模具特种加工方法讲解共52页
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模具特种加工方法讲解课件
• 3B格式的数控系统由于没有间隙补 偿功能，必须按照电极丝中心轨迹编程， 当零件复杂时，编程工作量较大。4B格 式在3B格式的基础上发展起来的，这种 格式按工件轮廓编制，数控系统使电极 丝相对于工件轮廓自动实现间隙补偿， 在程序格式中增加一个R和D或DD（圆弧 的凸、凹性）。
• 4B程序格式见表3－6
3．电火花线切割加工的应用
• （1）加工模具零件 • 适用于加工淬火钢、硬质合金模具零
件、各种形状的细小零件、窄缝等。 • （2）加工电火花成型加工用的电极 • 适用于加工一般电火花加工型孔时用
的电极，以及加工带锥度型腔时用的电 极。。 • （3）加工零件 • 适用于加工品种多、数量少的零件， 特殊难加工材料的零件等。
• 1）电极的装夹与校正
• 型腔模电极的装夹方法与型孔电火 花加工的电极装夹基本相同。电极装夹 后常用的校正方法有三种。
• a.固定板基面校正法
• b.电极侧面校正法
• c.电极端面火花放电校正法。
• 2）电极和工件的定位 • 型腔模电极和工件装夹校正后，必
须相互定位，以保证型腔在模具上的位 置精度。常用的定位方法如下： • a. 量块角尺定位法 • b. 十字线定位法 • c. 定位板定位法
• 和电火花加工型孔一样，型腔加工所采 用的电极也有三种结构形式。
• 3）电极尺寸 的确定
• 电极设计时 需要确定的电极 尺寸如下：
• a. 电极横截 面尺寸的计算
• a＝A±Kb
•
b. 电极高度尺寸的计算
• 电极总高度尺寸的确定如图3－ 19所示。
• h＝h1＋h2 • h1＝H1＋C1 H1＋C2 S－δJ
1 模具电火花成形加工
• 电火花加工是在一定介质中，通过工 具电极和工件电极之间脉冲火花放电时的 电腐蚀现象，对工件进行加工，从而达到 图纸规定的形状、尺寸和表面粗糙度要求 的一种工艺方法。
• 4B程序格式见表3－6
3．电火花线切割加工的应用
• （1）加工模具零件 • 适用于加工淬火钢、硬质合金模具零
件、各种形状的细小零件、窄缝等。 • （2）加工电火花成型加工用的电极 • 适用于加工一般电火花加工型孔时用
的电极，以及加工带锥度型腔时用的电 极。。 • （3）加工零件 • 适用于加工品种多、数量少的零件， 特殊难加工材料的零件等。
• 1）电极的装夹与校正
• 型腔模电极的装夹方法与型孔电火 花加工的电极装夹基本相同。电极装夹 后常用的校正方法有三种。
• a.固定板基面校正法
• b.电极侧面校正法
• c.电极端面火花放电校正法。
• 2）电极和工件的定位 • 型腔模电极和工件装夹校正后，必
须相互定位，以保证型腔在模具上的位 置精度。常用的定位方法如下： • a. 量块角尺定位法 • b. 十字线定位法 • c. 定位板定位法
• 和电火花加工型孔一样，型腔加工所采 用的电极也有三种结构形式。
• 3）电极尺寸 的确定
• 电极设计时 需要确定的电极 尺寸如下：
• a. 电极横截 面尺寸的计算
• a＝A±Kb
•
b. 电极高度尺寸的计算
• 电极总高度尺寸的确定如图3－ 19所示。
• h＝h1＋h2 • h1＝H1＋C1 H1＋C2 S－δJ
1 模具电火花成形加工
• 电火花加工是在一定介质中，通过工 具电极和工件电极之间脉冲火花放电时的 电腐蚀现象，对工件进行加工，从而达到 图纸规定的形状、尺寸和表面粗糙度要求 的一种工艺方法。
模具制造技术第五章 模具的特种加工
通常电火花加工是工件的最后精加工工序，因此，正确选
择工件的定位基准是十分关键的一步，这关系到工件形位公差、 加工质量的保证。所谓基准，就是图纸或零件上的某些点、线、 面，它们被用来确定其它点、线、面的位置。基准分为设计基 准和工艺基准。设计基准
5.1.6电火花成形加工在模具制造中的应用与实例
1. 电火花成形加工应用 （1）异形法兰凹模型腔的加工
图5-17所示为一型腔凹模，精度一般，材料为3Cr2W8V， 热处理硬度HRC48~52。因其型腔底部圆周要求R3圆弧过渡， 从模具设计来讲只能是整体结构，从加工制造来讲，型腔可
采用数控铣削或电火花加工，下面讨论一下电火花加工的工 艺方法。
