电火花穿孔成形加工
电火花穿孔成形加工评价
电火花穿孔成形加工评价电火花穿孔成形加工是一种常见的金属加工方法,它利用电火花的高温和高能量,通过电火花放电的方式将金属材料局部熔化并排出,从而实现零件的加工。
在实际应用中,电火花穿孔成形加工具有许多优点和一些局限性,下面将对其进行评价。
电火花穿孔成形加工具有较高的加工精度。
由于电火花放电的能量高,可以实现对金属材料的非常精细的加工。
因此,电火花穿孔成形加工常被用于加工精密零件,如模具等。
同时,电火花穿孔成形加工还可以在硬质材料上进行加工,如钢材等,这也是其它加工方法无法比拟的优势之一。
电火花穿孔成形加工具有较好的加工效率。
由于电火花放电的瞬间能量非常高,因此可以在很短的时间内完成加工过程。
这对于一些需要高效率加工的场合非常有用,可以有效提高生产效率。
此外,电火花穿孔成形加工还可以实现多孔加工,即一次穿孔可以实现多个孔的加工,进一步提高了加工效率。
然而,电火花穿孔成形加工也存在一些局限性。
首先,由于电火花放电过程中会产生大量的废渣,因此需要进行清理,增加了工艺复杂度和生产成本。
其次,电火花穿孔成形加工对材料的要求较高,一些低导电性的材料难以进行穿孔加工。
此外,由于电火花放电产生的高温容易引起材料变形和烧伤等问题,因此需要严格控制加工参数。
针对以上评价,可以得出结论:电火花穿孔成形加工具有高精度和高效率的优点,适用于加工精密零件和硬质材料。
然而,它也存在工艺复杂、对材料要求高以及加工参数控制难度较大等局限性。
因此,在实际应用中,需要综合考虑加工要求和工艺条件,选择合适的加工方法。
电火花穿孔成形加工是一种具有一定优点和局限性的金属加工方法。
在实际应用中,需要根据具体情况进行评估和选择,以实现最佳的加工效果。
希望通过本文的评价,读者能对电火花穿孔成形加工有更深入的了解。
特种加工电火花穿孔成形
(1)工具和工件间主要只有一个相对的伺服进给运动;
(2)工具为成形电极、与被加工表面有相同的截面和相应的形状;
(3)穿孔加工:
加工各种冲模、挤压模、粉末冶金模、各种异形孔及微孔等;
(4)型腔加工:
加工各类型腔模及各种复杂的型腔零件;
(5)约占电火花机床总数的30%,典型机床有D7125,D7140等电火花穿孔成形机床。
1)直接法
直接法适合于加工冲模,是指将凸模长度适当增加,先作为电极加工凹模,然后将端部损耗的部分去除直接成为凸模,直接法加工的凹模与凸模的配合间隙靠调节脉冲参数、控制火花放电间隙来保证
直接法的优点是:
(1)可以获得均匀的配合间隙、模具质量高。
(2)无须另外制作电极。
(3)无须修配工作,生产率较高
直接法的缺点是:
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、凹模的配合间隙。
(六)工具电极
(1)电极材料选择凸模一般选优质高碳钢T
8A、T10A或铬钢Cr
12、GCr15,硬质合金等。凸、凹模不要选同种钢材型号,否则电火花加工时更不易稳定。
(2)电极设计
1尺寸精度不低于IT7级;
BB14000GyL3
BBGySR1
BB3000B300GyL1
B72000BB72000GxL2
B100000B1000GyL1
B158000BB158000GxL2
BB300000GxL1
姓名:
学号:
班级:
(四)电火花加工条件
4.1进行电火花加工必须具备三个条件:
(1)必须采用脉冲电源;
(2)必须采用自动进给调节装置,以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙;
电火花穿孔成型加工
特种加工电火花穿孔成形加工(苏州科技学院机电系)班级:机械0811姓名:* *学号:**********电火花穿孔成形加工1、背景进入20世纪50年代后,随着市场发展和科学实验的需要,很多工业部门,尤其是国防工业部门,要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化等方向发展,它们所需要的材料愈来愈难加工,零件愈来愈复杂,加工精度、表面粗糙度和某些特殊要求也愈来愈高。
由于传统的切削加工很难满足这些要求,因此,人们开始探索其它能量的加工方法,如电、化学、光、声等。
特种加工也就是在这种情况下产生了。
