毕业设计_电火花成型中的电极设计 (论文)
毕业设计_电火花成型中的电极设计
南京信息职业技术学院毕业设计论文作者学号系部机电学院专业数控技术题目模具制造中的电火花成型的应用指导教师李新华评阅教师完成时间：年月日毕业设计中文摘要毕业设计外文摘要目录引言模具工业的迅速发展，推动了模具制造技术的进步。
电火花加工作为模具制造技术的一个重要分支，被赋予越来越高的加工要求。
同时在数控加工技术发展新形势的影响下，促使电火花加工技术朝着更深层次、更高水平的数控化方向快速发展。
虽然模具高速加工技术的迅猛发展使电加工面临着严峻的挑战，目前放电加工技术部分工序已被高速加工中心代替，但电火花加工仍旧有广阔的前景。
如在模具的复杂、精密小型腔、窄缝、沟槽、拐角、冒孔、深度切削等加工领域仍被广泛应用。
电火花机床的基本知识电火花原理通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。
在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能，温度可高达万摄氏度以上,压力也有急剧变化，从而使这一点工作表面局部微量的金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中,迅速冷凝,形成固体的金属微粒，被工作液带走。
这时在工件表面上便留下一个微小的凹坑痕迹，放电短暂停歇，两电极间工作液恢复绝缘状态。
紧接着，下一个脉冲电压又在两电极相对接近的另一点处击穿,产生火花放电，重复上述过程。
这样,虽然每个脉冲放电蚀除的金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用，就能蚀除较多的金属，具有一定的生产率。
在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙的条件下，一边蚀除工件金属,一边使工具电极不断地向工件进给,最后便加工出与工具电极形状相对应的形状来。
因此，只要改变工具电极的形状和工具电极与工件之间的相对运动方式，就能加工出各种复杂的型面。
电火花的优点与缺点优点（）适合于难切削材料的加工。
电火花加工中，材料的加工性能主要取决于材料的热学性能，而几乎与力学性能（硬度、韧性、抗拉强度）无关，突破传统切削加工对刀具的限制。
放电加工中的电极形状设计
放电加工中的电极形状设计放电加工，简称EDM（Electric Discharge Machining）是一种利用电火花冲击零件材料的加工方法，可加工各种导电材料、形状较复杂的零件以及硬度较高的材料。
在放电加工中，电极是不可或缺的加工工具，其形状设计对加工精度、效率及工艺稳定性等方面均具有重要影响。
不同形状的电极在放电加工时具有不同的特点和优势。
下面将主要探讨若干种常见的电极形状设计，分别是点电极、线电极和针电极，并分析它们在放电加工中的表现。
1. 点电极点电极在放电加工中的应用十分广泛，工作原理是以电极上的一点与工件表面产生电火花，破坏工件表面形成几何形状，从而达到加工效果。
点电极的特点是容易制造，加工简单，且能够加工出形状精度较高的微小孔洞和细小角度。
另外，点电极也具有较高的加工效率，但是相比其他形状的电极，其加工的表面质量较差。
2. 线电极线电极是指将导电材料加工成一定的线形，作为电极在放电加工时进行加工。
线电极的优点在于，加工出来的槽形表面质量较好，且能够加工出形状较实用的切槽与工件表面形成印痕。
线电极可以加工出形状较长的工件，因此在工业生产中应用较广泛，例如模具、挡板、刀具等。
3. 针电极针电极是电极形状中最常用的一种，其特点是可以加工出微小的凹陷形状并且工作效率很高，有很好的精度和表面处理。
针电极可以加工出形状较小的工件，并且能够刻有更复杂的图案。
在针电极的加工中，衡量其优劣的关键关注点是电极结构的几何形状、表面条件和导电材料的品质。
如何精心选择和设置针电极的形状是放电加工中的重中之重。
为达到持久的放电效果，我们在制作针电极时，可将精度设定到极其细微，减少电极与工件表面热氧化形成的尖点，并且可以加入精密矩阵使其能够更加牢固。
在使用针电极时，我们通常需要对其进行修切，调整其发出的电火花大小，并注入油或冷却液使其保持冷却，保证其在高负载时的持久性能。
总结在放电加工中，电极形状的合理设计和选择对于加工效率和加工精度至关重要。
电火花加工所用工具电极的电铸制造技术研究
图 5.10 侧面与根部没有连结上的电极.................................49 图 5.11 芯模平放时根部圆弧面的沉积层...............................49 图 5.12 侧面屏蔽是阴极底部的电场分析...............................50 图 5.13 阴极芯模屏蔽图.............................................51 图 5.14 叶背表面与绝缘套之间没有电解液的沉积效果...................51 图 5.15 保留根部毛刺的象形阳极.....................................52 图 5.16 溶解一段时间后的阳极.......................................52 图 5.17 电火花工具电极.............................................53 图 5.18 目前国内专业厂家使用的叶片电极.............................54 图 5.19 电极根部和拐角的电铸状况...................................54 表 5.1 酸性电溶铸液的配制表........................................48