一般模具加工的主要工艺流程为备料—粗加工―热处理 ―电火花精加工―钳工修配。 1）备料：该凹模外形尺寸较大，可以选用锻造毛坯或大直径 棒料，留足合适的余量。 2）粗加工：该凹模为回转体零件，可选用车削加工去除大余 量，留后续加工余量双面1~2mm；需要注意的是，由于精加 工采用电火花，因此，粗加工时要尽量多的去除型腔金属， 留适当的电加工量即可，这不仅利于后续电加工，也能使型 腔表面热处理硬度得到保证。 3）热处理：1080℃油淬，630℃回火。 4）精加工。 基准确定：由于型腔不规则且居中，应以端面和外圆为电加
第5章 模具的特种加工
5.1.1电火花加工的基本原理和特点
1. 电腐蚀现象 电火花成形加工 (Electrical Discharge Machining，简称
EDM)是通过稳定可靠的自动控制系统使浸没在工作液中的工 具电极和被加工工件之间不断产生脉冲火花放电,发生不间断 的电腐蚀现象，依靠产生的局部、瞬时高温把工件材料慢慢
电火花加工过程主要分以下四个连续阶段：
（1）介质击穿和放电通道形成 （2）能量转换、分布与传递（介质热分解，电极材料熔化、 汽化、热膨胀）
择工件的定位基准是十分关键的一步，这关系到工件形位公差、 加工质量的保证。所谓基准，就是图纸或零件上的某些点、线、 面，它们被用来确定其它点、线、面的位置。基准分为设计基 准和工艺基准。设计基准
5.1.6电火花成形加工在模具制造中的应用与实例
1. 电火花成形加工应用 （1）异形法兰凹模型腔的加工
图5-17所示为一型腔凹模，精度一般，材料为3Cr2W8V， 热处理硬度HRC48~52。因其型腔底部圆周要求R3圆弧过渡， 从模具设计来讲只能是整体结构，从加工制造来讲，型腔可
采用数控铣削或电火花加工，下面讨论一下电火花加工的工 艺方法。
一般模具加工的主要工艺流程为备料—粗加工―热处理 ―电火花精加工―钳工修配。 1）备料：该凹模外形尺寸较大，可以选用锻造毛坯或大直径 棒料，留足合适的余量。 2）粗加工：该凹模为回转体零件，可选用车削加工去除大余 量，留后续加工余量双面1~2mm；需要注意的是，由于精加 工采用电火花，因此，粗加工时要尽量多的去除型腔金属， 留适当的电加工量即可，这不仅利于后续电加工，也能使型 腔表面热处理硬度得到保证。 3）热处理：1080℃油淬，630℃回火。 4）精加工。 基准确定：由于型腔不规则且居中，应以端面和外圆为电加
第5章 模具的特种加工
5.1.1电火花加工的基本原理和特点
1. 电腐蚀现象 电火花成形加工 (Electrical Discharge Machining，简称
EDM)是通过稳定可靠的自动控制系统使浸没在工作液中的工 具电极和被加工工件之间不断产生脉冲火花放电,发生不间断 的电腐蚀现象，依靠产生的局部、瞬时高温把工件材料慢慢
电火花加工过程主要分以下四个连续阶段：
（1）介质击穿和放电通道形成 （2）能量转换、分布与传递（介质热分解，电极材料熔化、 汽化、热膨胀）
模具的特种加工技术
图3.2 加工表面的局部放大图
二、 电火花成形加工的基本条件
1）脉冲电源 电火花成形时必须具有波形为 单向的脉冲电源，如图3.3所示。 单向的脉冲电源，如图3.3所示。 2）足够的放电能量 脉冲放电点必须有足 够的火花放电强度使局部金属熔化和气化。火花 放电的电流密度应达到10 放电的电流密度应达到105~106A／cm2。 cm2。 3）绝缘介质 为使脉冲放电重复进行，极间 需充有一定的绝缘液体介质，使脉冲放电产生的 电蚀产物及时扩散、排出。 4）间隙 工具与工件之间需始终维持一定的 间隙。
第3章 模具的特种加工技术
特种加工定义： 直接利用电能、化学能、光能和声能对工件 进行加工，以达到一定的形状尺寸和表面粗糙度 要求的加工方法称为特种加工。也称为电加工或 传统加工。 模具特种加工的内容很多，主要包括电火花成形 加工、电火花线切割加工、电铸、电解加工、电 化学加工、激光加工、超声波加工等。
图3.3 脉冲电流波形 ti 脉冲宽度 t0 脉冲间隔 T 脉冲周期 Ie 电流峰值
三、 电火花成形加工的特点
1）可以加工任何硬、脆、韧及高熔点的金属 材料，包括经热处理的钢及合金。 2）加工时，工具与工件不接触，二者之间没 有明显的宏观作用力，能在淬火后进行。 3）放电持续时间短，10-3—10-7s，热量传散 ）放电持续时间短，10 范围小，保证良好的加工精度和表面质。 4）脉冲参数能在较大范围内调节，可以在同 一台机床上连续进行粗、中、精及精微。 5）直接利用电能进行加工，便于实现自动控 制和加工自动化。