2、特种加工的涵义特种加工是区别于传统的切削加工的新型加工方法。
它主要不是依靠机械能、切削力进行加工,而是用软的东西(甚至不用刀具)加工硬的工件,可以加工各种难加工材料、复杂表面和某些特殊要求的零件。
像电火花加工、电化学加工、激光加工、超声加工、快速成形加工等都属于特种加工方法。
早在20世纪50年代中期,我国就已经研制出电火花穿孔、电火花表面强化等机床。
到今天,我国的电火花应用技术已经相当成熟,而且也扩展到了更多的材料加工领域,像电火花穿孔成形加工、电火花切割加工等。
3、电火花加工的原理及特点电火花加工基于电火花腐蚀原理,是在工具电极与工件电极相互靠近时,极间形成脉冲性火花放电,在电火花通道中产生瞬时高温,使金属局部熔化,甚至气化,从而将金属蚀除下来。
图1 电火花加工原理图电火花加工过程大致可分为四个阶段:(1) 极间介质的电离、击穿,形成放电通道(如图2(a)所示);(2) 电极材料的熔化、气化热膨胀(如图2 (b)、(c)所示);(3) 电极材料的抛出(如图2 (d)所示);(4) 极间介质的消电离(如图2 (e)所示)。
图2 电火花加工过程3.1 电火花加工条件进行电火花加工必须具备三个条件:(1) 必须采用脉冲电源;(2) 必须采用自动进给调节装置,以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙;(3) 火花放电必须在具有一定绝缘强度(10~107Ω•m)的液体介质中进行。
电火花穿孔成形加工
03
平衡策略
在加工过程中,需要找到加工效率与精度的平衡点,通过合理的参数调
整和工艺优化,实现高效高精度的电火花穿孔成形加工。
Hale Waihona Puke 新型电极材料的研究与应用传统电极材料
传统的电极材料如铜、石墨等在电火花穿孔成形加工中广泛应用,但它们存在一些局限性 ,如易损耗、易产生电极污染等。
新型电极材料
为了解决这些问题,研究者们正在研究新型的电极材料,如陶瓷、金刚石等。这些新型电 极材料具有高硬度、低损耗、低电极污染等优点,有望在电火花穿孔成形加工中替代传统 电极材料。
应用前景
随着新型电极材料的研发和应用,电火花穿孔成形加工的效率和精度有望得到进一步提升 ,同时还能降低加工成本和减少环境污染。
智能化与自动化技术的应用
智能化技术
智能化技术如人工智能、机器学习等在电火花穿孔成形加工中具有广阔的应用前景。通过智能化技术,可以实现加工 过程的自动监控、自动调整参数、自动预测和补偿等功能,从而提高加工效率和精度。
通过精确控制放电参数和电极位置,可以实现微米级甚至纳米级 的加工精度,满足高精度加工需求。
适用范围广
01
电火花穿孔成形加工可以加工各 种硬、脆、软等材料,如淬火钢 、硬质合金、玻璃、宝石等。
02
由于其非接触加工的特性,适用 于各种复杂形状和深孔的加工, 如模具、刀具、精密零件等。
加工效率高
电火花放电过程中,电极与工件之间 产生大量的热量,可以迅速熔化和汽 化材料,从而实现高效加工。
背景
随着制造业的发展,对高精度、高效率的加工技术需求日益增加 。电火花穿孔成形加工因其高精度、高效率、低成本等优点,在 航空、汽车、模具等领域得到广泛应用。
电火花穿孔成形加工的定义
电火花的加工方法
电火花的加工方法电火花加工是一种常见的金属加工技术,它通过放电产生的高温和高能量来去除材料表面的金属层,从而形成所需的结构和形状。
电火花加工主要适用于硬度高、脆性大且难以加工的材料,比如硬质合金、陶瓷、高速钢等。
下面将详细介绍电火花加工的原理和操作方法。
一、电火花加工的原理电火花加工的原理是利用脉冲电流在工作液和工作电极间产生的电火花,通过放电的高温瞬间熔化金属,并通过工作液中的冷却和冲击作用将熔化金属排除,实现材料的加工。
电火花加工的主要过程包括穿孔、切割和磨削三个过程:1. 穿孔过程:在工作电极和工作液之间应用电压,形成电火花,使材料表面发生高温和高压的电脉冲,从而产生孔洞。
2. 切割过程:通过控制电脉冲的频率和工作台的移动速度,使电火花在材料表面连续发生,从而将材料切割成所需的形状。
3. 磨削过程:利用电火花的高温和高能量,使加工表面发生融化、氧化和脱层等现象,从而实现磨削效果。
二、电火花加工的操作方法电火花加工的操作方法主要包括设备准备、参数设置、加工操作等步骤:1. 设备准备:首先需要准备好电火花加工机床和相关的工作液。