南京航空航天大学 硕士学位论文 电火花加工所用工具电极的电铸制造技术研究 姓名：韩锋 申请学位级别：硕士 专业：机械制造及其自动化 指导教师：朱荻 20061201
南京航空航天大学硕士学位论文
摘
要Байду номын сангаас
整体涡轮技术是一种新型的发动机技术，极大地提高了发动机的性能、效 率和可靠性，同时也对制造技术提出了巨大的挑战。 电火花加工(Electrical Discharge Machining 简称 EDM)是基于瞬时脉冲火花 放电产生大量的热熔融蚀除金属，是加工整体叶轮的主要工艺方法之一。在整 体叶轮的电火花加工中，工具电极的制造是关键。 电铸是一种利用金属离子阴极电沉积的原理来制造零部件的工艺技术，具 有极高的复制精度和重复精度。对于具有复杂结构型腔、扭曲型面和高精度要 求的 EDM 电极来说，电铸常常是主要甚至是唯一的制造工艺方法。 由于电极形状复杂，深宽比大，电铸时电场畸变严重，给电铸工艺的实施 带来很大难度。本文研究电铸技术制造整体叶轮电火花加工所用的成型工具电 极,完成的主要工作如下： 1. 基于 UG 软件平台完成了整体叶轮及其叶片、整体叶轮电火花加工所用 的工具电极及其电铸所用的阴极芯模、象形阳极和电场有限元分析模型的造型 设计。 2. 基于 ANSYS 软件分析了在象形阳极条件下电沉积时两极间的电场分 布，提出了增加辅助阳极、涂覆根部圆角等有效措施来改善电场。 3. 设计了电铸试验系统，开展了电铸制造电火花加工所用工具电极的试验 研究。针对试验过程中电场畸变严重造成的沉积失败提出了阴极侧放、根部冲 刷、侧面屏蔽、分步电铸等优化工艺措施并成功制备了工具电极。
数控电火花成型机床优化设计论文
数控电火花成型机床优化设计论文数控电火花成型机床优化设计论文1数控电火花成型机床结构运动特点及其存在问题分析立柱式电火花机床依靠工作台的移动来实现X/Y轴的运动，因而这两条轴的精度与工件的重量密切相关，其动态精度和刚性都会受之影响。
同时，X/Y轴的行程因工作台需在狭小有限的空间内移动而受到限制，如果要设计加工稍大一点的工件，则机床的底座和立柱会更显大型化，相对于机床尺寸来说，可加工区域明显偏小，而刚性也会随着立柱横梁悬伸加长而变差。
此结构不宜设计、安装可升降式工作液槽，工作液容易随着工作台的不断平动而溅出。
以上两种国内常见电火花成型机床结构由于机械结构本身内在的问题，导致在实际的使用中直接影响到零件或模具的加工精度和表面质量，因此必须通过机床结构正确选型和优化设计，特别是针对这两种结构存在的问题来寻求相对应的解决方案。
2高精密数控电火花成型机床结构选型及优化设计方案2.1结构选型基本思路通过对国内常用的两种电火花成型机床机构内在问题点的比较及分析研究，从中得到结论：虽然通过改良部分零件的设计和采用性能更加好的功能部件如导轨和丝杆等，可以改善国内两种常见结构机床的`刚性和精度，但要避免因结构本身带来的各种问题，因此需要对机床的结构进行合理选型和优化设计，力求结构简洁、性能可靠，以达到高精密数控电火花成型机床在性能、精度和稳定性等方面的要求。
相对于滑枕式结构，龙门式结构因为工作头工的位置自动升降，省去冲放时间。
通过以上比较可以看出，龙门式结构除了能够避免滑枕式结构和立柱式结构的内在结构问题，而且本身很多优点也正好能够满足高精密电火花成型机床的各种要求，因此龙门式结构是设计高精密数控电火花成型机床的首选机械结构。
2.2方案G450C龙门式高精密数控电火花机床是巨轮股份专门为中小型高精密零件和工模具市场开发的新机型，该机型针对常见龙门式结构电火花成型机床制造成本高，操作不太方便，占地面积大，只适合大、中型电火花成型机床等问题点，从结构适用及加工工艺性好的设计原则方面考虑对龙门式结构进行优化设计。
电火花成形加工工具电极的设计与制造
（1）铸铁电极的电极损耗和加工稳定性均较一般，容易起弧，生产率不及铜电极。
但是，它的来源丰富、价格低廉、并且机械加工性能好，因此电极的尺寸精度，几何形状精度及表面粗糙度等都容易保证。
因此，铸铁是一种较常用的电极材料，多用于穿孔加工。
（2）钢电极的加工稳定性较差、电极损耗较大、生产率也较低、但是来源丰富、价格便宜、具有良好的机械加工性能。
钢电极还有其独特的优点，即把电极和凸模做成一体，实质上就是将凸模加长，加长的部分就用作电极。
电火花加工后，把损耗部分切除掉，余下部分可做凸模使用。
这种方法使电极的制造工时减少到了最低程度。
所以钢为常用的电极材料之一，多用于一般的穿孔加工。
（3）纯铜电极在加工过程中稳定性好、生产率高、但损耗较大、来源少、价格较贵。
由于其韧性大，机械加工性能差、磨削加工困难，其加工精度较低。
由于磨削困难，使得难以将电极与凸模连接在一起加工，电极与凸模分别制造使凸模与凹模配合间隙不易均匀。
对于电火花型腔加工来说，纯铜电极适用对小型腔及高精度型腔的加工。
纯铜电极与其他材料电极相比，在电火花加工中能使模具达到最细表面粗糙度。
（4）黄铜电极在加工过程中稳定性好、生产率高、与纯铜电极相比价格较低、机械加工性能尚好，但其磨削性能不如钢和铸铁。