电火花加工过程中， 电火花加工过程中， 实现高效低损耗加工，具体途径如下： 实现高效低损耗加工，具体途径如下：
（1）正确选择加工极性 （2）利用吸附效应建立炭黑保护层 （3）选用合适的材料作工具电极 （4）利用电喷镀现象 （5）利用电化学作用
第四章模具特种加工方法
2）多电极加工法
3）分解电极法
（2）电极设计 1）电极材料 型腔加工中常用的电极材料主要是石墨和
紫铜。在特殊型腔加工中采用铜钨合金和银钨 合金是较理想的材料。
2）电极结构：整体式、镶拼式和组合式。
脉冲流波形图
ti—脉冲宽度；t0—脉冲间隔； T—脉冲周期；I0—电流峰值
3.1.3 电火花加工的特点
（1）可以加工用一般机械加工方法难 以加工或无法加工的材料。
（2）工具电极和工件在加工过程中不 接触，不存在明显的机械作用力，工件不 会受力变形，便于加工小孔、深孔、薄壁、 窄缝以及各种型面和型腔零件。
1）电极材料
2）电极结构 a. 整体式电极 b. 组合式电极 c. 镶拼式电极
3）电极尺寸
➢电极尺寸主要包括截面尺寸和长度尺寸。 ➢截面尺寸为垂直于电极进给力向的电极横 截面尺寸。 ➢电极的轮廓尺寸比所加工型孔均匀地小一 个放电间隙。 ➢凸、凹模的尺寸公差住往只标注一个，另 一个与之配作，以保证配合间隙。
3.1.2 电火花加工必须具备的条件
（1）必须使工件电极和工具电极之间经常保持一定的 间隙，一般为0.01～0.2mm。
（2）电火花放电必须是脉冲性和间歇性的，放电延续 时间一般为10-7～10-4s。
（3）电火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质 中进行。液体介质没有一定绝缘性能，就不能击穿放电， 形成火花通道。
3.1.5 电火花加工在模具制造中的应用
1．凹模型孔加工
电火花加工在模具制造中，广泛应用于 各种冲裁模的凹模型孔的加工。型孔越复 杂，采用电火花加工的优越性越明显。对 于型孔形状复杂的凹模，采用电火花加工 可以不用镶拼结构，而采用整体结构。这 样既简化了模具的结构，又提高了模具的 寿命。
3）分解电极法
（2）电极设计 1）电极材料 型腔加工中常用的电极材料主要是石墨和
紫铜。在特殊型腔加工中采用铜钨合金和银钨 合金是较理想的材料。
2）电极结构：整体式、镶拼式和组合式。
脉冲流波形图
ti—脉冲宽度；t0—脉冲间隔； T—脉冲周期；I0—电流峰值
3.1.3 电火花加工的特点
（1）可以加工用一般机械加工方法难 以加工或无法加工的材料。
（2）工具电极和工件在加工过程中不 接触，不存在明显的机械作用力，工件不 会受力变形，便于加工小孔、深孔、薄壁、 窄缝以及各种型面和型腔零件。
1）电极材料
2）电极结构 a. 整体式电极 b. 组合式电极 c. 镶拼式电极
3）电极尺寸
➢电极尺寸主要包括截面尺寸和长度尺寸。 ➢截面尺寸为垂直于电极进给力向的电极横 截面尺寸。 ➢电极的轮廓尺寸比所加工型孔均匀地小一 个放电间隙。 ➢凸、凹模的尺寸公差住往只标注一个，另 一个与之配作，以保证配合间隙。
3.1.2 电火花加工必须具备的条件
（1）必须使工件电极和工具电极之间经常保持一定的 间隙，一般为0.01～0.2mm。
（2）电火花放电必须是脉冲性和间歇性的，放电延续 时间一般为10-7～10-4s。
（3）电火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质 中进行。液体介质没有一定绝缘性能，就不能击穿放电， 形成火花通道。
3.1.5 电火花加工在模具制造中的应用
1．凹模型孔加工
电火花加工在模具制造中，广泛应用于 各种冲裁模的凹模型孔的加工。型孔越复 杂，采用电火花加工的优越性越明显。对 于型孔形状复杂的凹模，采用电火花加工 可以不用镶拼结构，而采用整体结构。这 样既简化了模具的结构，又提高了模具的 寿命。
模具零件的特种加工
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第一节 电火花成型加工
一、电火花加工的原理
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，使局部金属熔化，甚至汽化，从而将金属蚀除 下来。这一过程大致分为以下几个阶段:
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第一节 电火花成型加工
