电火花加工概述型孔电极设计
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加工安。徽机电职业技术学院 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
黄冈职业技术学院
模具制造工艺
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0.01-0.5 4、工作液循环过滤系统 排出电蚀产物、工作液清洁
模具制造工艺
2、保证冲裁模双边间隙Z的加工方法 （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 钎焊部分安作徽机穿电孔职电业极技的术学工院作部分。
（3）修配凸模法（或间接加工法）
安徽机电职业技术学院
按凸模均匀减小的电极图
黄冈职业技术学院
按凸模均匀增大的电极图
模具制造工艺
(2)长度尺寸设计 L=KH+H1+H2+(0.4～0.8)(n-1)KH
H--- 加工深度 H1--- 挖空深度 H2---夹持长度：10～20mm n---电极的使用次数 K---电极材料、型孔复杂系数。 （紫铜2安～徽2机.5电,石职业墨技1术.7学～院2，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） 。
模具制造工艺
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
安徽机电职业技术学院
教学重点、难点：
型孔电极的设计 一次脉冲放电过程
黄冈职业技术学院
模具制造工艺
模块一 电火花加工原理、特点
一、加工原理
电腐蚀
绝缘的液体介质+工具和工件电极脉冲放电
黄冈职业技术学院
模具制造工艺
3、阶梯电极
（1）阶梯电极中原有电极的截面尺寸d1和长度尺寸L1按前面所述方法确定。 （2）阶梯部分的截面尺寸：
d2=d1－2f
d2—阶梯部分横截面直径 d1—原有电极横截面直径
安徽机电职业技术学院
（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
黄冈职业技术学院
模具制造工艺
的加工
黄冈职业技术学院
模具制造工艺
2、电极结构
（1）整体式
安徽机电职业技术学院
（2）组合式
黄冈职业技术学院
（3）镶拼式
模具制造工艺
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。
5）电极加工成形后变形小，具有一定强度。
黄冈职业技术学院
模具制造工艺
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-2δ b=B+2δ c=C 安徽机电职业技术学院 r1=R1+δ r2=R2-δ
黄冈职业技术学院
模具制造工艺
2)以凸模为基准 Z=2δ 电极与凸模尺寸相同 Z<2δ 电极比凸模尺寸均匀缩小(δ-Z/2) 先腐蚀 Z>2δ 电极比凸模尺寸均匀增大 (Z/2-δ) 电镀电极
精密冲模如硬质合金，无成型磨情况下 （5）阶梯电极加工法
无预孔安或徽机加电工职余业量技较术学大院；小间隙或无 间隙冲模
黄冈职业技术学院
模具制造工艺
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
紫铜 石墨 铸铁
钢
电火花加工性能
机械磨削加
加工稳定性 电极损耗
工性能
好
较小
较差
较好
Hale Waihona Puke Baidu
较小
较好
一般
中等
安徽机电职业技术学院
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
黄冈职业技术学院
模具制造工艺
模块二、型孔电极的设计
一、电火花穿孔加工方法 1、原理
刃口斜度
安徽机电职业技术学院
电极损耗和二次放电引起加工斜度
黄冈职业技术学院
L2=L1+2δ
δ—单面放电间隙（与电参数和机床精度有关）
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）
黄冈职业技术学院
模具制造工艺
（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。
Z/2=δ1+δ3-δ2
好
安徽机电职业技术学院
较差
中等
好
黄铜
好
铜钨合金
好
大
较好
小
较好
银钨合金
好
小
较好
说明
常用的电极材料，磨削困难 常用的电极材料，但机械强度差，易崩角
常用的电极材料 常用的电极材料，选择电规准时应注意其
加工稳定性 电极损耗太大 价格贵，多用于深孔、直壁孔、硬质合金
的穿孔 价格昂贵，多用于精密冲模或有特殊要求
加工工件
安徽机电职业技术学院
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
黄冈职业技术学院
模具制造工艺
二、一次放电过程
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
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
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1/2~1/3，按入体原则标 注。 安徽机电职业技术学院
3）电极的表面粗糙度Ra应在0.63～1.25μm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0.01～ 0.02mm。
广泛应用于凹模型孔、型腔加工
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模具制造工艺
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0.01-0.5 4、工作液循环过滤系统 排出电蚀产物、工作液清洁
模具制造工艺
2、保证冲裁模双边间隙Z的加工方法 （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 钎焊部分安作徽机穿电孔职电业极技的术学工院作部分。
（3）修配凸模法（或间接加工法）
安徽机电职业技术学院
按凸模均匀减小的电极图
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按凸模均匀增大的电极图
模具制造工艺
(2)长度尺寸设计 L=KH+H1+H2+(0.4～0.8)(n-1)KH
H--- 加工深度 H1--- 挖空深度 H2---夹持长度：10～20mm n---电极的使用次数 K---电极材料、型孔复杂系数。 （紫铜2安～徽2机.5电,石职业墨技1术.7学～院2，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） 。
模具制造工艺
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
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教学重点、难点：
型孔电极的设计 一次脉冲放电过程
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模具制造工艺
模块一 电火花加工原理、特点
一、加工原理
电腐蚀
绝缘的液体介质+工具和工件电极脉冲放电
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模具制造工艺
3、阶梯电极
（1）阶梯电极中原有电极的截面尺寸d1和长度尺寸L1按前面所述方法确定。 （2）阶梯部分的截面尺寸：
d2=d1－2f
d2—阶梯部分横截面直径 d1—原有电极横截面直径
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（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
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模具制造工艺
的加工
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模具制造工艺
2、电极结构
（1）整体式
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（2）组合式
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（3）镶拼式
模具制造工艺
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。
5）电极加工成形后变形小，具有一定强度。
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模具制造工艺
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-2δ b=B+2δ c=C 安徽机电职业技术学院 r1=R1+δ r2=R2-δ
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2)以凸模为基准 Z=2δ 电极与凸模尺寸相同 Z<2δ 电极比凸模尺寸均匀缩小(δ-Z/2) 先腐蚀 Z>2δ 电极比凸模尺寸均匀增大 (Z/2-δ) 电镀电极
精密冲模如硬质合金，无成型磨情况下 （5）阶梯电极加工法
无预孔安或徽机加电工职余业量技较术学大院；小间隙或无 间隙冲模
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模具制造工艺
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
紫铜 石墨 铸铁
钢
电火花加工性能
机械磨削加
加工稳定性 电极损耗
工性能
好
较小
较差
较好
Hale Waihona Puke Baidu
较小
较好
一般
中等
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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
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模具制造工艺
模块二、型孔电极的设计
一、电火花穿孔加工方法 1、原理
刃口斜度
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电极损耗和二次放电引起加工斜度
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L2=L1+2δ
δ—单面放电间隙（与电参数和机床精度有关）
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）
黄冈职业技术学院
模具制造工艺
（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。
Z/2=δ1+δ3-δ2
好
安徽机电职业技术学院
较差
中等
好
黄铜
好
铜钨合金
好
大
较好
小
较好
银钨合金
好
小
较好
说明
常用的电极材料，磨削困难 常用的电极材料，但机械强度差，易崩角
常用的电极材料 常用的电极材料，选择电规准时应注意其
加工稳定性 电极损耗太大 价格贵，多用于深孔、直壁孔、硬质合金
的穿孔 价格昂贵，多用于精密冲模或有特殊要求
加工工件
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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
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模具制造工艺
二、一次放电过程
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
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
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1/2~1/3，按入体原则标 注。 安徽机电职业技术学院
3）电极的表面粗糙度Ra应在0.63～1.25μm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0.01～ 0.02mm。