而黄铜电极的损耗最大。
因此，黄铜电极一般用在对加工表面粗糙度较低，尺寸、形状精度要求较高及形状复杂的小孔穿孔加工。
（5）石墨电极的电极损耗小、加工稳定性尚好、易于加工、生产率最高、其价格与铜大体相同，但机械强度较差，尖角处易崩裂。
石墨是电火花型腔加工的常用电极材料，适用于大、中、小型腔。
由于石墨的热胀系数小，所以，最适于大电极的穿孔加工。
（6）铜钨合金和银钨合金的加工稳定性均很好，电极损耗也均很小，它们的电加工性能优越，而机械加工性能尚好，其磨削性比铜好。
但其价格较高，比铜的价格高40倍。
因此，主要用于模具中高精度的深孔、直壁孔等的穿孔加工和加工面积小且高精度的型腔加工，以及硬质合金模具的加工。
电火花成形机的电极装夹技术
沈 洪摘 要阐述了电火花成形机夹具的发展历史和工作原理 ,介绍了各类夹具的结构特点和应用范围 。
关键词 电火花成形机 电极装夹 快速可换夹具 电极校正夹具1 引言当前国内模具行业中电火花加工的主力 倍 ,并带来了新的误差 。
现在的模具型腔绝 大多数为一模多腔 ,型腔的精度 、复杂程度和 表面粗糙度比以往有很大的提高 。
用粗精二 种电极或采用形状分解一腔多电极的非常普 遍 ,例如录音带盒注塑模一模四腔要用 139 个电极 。
如果用普通的电极校正夹头 ,要做 若干电极定位板 ,这在工时上的消耗确实无 法承受 。
从发展的眼光看 , SEDM 会逐步向 微细方向发展 ,这可能是高速铣迅速崛起的 结果 。
尺寸在 1 mm 左右的电极拿在手里都 怕变形 ,直接用千分表找正当然不可能了 ,就 是采用定位板技术 ,镶进去也是非常困难的 , 总之仅仅用极其简单而原始的校正夹头是不 可能解决上述难题的 。
其实 SEDM 电极的装夹难点 ,国外在 70 年代已经注意到了 ,经过 20 多年的努力可以 说基本上已经解决 。
国内有些 SEDM 的 用机种还是普通的电火花成形机 ( M S EDM ) 和 高速走丝线切割机 ( HW EDM ) 。
在 M S EDM 上一般只有简单的电极校正夹头 ,由操作者 找正电极相对工件的垂直度和电极在加工帄 面内图形的取向 ,随后以模具的基准面为准 地电极移动到要求的加工位置 。
通常有规则 外形的电极 ,这些操作算不上困难 ,但颇费时 间 。
若电极外形比较复杂 ,非圆非方 ,又不对 称或尺寸较小 ,比较单薄 ,就要做工装 ,将此 类电极镶进一定位板里 ,有时亦可以镶进去 几个电极 ,以保证相互间的位置精度 。
这样 电极位置基准就转移到定位极上 ,操作者仅 需按定位板找正相对工件的位置即可 。
但这 样做使本来就头痛的电极制造工作量加了一收稿日期 : 1999 - 01 - 111985 ( 6)陈定一. 电接触电阻加热挤压镍铬合金铸铁. 机床 ,1987 ( 2)叶邦彦. 导电加热切削的机理及其应用的研究 :〔博士学 位论文〕. 广州 :华南理工大学 ,1989 . 叶邦彦 ,周泽华. 难加工材料导电加热切削机理的研究. 华南理工大学学报 ,1994 ,22 ( 5)热切削过程的控制方法更加完善 。
分析数控电火花成形加工所用电极的制造工艺
分析数控电火花成形加工所用电极的制造工艺
制造电极是电火花加工的第一步，根据图纸要求，缩放电极尺寸是顺利完成加工的关键。
缩放的尺寸要根据所决定的放电间隙再加上一定的比例常数而定。
一般宁可取理论间隙的正差，即电极的标称尺寸要偏“小”一些，也就是“宁小勿大”。
若放电间隙留小了，电极做“大”了，使实际的加工尺寸超差，则造成不可修废品。
如电极略微偏“小”，在尺寸上留有调整的余地，经过平动调节或稍加配研，可最终保证图纸的尺寸要求。
在型孔加工中无论是制造阶梯电极，还是直接加工电极，由于最终要控制凸凹模具的配合间隙，因此对电极缩放尺寸的要求是十分严格的，一般应控制在土0.0lrnm。
石墨在加工前应预处理，在油里浸透好，以便在机械加工时，石墨屑不易飞扬，清角线和棱角线不易剥落。
石墨和紫铜电
极采用一般的机械加工（车、铣、刨、磨等，必要时采用数控机床加工），最后钳工修整成形。
紫铜电极还可采用线切割加工。
一般对于形状比较简单的型腔，多数采用单电极成形工艺，即采用一个电极，借助乎动扩大间隙，达到修光型腔的目的。
单电极，，可以是独块电极，也可以是镶拼电极，这由电极加工工艺而定。
对于大中型及型腔复杂的模具，可以采用多电极加工，各个电极可以是独块的，也可以是镶拼的，视具体情况而定。
电火花“微小”成形电极设计
用银钨合金材料作电极。
２ 成形部位的设计 ．
电极成形部位是电极成形加工的核心。其外形轮廓
选取适宜、尺寸确定合理直接影 响电火花成形加工 的效 率 、表面粗糙度及尺寸精度。
、
电火花成形电极的设计
电火花成形加工 作为模 具加 工工 艺流程 的一 部分 ， 工艺性 强，影响因素多 ，随机性大。设计前 必须对模 具
Ｃ ｌ
ｌ Ｏ ｌ ５ ３ ０ ６ ０ ７ ０ ８ ０ ９ ０ ２ ０ ３ ０ ３ ５ ６ ０ ｌ ５ ｌ ５ ６ ０
Ｃ ２
３ ０ ６ ０ ７ ０ ９ ０ ｌ０ ｌ ｌ０ ２ ｌｏ ６ ５ ０ ７ ０ ８ ０ ｌ０ ２ ３ ５ ４ ０ ｌｏ ０
加工的整体工艺要求 、工艺流程及 电火花成形 加工所 必
（）电极成形部位外形轮廓选取 成形部位依据成 １
形轮廓的几何特点可分为开放型 和封 闭型两种 。开放 型 的成形部位 电极外形轮廓可选择加工 效率较高 、电极 损 耗小为主加工进给方 向，在此主进给方 向上加工 区域 的