机床主要包括电源、工作台、工作电极等组成部分,而工作液则是用于冷却和冲击切割区域的介质,例如蜡、油等。
同时,还需要根据加工材料的性质选择适当的工作电极和工作液。
2. 参数设置:根据材料的性质和加工要求,设置适当的加工参数,包括脉宽、频率、电压、放电电流、冲击时间等。
这些参数的选择直接影响到加工效果和质量,需要根据实际情况进行调试和优化。
3. 加工操作:首先将需要加工的材料固定在工作台上,调整工作电极和工作台的相对位置,使电火花能够正常放电。
然后根据设定的参数进行加工操作,控制放电时间和放电能量,使电火花在材料表面均匀地进行放电和冲击。
同时,需要及时调整工作液的温度和流量,以保证加工过程中的冷却和冲击效果。
4. 检查和清洁:加工完成后,需要对加工件进行检查和清洁。
检查加工质量是否符合要求,是否有瑕疵和缺陷等。
电火花穿孔成型加工
电火花穿孔成型加工主要用途及适用范围高速电火花穿孔机采用电极管(黄铜管、紫铜管)作为工具电极利用电火花放电蚀除原理,在电极(空心铜管)与工作之间施加高频脉冲电源形成小脉宽,大峰值电流的放电加工,辅以高压水冷却排渣,使工件的蚀除速度大加快,特别适用于在不锈钢,淬火钢、铜、铝,硬质合金等各种导电材料上加工直径Φ0.2~Φ3.0之间的深小孔,深径比最高可达300:1,可直接在工件的斜面,曲面进入加工, 本机床主要用于电火花线切割加工的穿丝孔、化纤喷丝头、喷丝板的喷丝孔、滤板、筛板的群孔、发动机叶片、缸体的散热孔、液压、气动阀体的油路、气路孔等。
也可用于蚀除折断在工件中的钻头,丝锥等,而不损坏原孔成螺纹。
特点:1.能加工孔径Φ0.2~Φ3.0? mm,最大深径比能达300:1以上;2.加工速度每分钟可达30~60mm;3.能加工不锈钢、淬火钢、硬质合金、铜、铝等各种导电材料;4.能直接从斜面、曲面穿入;5.具有电极自动修复功能,提高加工孔的精度;6.带集中润滑系统,以及专业手控装置7.具有掉电记忆功能8.数控轴具有反向间隙补偿功能9.具有数控轴人工清零功能(设定相对零位)10.X、Y、Z轴采用滚珠丝杠,直线导轨;11.X、Y、Z轴都采用伺服电机驱动,控制精度0.001mm;12.具有加工孔位编程功能以及加工参数编程功能13.可选配C轴(旋转轴)实现四轴数控,为一些特定产品的小孔加工提供了解决方案;电火花磨削和镗削加工。
磨削各种工件,如小孔、深孔、内圆、外圆、平面等磨削和成型磨削。
图3-11 Dk6825数控旋转电火花机床加工范围图3-12 电火花镗磨14.5.加工各种成型刀、样板、工具、量具、螺纹等成型零件。
15.6.刻字、打印铭牌和标记。
16.7.表面强化。
如金属表面高速淬火、渗氮、渗碳、涂覆特殊材料及合金化等。
17.8.辅助用途。
如去除折断在工件中的丝锥、钻头,修复磨损件,跑合齿轮啮合件等。
3.2.6电火花成型加工
对加工精度有影响。
故对要求很高的锻模(如精锻齿轮的锻模),往往不采 用冲油而采用抬刀的方法来排除电蚀产物,以保证加工精度; 但生产率有所下降。
现代制造技术
4. 电规准的选择、转换
粗加工要求高生产率和低电极损耗,优先考虑采用较宽 的脉冲宽度,然后选择合适的脉冲峰值电流,注意加工面积 和加工电流的配合。 石墨电极加工钢时,平均电流密度为3~5A/cm2时,纯铜
现代制造技术
3.2.6 电火花成形加工
电火花穿孔成形加工是利用火花放电腐蚀金属的原理, 用工具电极对工件进行复制加工的工艺方法,其应用范围可 归纳为:
1. 电火花型腔加工
单电极平动加工、 多电极更换法、 分解电极加工法 手动侧壁修光法。
现代制造技术 1)单电极平动加工法。 定义:指采用同一个工具电极完成模具型腔的粗、中及精加工。 加工过程:①用无损耗或低损耗电规准进行粗加工, ②采用平动头使工具电极做圆周平移运动,按照粗、 中、精的顺序逐级改变电规准,进行侧面平动修整加工。 借助平动头逐渐加大工具电极的偏心量,可以补偿前后两 个加工电规准之间放电间隙的差值。
型腔用电极
现代制造技术
• 凹模穿孔加工电极: • L1为凹模板挖孔部分长度尺寸,在实际加工中L1部 分虽然不需电火花加工,但在设计电极时必须考虑 该部分长度; • L3为电极加工中端面损耗部分,在设计中也要考虑。
穿孔用电极
现代制造技术
• 电极用清角,即清除某型腔的角部圆角。 • 加工部分电极较细,受力易变形,由于电极定位、 校正的需要,在实际中应