教学目标
1.掌握电火花成型加工、电火花线切割加工、电化学加工的 原理、特点及应用。
2.了解电火花成型加工、电火花线切割加工工艺所使用机床 的结构特点。
3.了解超声波加工、激光加工、电子束加工的原理、特点及 应用。
4.尝试综合利用本章所述几种加工工艺对不同零件进行加工。
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第一节 电火花成型加工
(2)火花放电必须在一定绝缘性能的液体介质中进行，例如， 煤油、皂化液或去离子水等。液体介质又称工作液，有压缩 放电通道的作用，同时液体介质还能把电火花加工过程中产 生的金属屑、炭黑等电蚀产物从放电间隙中排出去，并且对 电极和工件有较好的冷却作用。
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第一节 电火花成型加工
(3)火花放电是瞬时的脉冲性放电，放电的持续时间一般为 1~1000 μs。由于放电时间短，能量集中，使放电时产生的热 量来不及扩散到电极材料内部，放电点集中在很小范围内。 如果放电时间过长，就会形成持续电弧放电，使加工表面材 料大范围熔化烧伤而无法用作尺寸加工。
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第一节 电火花成型加工
3.电极材料的抛出 正负电极间产生的电火花现象，使放电通道产生高温高压。
通道中心的压力最高，工作液和金属汽化后不断向外膨胀， 形成内外瞬间压力差，高压力处的熔融金属液体和蒸汽被排 挤，抛出放电通道，大部分被抛入到工作液中。加工中看到 的橘红色火花就是被抛出的高温金属熔滴和碎屑。
第一节 电火花成型加工
一、电火花加工的原理
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，使局部金属熔化，甚至汽化，从而将金属蚀除 下来。这一过程大致分为以下几个阶段:
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第一节 电火花成型加工
教学目标
1.掌握电火花成型加工、电火花线切割加工、电化学加工的 原理、特点及应用。
2.了解电火花成型加工、电火花线切割加工工艺所使用机床 的结构特点。
3.了解超声波加工、激光加工、电子束加工的原理、特点及 应用。
4.尝试综合利用本章所述几种加工工艺对不同零件进行加工。
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第一节 电火花成型加工
(2)火花放电必须在一定绝缘性能的液体介质中进行，例如， 煤油、皂化液或去离子水等。液体介质又称工作液，有压缩 放电通道的作用，同时液体介质还能把电火花加工过程中产 生的金属屑、炭黑等电蚀产物从放电间隙中排出去，并且对 电极和工件有较好的冷却作用。
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第一节 电火花成型加工
(3)火花放电是瞬时的脉冲性放电，放电的持续时间一般为 1~1000 μs。由于放电时间短，能量集中，使放电时产生的热 量来不及扩散到电极材料内部，放电点集中在很小范围内。 如果放电时间过长，就会形成持续电弧放电，使加工表面材 料大范围熔化烧伤而无法用作尺寸加工。
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第一节 电火花成型加工
3.电极材料的抛出 正负电极间产生的电火花现象，使放电通道产生高温高压。
通道中心的压力最高，工作液和金属汽化后不断向外膨胀， 形成内外瞬间压力差，高压力处的熔融金属液体和蒸汽被排 挤，抛出放电通道，大部分被抛入到工作液中。加工中看到 的橘红色火花就是被抛出的高温金属熔滴和碎屑。
特种加工技术课件PPT课件
如何实现电极相对于工件的定位的找正？
答案
接触感知功能
第30页/共81页
电极相对于工件定位
Y＋
X－
X＋
Y－
电极
利用数控电火花成型机床的MDI 功能手动操作实现电极定位
第31页/共81页
C代码和H代码介绍
C***：加工条件代码
从C000到C999共有1000个条件代码，其中C000到C099为 用户使用区，其余为机床内部使用。每个条件代码都代表一组 放电参数
C128深度留量0.14mm、平动量为0.12mm； C126深度留量0.03mm、平动量为0.2mm；