备的一些工艺条件 （ ：所加工工件 的材 料特性 ；电火 如 花成形加工部位 的表面粗糙度要求 ；电火花成形 加工部 位在待加工工件上 的位置特点 ； 成形部位是否进行 了粗加 工及预留余量 ； 热处理工艺对成形部位产生内应力变形的 影响等）必须进行综合分 析；其次 了解 电火花加工机床的 软硬件设施 ， 如机床的电加工性能、机床装夹系统 等，必 要时还要查阅相关技术资料为设计方案的确立提供依据 。
维普资讯
电火花 “ 小 ’ 成 形 电极 设 计 微 ’
陕西华达工模具制造有 限责任公 司 （ 西安 ７ ０ ６ ） 江正 军 １０ ５
模具毕业设计——电火花加工成型工艺分析过程
【摘要】如今，机械行业发达，电火花加工已经成为模具厂必不可少的一部分，然而，电火花加工的方式又有很多，如利用铜来做电极，再如用石墨做电极，还有利用铁来做电极。
加工过程又包含粗、精加工的加工方式。
随着工业生产的发展和科学技术的进步，出现多种类型机床与加工方式，本课题当中的主要描述的是铜电极加工过程。
【关键词】：电极；方式；加工过程引言 (1)一、绪论 (2)（一）电火花加工技术的发展 (2)（二）电火花加工的基本现状................................ 错误!未定义书签。
二、电火花加工的基本原理 (4)(一)加工条件 (5)（二）分类 (6)（三）使用说明 (6)（四）加工特点 (6)三、火花机以及工作内容 (7)（一）火花机种类 (7)（二）电火花工作场景 (12)四、提高火花机加工效率的工艺 (13)（一）合理的选材 (13)（二）考虑面积效应 (13)（三）提高重复定位精度 (13)五、机台的维护与保养 (14)（一）火花机的维护 (14)（二）机台的日常保养 (15)六、火花机操作时注意事项 (16)（一）操作人员 (16)（二）防触电 (16)（三）接地 (16)（四）高压输出端和Return端以及测试线 (16)（五）测试终止 (16)（六）测试处于测试状态 (16)（七）测试仪故障 (17)（八）更换待测物 (17)总结 (18)谢辞.................................................... 错误!未定义书签。
现在，模具行业发展的速度快之又快，这样的快节奏发展中，模具工业也紧随着发展。
电火花加工作为模具制造技术的一个重要部分，其加工要求自然也相当高。
在数控加工技术发展飞速的形势的影响下，使得电火花加工技术朝着更高水平、更深层次的数控化方向快速发展。
虽然模具高速加工技术的迅猛发展使电加工面临着严峻的挑战，目前放电加工技术部分工序已被高速加工的代替，但电火花加工方式依然会有比较好的加工前景。
毕业论文《电火花加工技术的研究》
第一章绪论1.1电火花加工技术的的发展历程电火花加工是利用两极见脉冲放电时产生的电腐蚀现象，对材料进行加工的方法。
早在十九世纪，人们就发现了电器开关的触点开闭时，因为放电，使接触部位烧蚀，造成接触面的损坏。
这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。
起初，电腐蚀被认为是有害的，为减少和避免这种有害的电腐蚀，人们一直在研究电腐蚀产生的原因和防止的办法。
当人们掌握了它的规律之后，便创造条件，转害为益，把电腐蚀用于生产中。
研究结果表明，当两极产生放电的过程中，放电通道瞬时产生大量的热，足以使电极材料表面局部熔化或汽化，并在一定条件下，熔化或汽化的部分能抛离电极表面，形成放电腐蚀的坑穴。
二十世纪四十年代初，人们进一步认识到，在液体介质中进行重复性脉冲放电时，能够对导电材料进行尺寸加工，因此，创立了“电火花加工法”。
电火花加工技术作为特种加工领域的重要技术之一，最早应用于二战时期折断丝锥取出时的加工。
随着人类进入信息化时代，电加工技术取得了突飞猛进的发展，可控性更高，数字化程度更好。
电火花加工技术经历了手动电火花加工、液压伺服、直流电机、步进电机、交流伺服电机等一系列过程。
控制系统也越来越复杂，从单轴数控到3轴数控、再到多轴联动。
20世纪90年代初期，3轴电火花机在国内还是空白，主要是从日本和瑞士引进。
直到90年代中期，北京市电加工研究所才和日本沙迪克公司合作开始制造3轴电火花加工机，也可以说开始步入国内电火花加工机的真正快速发展轨道，后来在此基础上又生产研发了4轴4联动电火花加工机。
以该合作为例，可以看出北京市电加工研究所的消化吸收再创新的道路大概经历了以下几个阶段：首先制造主机，也就是机械部分，相对较为简单；此后是数控系统部分，可以理解为引进；之后是整个电源，是消化阶段。
经历这三个阶段之后是吸收，最后是再创新。
对电火花加工而言电火花成形机下一步的发展空间在精密微细和特殊材料两个方面。
特殊材料（如航空航天领域用的材料）专机，窄槽窄缝、异型腔的加工，精密模具等领域都是发展重点。
@整体叶轮电火花加工电极的成形电铸
整体叶轮电火花加工电极的成形电铸韩 锋,朱 荻,曲宁松(南京航空航天大学机电工程学院,江苏南京210016) 摘要:电火花加工是整体叶轮的主要加工工艺方法之一,其中工具电极的制造是关键。
研究了采用电铸技术制备电火花加工工具电极。
由于电极结构复杂,电沉积时电场发生畸变,导致阴极表面的电场分布极不均匀,侧壁与底部结合处的电流密度远小于阴极表面其他地方的电流密度,针对这种情况,通过增加辅助阳极、屏蔽侧面等改善措施,成功制备了工具电极。