应用:没有平动头的非数控电火花加工机床。 具体方法:利用移动工作台的X和Y坐标,配合转换加工规准, 轮流修光各方向的侧壁。
现代制造技术 • 在使用手动侧壁修光法时必须注意:
电火花成形加工的基本原理
电火花成形加工的基本原理电火花加工是在液体介质中进行的,机床的自动进给调节装置使工件和工具电极之间保持适当的放电间隙,当工具电极和工件之间施加很强的脉冲电压(达到间隙中介质的击穿电压)时,会击穿介质绝缘强度最低处,如图所示。
由于放电区域很小,放电时间极短,所以,能量高度集中,使放电区的温度瞬时高达10000-12000℃,工件表面和工具电极表面的金属局部熔化、甚至汽化蒸发。
局部熔化和汽化的金属在爆炸力的作用下抛入工作液中,并被冷却为金属小颗粒,然后被工作液迅速冲离工作区,从而使工件表面形成一个微小的凹坑。
一次放电后,介质的绝缘强度恢复等待下一次放电。
如此反复使工件表面不断被蚀除,并在工件上复制出工具电极的形状,从而达到成型加工的目的。
电火花成形加工原理图1-工件 2-脉冲电源 3-自动进给装置 4-工具电极 5-工作液 6-过滤器 7-泵电火花加工是不断放电蚀除金属的过程。
虽然一次脉冲放电的时间很短,但它是电磁学、热力学和流体力学等综合作用的过程,是相当复杂的。
综合起来,一次脉冲放电的过程可分为以下几个阶段:(1)极间介质的电离、击穿及放电通道的形成当脉冲电压施加于工具电极与工件之间时,两极之间立即形成一个电场。
电场强度与电压成正比,与距离成反比,随着极间电压的升高或是极间距离的减小,极间电场强度也将随着增大。
由于工具电极和工件的微观表面是凸凹不平的,极间距离又很小,因而极间电场强度是很不均匀的,两极间离得最近的突出点或尖端处的电场强度一般为最大。
当电场强度增大到一定数量时,介质被击穿,放电间隙电阻从绝缘状态迅速降低到几分之一欧姆,间隙电流迅速上升到最大值。
由于通道直径很小,所以通道中的电流密度很高。
间隙电压则由击穿电压迅速下降到火花维持电压(一般约为20~30V),电流则由0上升到某一峰值电流。
(2)介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀极间介质一旦被电离、击穿,形成放电通道后,脉冲电源使通道间的电子高速奔向正极,正离子奔向负极。
电火花成型加工技术
2 电火花成型加工技术2.1 电火花加工原理和特点一、原理电火花加工时,脉冲电源的一极接工具电极,另一极接工件电极,两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质(常用煤油或矿物油或去离子水)中。
工具电极由自动进给调节装置控制,以保证工具与工件在正常加工时维持一很小的放电间隙(0.01~0.05mm)。
当脉冲电压加到两极之间,便将当时条件下极间最近点的液体介质击穿,形成放电通道。
由于通道的截面积很小,放电时间极短,致使能量高度集中(10~107W/mm),放电区域产生的瞬时高温足以使材料熔化甚至蒸发,以致形成一个小凹坑。
第一次脉冲放电结束之后,经过很短的间隔时间,第二个脉冲又在另一极间最近点击穿放电。
如此周而复始高频率地循环下去,工具电极不断地向工件进给,它的形状最终就复制在工件上,形成所需要的加工表面。
与此同时,总能量的一小部分也释放到工具电极上,从而造成工具损耗。
从上看出,进行电火花加工必须具备三个条件:必须采用脉冲电源;必须采用自动进给调节装置,以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙;火花放电必须在具有一定绝缘强度(10~107Ω ·m)的液体介质中进行。
二、电火花常用基本符号1、放电间隙:放电间隙指加工时工具和工件之间产生火花放电的一层距离间隙。
在加工过程中,则称为加工间隙S,它的大小一般在0.01-0.5mm之间,粗加工时间隙较大,精加工时则较小。
加工间隙又可分为端面间隙SF 和侧面间隙SL2、脉冲宽度ti(μs):脉冲宽度简称脉宽,它是加到工具和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间(见图)为了防止电弧烧伤,电火花加工只能用断断续续的脉冲电压波。
粗加工可用较大的脉宽ti>100μs,精加工时只能用较少的脉宽ti<50μs。