第40页/共81页
第41页/共81页
电火花线切割加工的特点
• 适合于机械加工方法难于加
工的材料的加工，如淬火钢、
硬质合金、耐热合金等。
优点
• 以金属线为工具电极，节约
了电极设计和制造费用和时
间，
在实际设计中要注意事项
（1）便于排气，经常将冲油孔 或排气孔上端直径加大
（2）气孔尽量开在蚀除面积较大 以及电极端部凹入的位置
第19页/共81页
（3）冲油孔要尽量开在 不易排屑的拐角、窄缝处
（4）排气孔和冲油孔的直径 约为平动量的1～2倍，一般取1～1.5 mm
第20页/共81页
(5) 尽可能避免冲液孔在加工后留下的柱芯
第6页/共81页
(2) 在加工小间隙、无间隙的冷冲模具时，配合间隙小于最小的 电火花加工放电间隙
将凸模做成阶梯状
第7页/共81页
单工具电极直接成型法
先用低损耗电规准进行粗加工， 然后用平动头使工具电极做圆周平行移动
电
火
多电极更换法
花
模具的特种加工技术
4.1.3 电火花成形机床及附件简介
电火花成型加工机床由 于功能的差异，导致在布 局和外观上有很大的不同， 但其基本组成是一样的， 都由脉冲电源、数控装置、 工作液循环系统、伺服进 给系统、基础部件等组成
图4-4
一、脉冲电源
• 作用 脉冲电源的作用是把工频交流电流转换成一定频率的单
向脉冲电流，以供给火花放电间隙所需要的能量来蚀除金 属。
四、应用范围
由于电火花成型加工具有许多传统切削加工所无法比拟的优点，因 此其应用领域日益扩大，目前已广泛应用于机械 ( 特别是模具制 造 ) 、宇航、航空、电子、电机、电器、精密微细机械、仪器仪表、 汽车、轻工等行业，以解决难加工材料及复杂形状零件的加工问题。 其加工范围已达到小至几十微米的小轴、孔、缝，大到几米的超大型 模具和零件。
脉冲电源对线切割加工的生产率、表面质量、加工速度 、加工过程的稳定性和电极丝损耗等技术经济指标有很大 的影响，应给予足够的重视。
• 分类 1、按其作用原理和所用的主要元件、脉冲波形等可分为多 种类型，见表 7-3 。
2、按功能可分为等电压脉宽 ( 等频率 ) 、等电流脉宽脉 冲电源，以及模拟量、数字量、微机控制、适应控制、智能 化等脉冲电源。
光、热能： 激光加工
化学能：
化学加工、化学抛光
声、机械能： 超声波加工
机械能：
磨料喷射加工、磨料流加工、液体喷射加工
电子束和离子束加工以及同时用几种加工方式的复合加工
§4.1 电火花成形加工
4.1.1 电火花加工的基本原理及特点
4.1.2 电火花加工过程
4.1.3 电火花加工机床
4.1.4 电火花加工的基本规律
电火花成型加工具体应用范围如下 ： 1、高硬脆材料 2、各种导电材料的复杂表面 3、微细结构和形状 4、高精度加工 5、高表面质量加工
模具制造工艺第五章模具特种加工课件
一、电火花线切割的加工原理、特点和分类
1.加工原理：与电火花同
运丝
变频
自动
零件工艺分析
手工
编程
数控
装置
功放
脉冲
机床
步进
电机
一
、
电
火
花
线
切
割
的
加
工
原
理
、
特
点
和
分
类
电火花线切割加工与编程
需要制造成形电极，工件材料的预加工量少.
2、
加
工
特
点
能方便地加工复杂截面的型柱、型孔和窄缝.
电流小脉宽窄，属中、精加工，基本一次加工完成.
一、电极的设计与制造
2.型腔电极的设计与制造
（3）型腔电极制造
1）石墨电极的制造 以机加工为
主，以螺栓连接和粘结为辅
2）紫铜电极的制造 机加工配合
钳工修光
石墨纤维方向及拼块组合
电火花加工与编程
一、电极的设计与制造
2.型腔电极的设计与制造
（4）
工件的
准备
I
工件预加工：去除加工余量，做出基准
II
热处理：根据形面和变形大小确定顺序
1.型孔电极的设计与制造
（2）电极材料和结构形式
电火花加工与编程
一、电极的设计与制造
1.型孔电极的设计与制造
电极的尺寸与技术要求
1）按凹
电极与凹模的轮廓
模尺寸和
电火花加工与编程
一、电极的设计与制造
1.型孔电极的设计与制造
（3）电极的尺寸与技术要求
2）按凸模尺寸和公差确定电极
截面尺寸
= + 1 + 2
1.加工原理：与电火花同
运丝
变频
自动
零件工艺分析
手工
编程
数控
装置
功放
脉冲
机床
步进
电机
一
、
电
火
花
线
切
割
的
加
工
原
理
、
特
点
和
分
类
电火花线切割加工与编程
需要制造成形电极，工件材料的预加工量少.