关键词:电火花加工;电铸;电场;工具电极中图分类号:TG661Electroforming of the Tool Electrode in EDM of the Integral ImpellerHan Feng,Zhu Di,Qu Ningsong(Nanjing University of Aeronautics&Astronautics,Nanjing210016,China) Abstract:The electric discharging machining(EDM)is one of the main methods to process the Integral Impeller,in which the fabrication of the tool electrodes in EDM is the very key.This paper focused on the electroforming of the tool electrodes.Because the structure of the tool electrode is com2 plex,the electric field distribution was extremely non2uniform,and the current density at the joints was far more less than that in any other area on the cathodic surface in the electroforming.To improve the electric field distortion,some measures such as adding auxiliary anodes and shielding the profiles were taken.Finally,the tool electrodes of EDM were produced successfully.K ey w ords:EDM;electroforming;electric field;tool electrode 整体涡轮(图1)是一种新型发动机结构,它极大地提高了发动机的性能和效率,但也给制造技术带来了巨大的挑战。
任务2电火花成型加工电极的制造与安装
任务2电火花成型加工电极的制造与安装一、引言在电火花成型加工中，电极是起到放电和脉冲形状控制的关键元件。
电极的制造质量和安装方式将直接影响到加工结果的精度和稳定性。
本文将详细介绍电火花成型加工电极的制造和安装方法。
二、电极制造1. 硬质电极材料选择硬质电极材料应具有高熔点、高导电性和良好的耐腐蚀性能。
常用的硬质电极材料包括钨铜合金、铜石墨等。
根据加工要求和材料的特性，选择合适的硬质电极材料。
2. 电极形状设计电极形状设计应根据加工零件的要求和电火花成型加工的原理进行。
常见的电极形状包括平面电极、柱面电极、球形电极等。
电极的形状设计将直接影响到加工结果的精度和表面质量。
3. 电极制造工艺3.1 制造预备工作在制造电极之前，需要进行一些预备工作，如准备电极加工所需的材料、设备和工具，清洁工作台和加工设备，确保工作环境整洁无尘。
3.2 电极加工根据电极形状设计，利用数控机床或手工工具进行电极的加工。
加工过程中需要注意保持加工精度和表面质量，并避免电极变形和损坏。
3.3 钝化处理制造完电极后，需要进行钝化处理以增加电极的耐腐蚀性能。
常用的钝化处理方法有电解钝化和化学钝化，根据电极材料的特性选择合适的钝化方法。
4. 电极质量检验制造完电极后，需要进行质量检验以确保电极能够满足加工要求。
常用的电极质量检验方法包括尺寸测量、形状检测和电极面质量检查等。
三、电极安装1. 安装位置选择根据加工要求和工件形状选择合适的电极安装位置。
通常情况下，选择离加工表面一定距离的位置进行安装，以确保加工的稳定性和精度。
2. 安装方式选择电极的安装方式主要有夹持式安装和螺纹式安装两种。
根据加工要求选择合适的安装方式，并确保安装牢固可靠。
3. 电极安装步骤3.1 清洁工作台和加工设备在安装电极之前，需要将工作台和加工设备清洁干净，确保无尘和杂质。
3.2 安装夹具或螺母根据选择的安装方式，安装夹具或螺母，将电极固定在加工设备上。
3.3 调整电极位置根据加工要求，调整电极的位置，确保与工件表面的距离和角度满足加工需求。
电火花线切割机床设计毕业论文
电火花线切割机床设计毕业论文第1章数控电火花线切割加工的基本介绍1.1 数控电火花线切割加工1.1.1 电火花线切割起源电火花线切割加工WCEDM(Wire Cut EDM)是在上世纪50年代末期由前苏联发展起来的一种特种加工技术，它用直径在0.08～0.3mm的钼丝、钨丝或铜丝做电极，靠脉冲性火花放电蚀除金属，使材料切割成型，故称为电火花线切割。
电火花线切割加工是电火花加工的一个分支，是一种直接利用电能和热能进行加工的工艺方法。
由于在线切割加工过程中，工件和电极丝的相对运动是由数字信号控制实现的，故又称为数控电火花线切割加工，简称线切割加工。
电火花线切割主要用来加工形状复杂的模具、细小精密零件和能够导电的一些高硬度材料。
电火花线切割加工具有加工精度高、加工余量小、生产周期短、制造成本低等优点，已在生产中获得广泛的应用。
目前线切割机床已占电加工机床的60%以上。
1.1.2 数控电火花线切割加工原理电火花线切割加工原理如图1－1所示，工具电极（钼丝或铜丝）接直流脉冲电源的负极，工件接直流脉冲电源的正极，当工具电极和工件的距离在一定范围内时，产生脉冲性火花放电，对工件进行切割。