3、脉冲间隔to(μs):脉冲间隔简称脉间或间隔,也称脉冲停歇时间。
它是两个电压脉冲之间的间隔时间。
间隔时间过短,放电间隙来不及消电离和恢复绝缘,容易产生电弧放电,烧伤工具和工件;脉间选得过长,将降低加工生产率。
简述数控电火花成型加工的基本原理
1.简述数控电火花成型加工的基本原理。
答:火花放电时,火花通道瞬时时产生大量的热,以致使电极表面的金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来,已使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定要求的加工方法。
2.简述电火花成型加工机床的分类方法。
答:电火花成型机床的分类方法:电火花放电加工按工具电极和工件的互相运动关系不同可以分为电火花穿孔成型加工、电火花线切割、电火花磨削、电火花展成加工、电火花表面强化和电火花刻字。
3.电火花成型机床有那几部分组成?电火花线切割加工机床有那几部分组成?答:电火花成形机床的组成部分有:床身、立柱、工作台及轴头等主机部分;液压泵、过滤器、各种控制阀、管道等工作液循环过滤系统;脉冲电源、伺服进给系统和其他电气系统等电源箱部分。
电火花线切割加工机床由机床机械部分、脉冲电源、控制系统、工作液循环系统和机床附件等部件组成。
4.什么是电火花加工过程中的极性效应?加工时如何正确选择加工极性?答:电火花加工过程中的极性效应是:正负电极表面分别受到负电子和正离子的轰击和瞬时热源的作用,在两极表面分配到的能量不一样,因而熔化,汽化抛出的电蚀量液就不一样,电子的质量和惯性较小,容易获得很高的速度和加速度,在击穿放电的初始阶段只有小部分正离子由于质量和惯性较大,容易获得很高的速度和加速度,在击穿放电的初始阶段就有大量的电子奔向正极,把能量传递给正极表面,使正极材料迅速熔化和汽化,而正离子由于质量和惯性大,启动和加速度较慢,在击穿放电的初始阶段只有少部分正离子来得及到达负极表面并传递能量。
选择加工极性,在用短脉冲加工时,正极材料的蚀出速度大于负极材料的蚀出速度,这时工件应该接正极;在用长脉冲加工时,质量和惯性大的正离子将有足够的时间加速,到达并轰击负极表面,由于正离子的质量大,对负极表面的轰击破坏作用强,采用长脉冲时负极的蚀出速度要比正极大,这时工件接负极。
5.电火花成型加工的主要工艺参数有那些?答:电火花成型加工的主要参数有:极性的选择、电规准电参数、工作液、工件、电极材料、放电间隙等因素。
第四章 电火花加工
3.“二次放电”。
电火花加工时,工具电极与工件之间存在着一定的放电间隙,如果加工过程 中放电间隙能保持不变,则可以通过修正工具电极的尺寸,对放电间隙进行 补偿,以获得较高的加工精度。然而,放电间隙的大小实际上是变化的,影 响着加工精度。除此之外,间隙大小对加工精度也有影响,尤其对复杂形状 的加工表面、棱角部位电场强度分布不均,间隙越大,影响越严重。因此, 应缩小放电间隙,这样不但能提高仿形精度,而且放电间隙越小,可能产生 的间隙变化量也越小;另外还必须尽可能使加工过程稳定。
微细加工
影响电极损耗的主要因素
1.极性效应:根据工件所接电源极性命名 精加工通常采用正极性短脉冲;粗加工通常采用负极性长脉冲 2.吸附效应:金属碳化物微粒在电场作用下形成带负电碳胶粒,在 一定条件下吸附在正极表面,俗称炭黑膜。 可以保护和补偿电极,降低电极损耗:负极性加工。 峰值电流和频率一定时,黑膜厚度随脉宽增加而增加
微细加工 热影响层介于熔化凝固层和基体之间。热影响层的金属材料
并没有熔化,只是受到高温的影响,使材料的金相组织发生了
变化,它和基体材料之间并没有明显的界限。热影响层中靠近 熔化凝固层部分,由于受到高温作用并迅速冷却,形成淬火区,
其厚度与具体条件有关,一般为2~3倍的Rmax 。显微裂纹一般
仅在熔化层内出现,只有在脉冲很大情况下才有可能扩展到热 影响层。 表面变质层的形成导致电火花加工表面力学性能的改变,通 常硬度和耐磨性能提高,而抗疲劳性能下降。要提高表面完整 性,必须设法减小表面变质层的厚度。
微细加工
3.3自动进给调节系统
1.自动进给调节系统的作用和分类