2、
加
工
特
点
能方便地加工复杂截面的型柱、型孔和窄缝.
电流小脉宽窄，属中、精加工，基本一次加工完成.
一、电极的设计与制造
2.型腔电极的设计与制造
（3）型腔电极制造
1）石墨电极的制造 以机加工为
主，以螺栓连接和粘结为辅
2）紫铜电极的制造 机加工配合
钳工修光
石墨纤维方向及拼块组合
电火花加工与编程
一、电极的设计与制造
2.型腔电极的设计与制造
（4）
工件的
准备
I
工件预加工：去除加工余量，做出基准
II
热处理：根据形面和变形大小确定顺序
1.型孔电极的设计与制造
（2）电极材料和结构形式
电火花加工与编程
一、电极的设计与制造
1.型孔电极的设计与制造
电极的尺寸与技术要求
1）按凹
电极与凹模的轮廓
模尺寸和
电火花加工与编程
一、电极的设计与制造
1.型孔电极的设计与制造
（3）电极的尺寸与技术要求
2）按凸模尺寸和公差确定电极
截面尺寸
= + 1 + 2
第5章模具特种加工
第5章 模具的特种加工
5.1 电火花成形加工 5.2 电火花线切割加工 5.3 电化学及化学加工 5.4 超声加工
第5章模具特种加工
5.1 电火花成形加工
• 5.1.1 电火花加工的基本原理 • 5.1.2 型孔的加工 • 5.1.3 型腔的加工 • 5.1.4 电极设计与制造
第5章模具特种加工
5.1 电火花成形加工
作台;4—工作液槽； 5—主轴头；6—立柱;7—工作液
关键部件。
第5章模具特种加工
箱；8—电源箱
5.1 电火花成形加工
• 5.1.1 电火花加工的基本原理
• 5.电火花成形加工的设备 • （2）脉冲电源（脉冲发生器）
– 调节电流辐值、脉宽和脉冲间歇等参数，满足粗、中、 精加工的需要。
– 电规准
• 1)脉冲宽度的影响 • 2)脉冲间隙的影响 • 3)峰值电流的影响
• 多型孔凹模：对于一系列尺寸和位置有较高精度要求的 孔，常采用坐标法加工。一般在坐标镗床上或立式铣床 上加工。对于镶块结构的凹模，凹模镶件经淬火、回火 和磨削后分别压入固定板的相应孔内
第5章模具特种加工
5.1 电火花成形加工
• 5.1.2 型孔的加工
– 1.圆形型孔凹模
• 多型孔凹模
– 在坐标镗床上按坐标法镗 孔，将各孔间的尺寸转化为 直角坐标尺寸。 – 在工件的安装过程中，为使 工件上的基准面a或b与主轴 的轴线对准，可以采用多种 方法，如图5.10用定位角铁 和光学中心测定器找正。 – 若无坐标镗，镶块结构的多 型孔也可在立铣床上用坐标法 加工 – 整体结构的多型孔凹模，原 材料一般为碳素工具钢或合金 工具钢，先锻造在粗、精加工 – 最好在数控机床上加工孔系， 可保证各型孔间的位置精度
5.1 电火花成形加工 5.2 电火花线切割加工 5.3 电化学及化学加工 5.4 超声加工
第5章模具特种加工
5.1 电火花成形加工
• 5.1.1 电火花加工的基本原理 • 5.1.2 型孔的加工 • 5.1.3 型腔的加工 • 5.1.4 电极设计与制造
第5章模具特种加工
5.1 电火花成形加工
作台;4—工作液槽； 5—主轴头；6—立柱;7—工作液
关键部件。
第5章模具特种加工
箱；8—电源箱
5.1 电火花成形加工
• 5.1.1 电火花加工的基本原理
• 5.电火花成形加工的设备 • （2）脉冲电源（脉冲发生器）
– 调节电流辐值、脉宽和脉冲间歇等参数，满足粗、中、 精加工的需要。
– 电规准
• 1)脉冲宽度的影响 • 2)脉冲间隙的影响 • 3)峰值电流的影响
• 多型孔凹模：对于一系列尺寸和位置有较高精度要求的 孔，常采用坐标法加工。一般在坐标镗床上或立式铣床 上加工。对于镶块结构的凹模，凹模镶件经淬火、回火 和磨削后分别压入固定板的相应孔内
第5章模具特种加工
5.1 电火花成形加工
• 5.1.2 型孔的加工
– 1.圆形型孔凹模
• 多型孔凹模
– 在坐标镗床上按坐标法镗 孔，将各孔间的尺寸转化为 直角坐标尺寸。 – 在工件的安装过程中，为使 工件上的基准面a或b与主轴 的轴线对准，可以采用多种 方法，如图5.10用定位角铁 和光学中心测定器找正。 – 若无坐标镗，镶块结构的多 型孔也可在立铣床上用坐标法 加工 – 整体结构的多型孔凹模，原 材料一般为碳素工具钢或合金 工具钢，先锻造在粗、精加工 – 最好在数控机床上加工孔系， 可保证各型孔间的位置精度
模具特种加工ppt
2
第一节 模具电火花成形加工
一、电火花加工基本原理
原理：在一定的介质中，通过工具电极和工件之间的 脉冲放电产生电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方 法。 1) 电极：铜 、钢、石墨 2) 加工介质：煤油、 煤油和机油、水基工作液
3) 脉冲电源