火花放电能够切割工件的主要原因是：正负电极在绝缘工作液中靠近时，由于正负电极的微观表面是凹凸不平的，电极间的电场分布并不均匀，离得最近的凸点处的电场强度最高，两极间介质先被击穿，形成放电通道，同时电流迅速上升。
在强大的电场力作用下，通道内的负电子以很高的速度奔向阳极（正极），正离子也以高速奔向阴极（负极）。
负电子和正离子在高速运动时互相碰撞，阳极和阴极表面分别受到电子流和离子流的强烈轰击，使两电极间隙内的微小通道中瞬时产生高温，通道中心温度达到5000－10000度，瞬时产生的高温由于来不及扩散，使局部金属材料熔化甚至少量金属气化，同时在工件和电极之间的部分绝缘工作液也产生气化，气化后的金属蒸汽和工作液迅速膨胀并产生爆炸，使得熔化和气化后的金属材料从金属表面抛离出来而达到切割的目的。
电火花成型电极的改造
电火花成型电极的改造【摘要】电极在保证精度下，其设计制作应尽可能简化结构，方便机加工。
同时也要考虑电极在火花机床上的找正定位。
本文是自己对一种压胶型腔模的电火花成型电极结构的改造，从而提高加工精度和效率。
【关键词】压胶型腔模电极结构装夹定位【前言】目前，电火花加工这一新工艺技术已广泛用于模具复杂型腔的加工，在模具制造业中占有举足轻重的地位。
电极是电火花成型加工中的工具，电极的形状、尺寸、结构形式和安装会直接影响到所加工型腔的精度。
因此，合理的电极结构形式和定位方法是降低电极制造难度，提高加工速度，保证加工精度的重要手段。
我校在一次加工胶木旋钮手柄的压胶模时，采用电火花加工的方法来进行模具型腔加工，但在试模时，模具生产出来的塑件上半部分和下半部分出现错位现象，塑件不合格，模具也不合格。
这时，模具交货日期将到，单位领导非常重视，安排我负责此模具的修改。
一、压胶型腔模和成型电极结构分析要解决问题，首先要了解其产生的原因。
为了了解该塑件产生错位的原因，我反复研究模具图纸、分析模具的结构、分析塑件错位的原因，为确定改造方案提供依据。
1、模具结构分析此模具是生产胶木旋钮手柄的压胶模，模具型腔表面粗糙度Ra小于1.6μm，尺寸精度要求较高，因此旋钮手柄不仅要求外表光洁、漂亮、手感好，还要有较高尺寸精度的要求。
从上模（图1）和下模（图2）中可以看出，本模具是由对开的两部分（即上模和下模）组成。
加工该模具的型腔宜采用电火花加工，因为电火花加工型腔容易获得很高的表面粗糙和尺寸精度，加工较容易。
若采用电火花成形加工型腔，重点就要设计好电极的结构和电极的在机床上的装夹定位精度，这样才能保证模具型腔的精度。
因此合理的电极设计和制造安装精度显得十分重要。
图1胶木手柄压胶模上模图图2胶木手柄压胶模下模图2、原电极结构缺陷分析通过对原电极进行观察分析，得知原电极是采用整体式的结构，即是上模型腔电极与下模型腔电极连在一起整体加工出来。
基于UG二次开发的电火花加工成形电极设计系统
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了位置，就必须有足够的运动空间，因此必须在充满 流道电极的基础上缩小成形电极以获得运动空间。 缩小成形 电 极 有 减 厚 处 理 和 减 高 处 理 两 种 方 法［5］。 减厚处理将涡轮盘旋转合适的角度，减小相邻叶片间 中心角。旋转后的叶片与原相邻叶片之间的空间即 为减厚处理得到的电极，从而使电极能得到更大的运 动空间。减厚处理的原理如图 1 所示。
在进行电极剖分处理之前，要先输入剖分参考平 面、剖分距离以及重合度三个参数。电极剖分平面的 选取思路是： 通常电极的厚度是从左往右先逐渐变小 再逐渐变大，电极剖分平面选择在电极厚度最小处。
电极剖分处理设计思路如下： 先根据输入的剖分 参考平面、剖分距离和重合区长度将整个电极剖分为 左半电极、重合区以及右半电极三部分，再将重合区 分别添加到左半电极和右半电极并做布尔求加操作。 经剖分处理得到的电极如图 6 所示。
电极设计系统所要实现的功能是根据用户输入
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图 4 初步设计得到的电极 Fig． 4 Electrode model after initial design
2． 2 电极减厚处理 经初步设计后得到的电极是充满整个流道的，本
基于 UG 二次开发的电火花加工成形电极设计系统
吴 勇 康小明 刘 晓 赵万生
（ 上海交通大学机械与动力工程学院，机械系统与振动国家重点实验室，上海 200240）
文 摘 针对闭式整体涡轮叶盘的结构特点，在 UG 平台上通过二次开发设计了一套涡轮盘电火花加工 成形电极设计系统，包括电极初步设计、减厚处理、电极剖分、电极基座设计和电极运动轨迹搜索等模块。通过 实验对电极设计系统的正确性和实用性进行了验证，加工出满足设计要求的整体涡轮盘样件。