自动进给调节系统的作用是维持某一稳定的放电间 隙S,保证电火花加工正常而稳定地进行,获得较好 的加工效果。对自动进给调节系统的基本要求是: 1)有较广的速度调节跟踪范围。2)有足够的灵敏 度和快速性。3)有必要的稳定性。4)有足够大的空 载进给速度和短路回退速度。
电火花穿孔加工的工作原理
电火花穿孔加工的工作原理
电火花穿孔加工是一种利用电火花放电进行金属加工的方法。
其工作原理如下:
1. 加工电极选择:电火花放电是通过两个电极之间形成的一个导电通道进行的。
通常情况下,钼丝电极做为阳极,与被加工材料作为阴极。
2. 电荷积聚:在电极之间施加电压,阴极上的电荷开始积聚。
3. 放电开始:当电荷积聚到一定程度时,电荷会从阴极开始以极快的速度向阳极放电,形成一道电火花。
4. 快速熔化和蒸发:电火花的高温和高能量使得被加工材料的表面迅速熔化和蒸发。
5. 冲击冷却效应:在电火花放电过程中,电流瞬间流过放电通道,产生强烈的冲击冷却效应,使被加工材料快速冷却和固化。
6. 重复放电:在短时间内反复进行放电,使得被加工材料表面形成一个连续的通道。
7. 沉降切削:被加工材料的表面形成了一个连续的通道后,通过机械装置逐渐移动电极,使通道逐渐向下沉降。
同时,通过冲洗液冷却放电电极并清除蒸发的
材料颗粒。
通过上述过程,电火花穿孔加工可以实现对金属材料的高精度加工,适用于硬度高、可塑性差、难以通过传统机械加工方法加工的材料。
电火花加工的分类
2)存在电极损耗和二次放电 电极损耗多 集中在尖角或底面,最近的机床产品已能 将电极相对损耗比降至0.1%,甚至更小; 电蚀产物在排除过程中与工具电极距离太 小时会引起二次放电,形成加工斜度,影 响成型精度。二次放电甚至会使得加工无 法继续。
3)最小角部半径有限制 一般电火花加工 能得到的最小角部半径等于加工间隙(通 常为0.02~0.3mm),若电极有损耗或采用 平动、摇动加工则角部半径还要增大。
1 4
2
3 +
1 4
2
+
3 -
(a)
(b)
(a)正极性 (b)负极性
1-成形电极;2-工件;3-脉冲电源;4-工作液
(1)在短脉冲加工时,负电子对正极的轰击 作用大于正离子对负极的轰击,因为负电子 质量下,在短时间内达到了很高的速度,所 得了很高的能量。因此在窄脉冲(t<10us) 精加工时,采用正极性;
花穿 主要有一个相对的 型腔模及各种复杂的型腔 机床总数的
孔成 伺服进给运动
零件
30%,典型机
1 形加 2.工具为成形电 2.穿孔加工:加工各种 床有D7125、
工 极,与被加工表面 冲模、挤压模、粉末冶金 D7140等电火
有相同的截面或形 模、各种异形孔及微孔等 花穿孔成形
状
机床
电火 1.工具电极为沿 1.切割各种冲模和具有 约占电火花
花线 着其轴线方向移动 直纹面的零件
机床总数的
切割 着的线状电极
2.下料、截割和窄缝加 60%,典型机
2 加工 2.工具与工件在 工
床有DK7725、
两水平方向同时有 3.直接加工出零件
DK7740等数
相对伺服进给运动
控电火花线
电火花成形型腔加工工艺规程
电火花成形型腔加工工艺规程一般模具的完整加工工艺内容包括切削加工、热处理、电加工、线切割、冷挤、钳制、钳装、校模等。
而需要电火花加工的型腔类模具(如注塑模、锻压模等),其工艺规程可以归纳如表5-10所示。
表5-10 电火花成形型腔加工工艺规程序号工序内容说明1 工艺分析对零件图进行分析,了解零件的结构特征、几何形状、材材质特点和加工精度2 选择加工方法根据加工对象的形状、尺寸、精度及表面粗糙度等要求选择加工方法,如单电极平动法、多电极更换法、分解电极法等3 选择加工设备根据加工对象和加工方法选择加工设备,如设备的大小、、定位、精度、自动化程度、电源形式和功率,是否配有平动头或侧向加工装置等4 选择电极材料根据加工对象选择电极材料。
加工精度要求不高,大、中型多采用石墨材料电极,中、小型腔窄槽、花纹及图案等多采用紫铜1采用电极微信公众号:hcsteel5 设计电极按图样要求,并根据型腔的形状、选择的加工方法、选择的电规准等,设计电极横截面和纵截面尺寸及公差6 电极加工制根据电极的材料、电极的制作精度、尺寸大小、加工批量、生产周期等选择电极制造方法,如机械切削加工、压力振动加工、电铸加工、液压成形等7 工件准备对工件进行电火花加工前的金属切削加工、钻孔、攻螺纹、磨平面、退磁、去锈等8 工件热处理对需要淬火处理的型腔,根据精度要求安排热处理工序。
