电弧，在较困难的情况下也能 ）不容易产生电弧， 稳定加工。 稳定加工。 2）精加工比石墨电极损耗小 ） 3）采用精微加工能达到优于 ）采用精微加工能达到优于Ra1.25的表面粗 的表面粗 糙度 ４）材料可重复利用 ５）机械加工性能不如石墨好
石墨电极的特点： 石墨电极的特点： 机械加工成型容易，容易修正． １）机械加工成型容易，容易修正． ２）在宽脉冲大电流情况下具有更小的电极损 耗 容易产生电弧烧伤（ ３）容易产生电弧烧伤（加工时应配合有短路 快速切断装置） 快速切断装置） 精加工时电极损耗大， ４）精加工时电极损耗大，表面粗糙度只能达 到Ra2.5， ，
单电极平动法 多电极更换法 分解电极法
（1）单电极平动法 ）
加工过程： 加工过程： 优缺点： 优缺点： 措施: 措施
平动和 摇动的 区别： 区别：
利用数控功能， 利用数控功能， 使用简单电极配 合侧向移动、 合侧向移动、转 动、分度等进行 多轴控制， 多轴控制，可以 实现一些普通机 床难以或不能实 现的加工
（2）多电极更换法 ）
加工过程： 加工过程： 要求： 要求： 适用范围： 适用范围
（3） 分解电极法 ）
方法介绍： 方法介绍： 适用范围： 适用范围： 优缺点： 优缺点：
2.型腔模加工用工具电极 型腔模加工用工具电极 (1)电极材料的选择 电极材料的选择 电极材料应具备的性能: 电极材料应具备的性能 高的耐腐蚀性 常见的电极材料: 常见的电极材料 纯铜、石墨、铜钨合金、 纯铜、石墨、铜钨合金、银钨合金 （在宽脉冲粗加工时都能实现低损耗）
4、电规准的选择、转换 、电规准的选择、 粗加工时，要求高生产率和低电极损耗（ 粗加工时，要求高生产率和低电极损耗（小于 1%）。应优先考虑采用较宽的脉冲宽度 ）。应 采用较宽的脉冲宽度 ）。 优先考虑采用 以上），然后选择合适的脉冲电流。 （400µs以上），然后选择合适的脉冲电流。 以上），然后选择合适的脉冲电流 并应注意电极的电流密度 一般， 注意电极的电流密度， 并应注意电极的电流密度，一般，石墨电极 加工钢时，最高电流密度为3--5A/cm2。纯铜 加工钢时，最高电流密度为 电极加工钢时可稍大些。（电流密度过大， 。（电流密度过大 电极加工钢时可稍大些。（电流密度过大，放 电过于集中，容易拉弧） 电过于集中，容易拉弧）
三、小孔电火花加工： 小孔电火花加工： 特点：加工面积小，深度大， 特点：加工面积小，深度大，直径一般为 φ0.05－ φ2mm，深径比达 以上；盲孔加 以上； － ，深径比达20以上 排屑困难。 工，排屑困难。 工具电极截面积小，易变形， 工具电极截面积小，易变形，不易散热电极 损耗大。 损耗大。 措施：采用双孔管状电极（后图）， 双孔管状电极 ），电极作轴 措施：采用双孔管状电极（后图），电极作轴 向进给运动，管电极中通入高压工作液， 向进给运动，管电极中通入高压工作液，并 设工具电极导向装置， 设工具电极导向装置，可得到较快的加工速 度。电极材料可选铜钨合金丝、钨丝、钼丝、 电极材料可选铜钨合金丝、钨丝、钼丝、 铜钨合金丝 铜丝等。 铜丝等。
另外，为了改善小孔加工的排屑条件， 另外，为了改善小孔加工的排屑条件，可进行电火花 超声波复合加工或电磁振动头， 超声波复合加工或电磁振动头，使工具端面有轴向 高频振动。 高频振动。 小深孔（ 为了实现小深孔 更小的直径，更大的深径比） 为了实现小深孔（更小的直径，更大的深径比）的高 速加工，降低工具电极的损耗，使电极不易偏斜， 速加工，降低工具电极的损耗，使电极不易偏斜， 加工时让电极作回转运动 可得到很好的加工效果。 电极作回转运动， 加工时让电极作回转运动，可得到很好的加工效果。 工作液:自来水、去离子水、蒸馏水、 工作液 自来水、去离子水、蒸馏水、乳化液或 自来水 煤油