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南京信息职业技术学院毕业设计论文作者学号*****P22系部机电学院专业数控技术题目模具制造中的电火花成型的应用指导教师李新华评阅教师完成时间：2013 年 5 月11 日毕业设计中文摘要毕业设计外文摘要目录1 引言 (4)2 电火花机床的基本知识 (4)2.1电火花原理 (4)2.2电火花的优点与缺点 (4)2.2.1优点 (4)2.2.2缺点 (5)2.3电火花的应用 (5)2.4电火花机床的分类 (6)2.5电火花成型加工中的专业术语 (6)3 模具的简单认识 (7)3.1模具的组成 (7)3.2电火花在模具制造中的一些实例 (8)3.2.1浇注系统的加工 (8)3.2.2模具型腔的加工 (9)4 电极设计 (11)4.1有关电极的基本知识 (11)4.1.1电极设计原则 (11)4.2电极的材料、结构形式及加工工艺 (11)4.2.1电极的材料： (11)4.2.2电极的结构形式 (11)4.2.3电极的加工工艺 (12)4.3CAD软件在电极设计中的应用 (12)4.4电极设计要点 (12)4.5Pro/E电极设计 (14)4.5.1Pro/E电极设计方法 (14)4.5.2电极设计实例 (14)结论 (25)致谢 (25)参考文献 (25)1 引言模具工业的迅速发展，推动了模具制造技术的进步。
电火花加工作为模具制造技术的一个重要分支，被赋予越来越高的加工要求。
同时在数控加工技术发展新形势的影响下，促使电火花加工技术朝着更深层次、更高水平的数控化方向快速发展。
虽然模具高速加工技术的迅猛发展使电加工面临着严峻的挑战，目前放电加工技术部分工序已被高速加工中心代替，但电火花加工仍旧有广阔的前景。
如在模具的复杂、精密小型腔、窄缝、沟槽、拐角、冒孔、深度切削等加工领域仍被广泛应用。
2 电火花机床的基本知识2.1电火花原理通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。
在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能，温度可高达1万摄氏度以上,压力也有急剧变化，从而使这一点工作表面局部微量的金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中,迅速冷凝,形成固体的金属微粒，被工作液带走。
这时在工件表面上便留下一个微小的凹坑痕迹，放电短暂停歇，两电极间工作液恢复绝缘状态。
紧接着，下一个脉冲电压又在两电极相对接近的另一点处击穿,产生火花放电，重复上述过程。
这样,虽然每个脉冲放电蚀除的金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用，就能蚀除较多的金属，具有一定的生产率。
在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙的条件下，一边蚀除工件金属,一边使工具电极不断地向工件进给,最后便加工出与工具电极形状相对应的形状来。
因此，只要改变工具电极的形状和工具电极与工件之间的相对运动方式，就能加工出各种复杂的型面。
2.2电火花的优点与缺点2.2.1优点（1）适合于难切削材料的加工。
电火花加工中，材料的加工性能主要取决于材料的热学性能，而几乎与力学性能（硬度、韧性、抗拉强度）无关，突破传统切削加工对刀具的限制。
（2）加工特殊及复杂形状的零件。
电火花加工中工具电极与电极和工件不直接接触，两者之间宏观作用力小，适用于加工低刚度工件及细微加工，比如小孔，深孔，窄缝等。
（3）工艺灵活性大。
电火花加工有“正极性加工”与“负极性加工”之分。
可在淬火后进行，避免工件热变形的修正问题。
（4）电火花加工的工件表面微观形貌圆滑，工件的棱边、尖角处无毛刺、塌边，电火花混粉加工还可进行镜面加工。
2.2.2缺点（1）一般只能加工金属等导电材料，在一定的条件下能加工半导体和聚晶鑫刚石等非导电体的超硬材料。
（2）加工速度一般较慢，效率较低。
随着高速铣的发展，电火花多应用于工件加工后的“清角”工件。
新的研究表明，采用特殊水基不燃性工作液进行电火花加工，其生产效率甚至高于切削加工。
（3）存在电极损耗。
电火花加工是“双损耗”，工件上的金属被蚀除的同时，工具电极也同样会被蚀除，导致变形，进而导致工件的开关和尺寸出现偏差。
（4）存在二次放电。
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，影响加工精度和形状。
距离过小导致出现的工具电极与工件短路甚至会使加工无继续进行。
2.3电火花的应用电火花的优缺点决定了电火花的应用（1）模具加工。
由于电火花的低效率，电火花在模具制造中主要用来“清角”，即先用机械加工去除大部分余量，再进行放电加工。
两者塑料模具中的浇道口等深孔需要进行放电加工。
（2）航空、宇航等部门中高温合金等难加工材料的加工需要进行放电加工。
（3）微细精密加工。
能进行0.01~1mm范围内的型孔加工，如发动机喷油嘴、电子显微镜栅孔等。
（4）各种成型刀具、样板、工具、量具、螺纹等成型零件的加工。
2.4电火花机床的分类表2-12.5电火花成型加工中的专业术语（1）放电间隙：放电间隙是指加工时电极和工件之间产生火花放电的一层距离间隙。
大小一般在0.01∽0.5mm之间，粗加工时，间隙较大，精加工时，间隙较小。
（2）电极缩放量：电极尺寸与工件要求尺寸的单边尺寸差。
因为放电间隙的存在，为了加工符合尺寸要求的开关，采用电极缩放尺寸的方法来进行加工。
（3）二次放电：已加工表面上，加工屑的介入而进行的再次放电现象。
（4）电规准：一组电脉冲参数。
电规准的三大参数是电流、脉冲宽度、脉冲间隔。
○1脉冲宽度：工具电极和和工件两端电大脉冲的持续时间。
电极的损耗与脉冲宽度有直接的关系，正极性加工下，加大脉宽可有效降低电极的损耗。
○2脉冲间隔：两个脉冲之间的间隔时间。