如型腔精度要求不高,或淬火变形影响较小,可将热处理安排在电火花加工之后进行9 装夹与定位根据工件的尺寸和外形,选择或制造工件的定位基准,准备电极装夹夹具,对电极进行装夹,校正调整电极的角度和轴心线。
然后,对工件进行定位和夹紧10 1选用电规准依据加工零件的尺寸精度、形位精度及表面粗糙度要求,选用合理的电加工参数11 开机加工选择加工极性,调整机床,保持适当的液面高度,调节电规准,保持适当的电流,调节进给速度、充油压力等。
随时检查工作稳定情况,正确操作12 加工结束进行清理并检查零件是否符合加工要求。
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第二章 电火花加工 2. 多电极更换法(如图2-23所示)
粗加工电极
精加工电极
(a) 粗 加 工
(b) 更 换 大 电 极 精 加 工
图2-23 多电极更换法
第二章 电火花加工 3.分解电极加工法(如图2-24所示)
图2-24 分解电极加工法
第二章 电火花加工
(二)电极准备 1. 电极材料选择
第二章 电火花加工 2. 电极设计
加工电极
实线为工件电极的 理论形状、尺寸
要加工出的工件型腔
虚线为工件电极修正后 的理论形状、尺寸
图2-25 电极补偿图
第二章 电火花加工
1) 电极的结构形式 (1) 整体电极。
电极柄
减轻孔 电极
冲油孔
(a)
(b)
图2-26 整体电极
第二章 电火花加工
L2 L1
1
2
1—标 准 套 筒 ; 2—电 极
图4-24 标准套筒形夹具
第二章 电火花加工
1
2
1—钻 夹 头 ; 2—电 极 图4-25 钻夹头夹具
第二章 电火花加工 图4-26 螺纹夹头夹具
第二章 电火花加工
当电极采用石墨材料时,应注意以下几点: (1) 由于石墨较脆,故不宜攻螺孔,因此可用螺栓或压
工件 (凹 模 )
凸模刃口 主轴头
工件 (凹 模 )
主轴头
凸模 (冲 头 ) 工件 (凹 模 )
凸模刃口
(a) 加 工 前
切除部分 (紫 铜 电 极 ) (b) 加 工 后
(c) 切 除 损 耗 部 分
图2-19 间接配合法
第二章 电火花加工 3.修配冲头(即凸模)法
主轴头
工具电极 工件 (凹 模 )
1为 安 全 余 量
2
2为 表 面 微 观 不 平 度 的 最 大 值
0
0为 侧 面 单 边 放 电 间 隙
a
A
图2-32 电极单边缩放量原花加工
在电极端部有凹 入部位开排气孔
冲液困难
冲液较好
(a)
(b)
冲液孔过大,出现铁屑
小 冲 液 孔 (直 径 < 2倍 的单边放电间隙)
第二章 电2火.5花加电工火花穿孔成形加工
分 析 图纸 选 择 加 工方 法
电 极 准备 材 料 选择 尺 寸 设计 加 工 制作
电 极 装夹 通 用 夹具 专 用 夹具
工 件 准备 材 料 选择 去 除 余量 热处理 除 锈 退磁
工 件 装夹 通 用 压板 专 用 夹具
校 正 定位 垂直度 平行度 相 互 定位
第二章 电火花加工
一、冲模的电火花加工 冲模电火花加工工艺优点: (1)可以在淬火后进行加工; (2)冲模的配合间隙均匀,刃口耐磨; (3)可加工机械加工难以加工的材料; (4)对复杂的凹模可以不用镶拼结构。
第二章 电火花加工 图2-17 凹模的电火花加工
第二章 电火花加工
(一)分析图纸,选择加工工艺方法 1.直接配合法 (1)概念 (2)间隙控制方法 (3)特点
板将电极固定于连接板上。石墨电极的装夹如图4-28所示。 (2) 不论是整体的或拼合的电极,都应使石墨压制时的
施压方向与电火花加工时的进给方向垂直。如图4-29所示, 图(a)箭头所示为石墨压制时的施压方向,图(b)为不合理的 拼合,图(c)为合理的拼合。
第二章 电火花加工
1 2 3
4
1—电 极 柄 ; 2—连 接 板 ; 3—螺 栓 ; 4—粘 合 剂
加 工 参数 选 择
电参数 非电参数
脉 冲 宽度 脉 冲 间隔 峰 值 电流 加 工 电压 加 工 极性
冲 油 方式 冲 油 压力 液 面 高度 加 工 深度 平动量
加工 冲 油 压力 调 节 进 给 调节 规 准 转换 平 动 量调 节
图2-16 电火花加工的步骤
检验 加 工 时间 加 工 精度 电 极 损耗 表 面 粗糙 度
图4-27 连接板式夹具
第二章 电火花加工
(a)
(b)