3
第一节 模具电火花成形加工
1、电火花成形设备必须具备的条件：
42
第一节 模具电火花成形加工 4）电极的制造工艺
电极的制造方法：
电火花线切割加工 先用普通机械加工， 然后进行成形磨削。
43
第一节 模具电火花成形加工
常用的电极制造工序
44
第一节 模具电火花成形加工
3、工件磨坯的准备
45
第一节 模具电火花成形加工
4、工具电极和工件的装夹定位 （1）电极的装夹
31
第一节 模具电火花成形加工
十字铰链式电极装夹调节装置
32
第一节 模具电火花成形加工
球面铰链式电极装夹调节装置
33
第一节 模具电火花成形加工
34
第一节 模具电火花成形加工
5、机床附件
（2）平动头 应用范围及特点：在型腔加工时使用，可实现粗、中、 精加工在单个极的条件下一次完成。 基本工作原理：利用偏心套调节偏心距离，实现平动量 的调节，工作是平动头上的电极作以偏 心量的平动运动。
27
第一节 模具电火花成形加工
4、工作液循环过滤系统
（1）作用：是排除电火花加工过程中不断产生的电蚀产 物，提高电蚀过程的稳定性和加工速度。减 小电极损耗确保加工精度和表面质量。 （2）过滤工作方式： 自然沉淀法 静电过滤法 离心过滤法 介质过滤法
28
第一节 模具电火花成形加工
项目四模具的特种加工
多个 脉冲
二、 电火花成形加工的特点及应用范围
1.电火花成形加工的特点
﹙1﹚以柔克刚，适合任何难切削材料的加工； ﹙2﹚不存在宏观切削力；(小孔、窄缝等各种精密复杂模具 的加工) ﹙3﹚易于实现自动控制及自动化;
﹙4﹚可以改进结构设计，改善结构工艺性。
缺点
只能加工导电工件。 加工速度慢。 由于存在电极损耗，加工精度受限制。
前苏联科学家拉扎连柯夫妇
表1-1 常用特种加工方法的分类
加工方法
电火花加工
电火花成型加工 电火花线切割加工
电解加工
电解磨削
电化学加工 电解研磨
电铸
涂镀
激光束加工
高能束加工
电子束加工 离子束加工
等离子弧加工
物料切蚀 加工
化学加工
复合加工
超声加工 磨料流加工 液体喷射加工 化学铣削 化学抛光 光刻 电化学电弧加工 电解电化学机械磨削
冲放电持续时间te ，亦即正比于平均放电电流。
﹙3﹚电参数对电蚀量的影响
a. 脉冲宽度
图5-11 极性效应和脉宽对蚀除量的影响
短脉冲加工（ <40微秒） ：正极材料的蚀除速度大于负极 材料的蚀除速度，采用正极性加工； 用于精加工。
长脉冲加工（ >300微秒） ：长脉冲时负极的蚀除速度要 比正极大，采用负极性加工。用于粗 加工。
u
ui
ti to
t
tp
脉冲电源空载电压波形
ti为脉冲宽度 to为脉冲间隔 tp为脉冲周期； ui为脉冲峰值电压 Ip为峰值电流
3.自动进给调节系统
主要控制放电间隙大小、极间物理状态、加工深度等。
❖ 电火花成型加工的自动进给调节系统，主要包含 伺服进给系统和参数控制系统。伺服进给系统主要用 于控制放电间隙的大小，而参数控制系统主要用于控 制电火花成型加工中的各种参数(如放电电流、脉冲 宽度、脉冲间隔等)，以便能够获得最佳的加工工艺 指标等。
模具的特种加工方法
2. 非电参数对电极损耗的影响
•
1) 加工面积的影响
•
在脉冲宽度和峰值电流一定的条件下，加工面积对电
极损耗影响不大，是非线性的(如图所示)。当电极相对损
耗小于l%，并随着加工面积的继续增大，电极损耗减小的
趋势越来越慢。当加工面积过小时，则随着加工面积的减
小而电极损耗急剧增加。 /%
3 电 极 —Cu
峰值电流与电极相对损耗的关系
3) 脉冲间隔的影响
•
在脉冲宽度不变时，随着脉冲间隔的增加，电极
损耗增大(如图所示)。因为脉冲间隔加大，引起放电间
隙中介质消电离状态的变化，使电极上的“覆盖效应”
减少。
•
随着脉冲间隔的减小，电极损耗也随之减少，但
超过一定限度，放电间隙将来不及消电离而造成拉弧
烧伤，反而影响正常加工的进行。尤其是粗规准、大
电流加工时，更应注意。
/%
0.8 0.6 0.4 0.2
电 极 —铜 工 件 —T10A 加 工 极 性 —负
ti＝ 1200s
0 100 200 300 400 500 600 to /s
图3-15 脉冲间隔对电极相对损耗的影响
• 4) 加工极性的影响
•
在其他加工条件相同的情况下，加工极性不同对电极
工作液对电蚀量的影响 电火花加工一般在液体介质中进行。
• 其他条件对加工速度的影响
• 在电火花加工过程中，极间局部区域电蚀产物过高， 加之放电引起的温度升高，常会影响加工过程的稳定性， 以致破坏正常的火花放电，使加工速度降低，甚至无法继 续加工。
•
电极材料也会影响加工过程的稳定性，钢电极加工钢
工件不稳定，改用铜电极较稳定。
2）放电必须在具有一定绝缘性的液 体介质中进行。