脉冲间隔过短，易产生电弧放电;脉冲间隔过长，降低加工生产效率。
○3加工电流：加工电流影响加工间隙进而决定电极的缩放量，也决定加工完成的表面粗糙度。
3 模具的简单认识模具的简单认识主要是对注塑本模具的认识，电火花成型工艺主要是应用于注塑模具，这一章节将简单介绍注塑模的结构以及电火花在注塑模具中应用的一些实例。
3.1模具的组成（1）浇注系统：是将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道，通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。
（2）成型部件：成型部件由型芯和凹模组成。
型芯形成制品的内表面，凹模形成制品的外表面形状。
合模后型芯和型腔便构成了模具的型腔。
（3）结构零件：构成模具结构的各种零件，包括：导向、脱模、抽芯以及分型的各种零件。
如前后夹板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及回程杆等。
（4）结构零件：它是指构成模具结构的各种零件，包括：导向、脱模、抽芯以及分型的各种零件。
如前后夹板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及回程杆等。
3.2电火花在模具制造中的一些实例3.2.1浇注系统的加工图3-1 模具浇注系统图3-2 模具浇注系统加工示意图工艺分析：1）粗铣：单边留0.2mm2）磨床加工：外形尺寸、形状至加工要求3）退磁处理：磨床加工完成后用退磁机即可4）精铣：除去铣床可加工的地方，如果采用高速铣，尽量除去刀具可加工的部位，以减少电火花的加工量5）放电加工：用电火花加工浇注系统3.2.2模具型腔的加工图3-3 哈夫块零件图注：如图所示，图中的型腔是成型带有螺纹的塑件，在模具中遇到螺纹的话，一般有三种方法可以考虑：○1直接成型，适用于单独的螺纹加工，成型后，螺纹可以直接拧下的; ○2采用金属嵌件，成型后金属嵌件固定在塑件上;○3采用两个模具拼装在一起，两个模具之间的配合必须精准，成型后，将模具拆开，取出螺纹。
工艺分析：1）粗铣：用铣床粗加工工件的长宽高尺寸2）将滑块进行热处理3）用磨床精加工滑块的的形状与尺寸4）将初步加工的滑块进行装配修整5）精铣滑块的型腔6）用螺纹电极加工滑块的螺纹型腔图3-4 加工型腔所用电极4 电极设计电火花成型中的电极好比铣床中的铣刀，车床中的车刀。
型腔是多种多样的，加工型腔也就需要不同形状的电极，电极设计也就成为了电火花成型加工中的关键一步，俗称“拆铜公”。
4.1有关电极的基本知识4.1.1电极设计原则为了提高加工效率，减少加工成本，在可能的情况下尽量用铣床加工，当在传统切削加工加工不到或者工作有特殊要求的情况下，才设计电极进行放电加工。
4.2电极的材料、结构形式及加工工艺4.2.1电极的材料（1）纯铜纯铜是目前电加工领域应用最多的电极材料。
纯铜材料塑性好，易于机械加工，线割加工及电铸成型。
纯铜加工稳定性好，在电加工中，物理性能稳定，不容易产生电弧放电。
但纯铜本身材料熔点低，不宜承受较大的电流，否则会使电极表面严重受损，影响加工效果。
纯铜的热膨胀系数大。
（2）石墨石墨切削阻力小，容易磨削，容易成型，无加工毛刺，密度小，电极的装夹比较容易。
石墨的熔点高，能承受较大的电流，在大电流的情况下仍能保持电极的低损耗。
石墨的热膨胀系数小。
但是石墨粉尘较大，且有毒性。
（3）铜钨合金与银钨合金这两类电极材料在通常加工中很少采用，只有在高精密模具中及特殊场合中才会使用。
铜钨与银钨类合金电极材料硬度高，熔点将近3400摄氏度，可有效降低电火花加工时的电极损耗。
缺点是价格昂贵，材料来源困难。
4.2.2电极的结构形式从电极的构成看，电极分为三类：整体式电极、组合式电极、镶拼式电极。
从电极的开关看，电极分为2D电极与3D电极○12D电极：电极成形部分为贯通形状，可由传统铣削或线割加工。
○23D电极：电极成形部分有非贯通部分，须由CNC铣削加工。
4.2.3电极的加工工艺（1）机械切削加工（2）电火花线切割加工（3）电铸加工：适用于纯铜电极材料，主要用来制作大尺寸电极。
4.3CAD软件在电极设计中的应用当前，计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术已广泛应用于制造行业。
多数CAD软件，像UG、Pro/E、CimaronE、MasterCAM等都提供了强大的电极设计功能。
4.4电极设计要点（1）优先考虑设计整体结构电极，但民要注要，电火花在加工中存在“面积效应”，电极较大易出现排屑困难的情况，会形成二次放电而影响加工效果。
（2）对于精度要求高的电极，可设计2—3根电极，分别采用不同的电极缩放量，以分别应用于暴工、粗加工、精加工。
（3）对于一些薄小、高低差很大的电极，在制作和电加工中，电极容易变形，就采用一些加强电极，经防止变形。
（4）电极应根据需要设计合适的底座。
底座上就有加工中较正电极的定位的基准。
（5）电极缩放量的确定○1电极缩放量的分类1）整体内缩或者外扩：电极与工位在任何一个部位的间隙值都相等。
主要适用于复杂的3D电极。
2）直线部分与圆弧、倒角等分开缩放间隙，电极与工位在一个或多个部位间隙值不相等。
主要适用于2D电极及简单3D电极。
○2电极缩放数值的确定不同机床厂家的脉冲电源是不同的，电规准的三个参数也是不同的，加工中的要求也是不同的。