图4-28 石墨电极的装夹
第二章 电火花加工
(a)
(b)
(c)
图4-29 石墨电极的方向性与拼合法
第二章 电火花加工
2)电极的校正 (1) 根据电极的侧基准面,采用千分表找正电极的垂 直度,如图4-31所示。 (2) 电极上无侧面基准时,将电极上端面作辅助基准 找正电极的垂直度,如图4-32所示。
△
>0.20mm
△
△
○
×
×—不宜采用; △—可以采用;○—适采用
第二章 电火花加工
(二)电极的准备 1.电极材料的准备 2.电极设计
(三)工件的准备 (四)规准的选择与转换
第二章 电火花加工 二、电火花成型加工方法(型腔模电火花加工) (一)工艺方法选择 1. 单电极平动加工法(如图2-22所示)
主轴头
工具电极 工件 (凹 模 )
(a)
(b)
L3L2 L1 L1
夹具 电极 工件
(c)
L1L2
L
图2-30 电极垂直尺寸图
第二章 电火花加工
(2) 水平尺寸。
A1 a1
R2 A3 a3
A2 R1
a2 r1
r2
(a) 型 腔
(b) 电 极
图2-31 电极水平截面尺寸缩放示意图
第二章 电火花加工
1
主轴头
工具电极 工件 (凹 模 )
主轴头
凸模 (另 制 ) 工件 (凹 模 )
(a) 加 工 前
(b) 加 工 后
图2-20修配冲头法
(c) 配 制 凸 模
第二章 电火花加工 4.二次电极法 (1)一次电极为凸型
D
一次电极
D 2δ j
D 2δ'j 2δ'j' √
√ D 2δ'j
反拷
第二章 电火花加工 (2)一次电极为凹型
(c) 倾斜冲液孔
(d) 平 动 (电 极 必 须 小 一 点 )
(e)
(f)
(g)
(h)
图2-34 电极开孔示意图
第二章 电火花加工
3. 电极的制造 1) 切削加工 2) 线切割加工 3) 电铸加工
(a)
(b)
图4-23 机械加工与线切割加工
第二章 电火花加工
4 电极装夹与校正 1)电极的装夹
第二章 电火花加工
3 2
1 4
1—凹 模 ; 2—电 极 ; 3—千 分 表 ; 4—工 作 台
图4-31 用千分表校正电极垂直度图
第二章 电火花加工 图4-32 型腔加工用电极校正
第二章 电火花加工 5 电极的定位
垫铁
(a) 用 压 板 固 定 工 件
工件
吸盘 机床工作台
(b) 用 吸 盘 固 定 工 件
(a) 阶 梯 电 极
(b) 粗 加 工
图2-27 阶梯电极
(c) 精 加 工
第二章 电火花加工 (2) 组合电极。
10- 00..00 13
校正棒 电极
连接杆
图2-28 组合电极
第二章 电火花加工 (3) 镶拼式电极。
图2-29 镶拼式电极
第二章 电火花加工 2) 电极的尺寸 (1) 垂直尺寸。
三 电火花加工中应注意的一些问题
1.加工精度问题 2.表面粗糙度问题 3.影响模具表面质量的“波纹”问题
第二章 电火花加工 习题:有一孔形状及尺寸如图4-53所示,请设计电火 花加工此孔的电极尺寸。已知电火花机床精加工的单 边放电缩放量为0.03 mm。
120
R25
R10 50
110
D
一次电极
D 2δ j
D 2δ'j 2δ'j'
√
D 2δ'j
反拷
√
第二章 电火花加工 不同配合间隙冲模加工方法的选择:
冲模配合间隙 直接配合 间接配合 修配冲头 二次电极
0~0.005mm
×
×
×
○
0.005~0.015mm
×
×
△
○
0.015~0.10mm
○
○
△
△
0.10~0.20mm
△
△
△
主轴头
凸模刃口 主轴头
主轴头
工具电极 (冲 头 )
工件 (凹 模 )
工具电极 (冲 头 )
工件 (凹 模 )
工具电极 (冲 头 )
工件 (凹 模 )
凸模刃口
(a) 加 工 前
切除部分 (b) 加 工 后
(c) 切 除 损 耗 部 分
图2-18 直接配合法
第二章 电火花加工 2. 间接配合法
主轴头
凸模 (冲 头 ) 工具电极 (紫 铜 )
图4-40 工件的固定
第二章 电火花加工
工件
X 磁性吸盘
主轴头 百分表架
Y
图4-41 工件的校正
第二章 电火花加工 6 工件的准备
铣刀
精加工轮廓
预加工轮廓
电极
(a)
(b)
图4-43 预加工示意图
第二章 电火花加工
铣刀
电极
预加工后工件表面
精加工后工件表面
(a)
(b)
图4-44 预加工后工件表面
第二章 电火花加工