模具制造-6模具的特种加工技术
1）加工各种形状复杂的型腔和型孔。如冲模的型孔、 锻模的型槽和注射模、吹塑模、压铸模等的型腔。
2）电火花加工常作为模具工作件淬火后的精加工工序. 不仅是因为“以柔克刚”，还可以消除因热处理而引起的 工件变形因素。
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模具制造技术
3)对如图6－6所示的模具型孔或型腔，可以整体成形， 不必按图中分成1、2、3块的方式进行镶拼。这样不但提 高了模具的强度，同时还减少了设计和制造的难度。
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图6－10 十字铰链式电极夹具调 节装置
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图6－11 球面铰链式电极夹具 调节装置
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2、电火花成形机床的型号、规格
我国机械工业部 标准规定，电火花 成形机床均采用 “D71”附加工作 台台面宽度的1/10 表示。
表6-1电火花成形机床的型号、规格
1．电火花成形加工机床 电火花成形加工的设备通常指电火花成形机床，也称为 电火花成形机。它主要由机床本体；脉冲电源；自动控制系 统；工作液循环过滤系统等四部分组成，如图6－7所示。
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a）结构示意图
b）机床外貌图
图6－7 单立柱式电火花成形加工机床
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3、加工过程
1）电离:电场强度大,液体介质—电子、正离子 2）放电： 电子——阳级 正离子——阴级
介质绝缘形成放电通道
3）热膨胀：电子撞击介质中的分子和原子、电 子、离子碰撞， 10000~12000 工件表面熔 化、汽化，周围介质汽化、产生热分解、分 离碳黑
4）抛处金属：爆炸力使工件表面抛出金属，形
模具制造技术
2）足够的放电能量 有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属溶化或
2）电火花加工常作为模具工作件淬火后的精加工工序. 不仅是因为“以柔克刚”，还可以消除因热处理而引起的 工件变形因素。
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3)对如图6－6所示的模具型孔或型腔，可以整体成形， 不必按图中分成1、2、3块的方式进行镶拼。这样不但提 高了模具的强度，同时还减少了设计和制造的难度。
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图6－10 十字铰链式电极夹具调 节装置
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图6－11 球面铰链式电极夹具 调节装置
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2、电火花成形机床的型号、规格
我国机械工业部 标准规定，电火花 成形机床均采用 “D71”附加工作 台台面宽度的1/10 表示。
表6-1电火花成形机床的型号、规格
1．电火花成形加工机床 电火花成形加工的设备通常指电火花成形机床，也称为 电火花成形机。它主要由机床本体；脉冲电源；自动控制系 统；工作液循环过滤系统等四部分组成，如图6－7所示。
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a）结构示意图
b）机床外貌图
图6－7 单立柱式电火花成形加工机床
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3、加工过程
1）电离:电场强度大,液体介质—电子、正离子 2）放电： 电子——阳级 正离子——阴级
介质绝缘形成放电通道
3）热膨胀：电子撞击介质中的分子和原子、电 子、离子碰撞， 10000~12000 工件表面熔 化、汽化，周围介质汽化、产生热分解、分 离碳黑
4）抛处金属：爆炸力使工件表面抛出金属，形
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2）足够的放电能量 有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属溶化或