模具特种加工ppt

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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
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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：
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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。
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第一节 模具电火花成形加工
常用的电极制造工序
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第一节 模具电火花成形加工
3、工件磨坯的准备
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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
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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
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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
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第一节 模具电火花成形加工
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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。
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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
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第一节 模具电火花成形加工
（3）强迫循环的工作方式 冲油式、抽油式
模具特种加工
第一节 模具电火花成形加工
第二节 模具电火花线切割加工
第三节 模具电化学加工 第四节 模具超声波加工与激光加工
第五节 挤压研磨抛光
第六节 其它光整加工
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第一节 模具电火花成形加工

一、电火花加工基本原理 二、模具电火花加工特点及应用范围 三、电火花成形加工设备 四、影响电火花加工速度的基本因素 五、电火花穿孔、型腔加工
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（二） 模具型腔电火花加工工艺要点
1、工艺特点
要求电极损耗小 金属蚀除量大 工作液循环不流畅，排屑困难 在加工过程中，为了侧面修光、控制加工 深度等需要，电火花机应备有平动头、深 度测量仪、电极重复定位装置等附件。
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2、电极材料和结构形式
材料的要求
电极损耗小 加工速度高 稳定性好 易于制造 来源广、价格低
工具电极和工件之间必须保持一定的放电间隙，并 且可自动调节。 极间放电电流密度要足够高能使放电点金属熔化和 气化。 极间放电应该是瞬时脉冲性的，每次放电不但要集 中，而且局限于很小的范围内。 每一次放电结束后能及时消电离恢复其介质性能。
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第一节 模具电火花成形加工
2、电火花加工的物理本质 介质的击穿与放
电极损耗：电极选择，材料
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第一节 模具电火花成形加工
一、影响电火花加工速度的基本因素 （1）脉冲参数对电蚀量的影响
在单位时间内，正极或负极的总腐蚀量为：
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第一节 模具电火花成形加工
单个脉冲放电能量为：
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第一节 模具电火花成形加工
（2）极性效应现象 1）定义：电火花加工过程中，正极和负极表面虽然都 受到电腐蚀，但其腐蚀量是不相同的，这种 由于正负极不同而导致材料腐蚀量不同的现 象叫做极性效应现象。
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第一节 模具电火花成形加工
（4）工作液循环过滤系统的工作原理
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第一节 模具电火花成形加工
5、机床附件 （1）电极夹具
作用：是把工具电极装夹固定在主轴上，并能调节电 极的轴线与主轴轴线重合或平行。 装夹及调整装置
十字铰链式电极装夹调节装置 球面铰链式电极装夹调节装置 标准钻夹头装夹 标准螺纹夹头装夹
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第一节 模具电火花成形加工
（3）校正和调整
电极轴线垂直于工作台——精密角尺校正法 电极截面的位置度——采用基准百分表校正法
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（4）定位
定义：就是指将已装夹和校正调节好的电极对准工件 的加工位置，以确保加工出的型孔达到一定的 位置精度要求。 常用的定位方法
划线法 块规角尺法 侧面定位法
电极的结构形式：
整体式 镶拼式 多电极
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3、工艺方法
（1）单电极平动加工法
加工型腔只需一个即可 粗规准加工时不用平动，平 动从中规准加工起开始，并 逐步提高其平动量，并改变 电规准参数. 只能加工一些不需清棱，清 角精度要求不是很高的型腔。
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（2）多电极更换法
用多个形状相同，但尺寸 不同的电极依次加工一个型腔， 每一个电极加工时都将上一规 准的放电痕迹去掉，型腔的加 工精度取决于最后一个电极的 加工结果。
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1） 凝固层 是工件表层材料在脉冲放电的瞬间高 温作用下熔化后未能抛出，在脉冲放 电结束后迅速冷却、凝固而保留下来 的金属层。
2）热影响层 位于凝固层和工件基体材料之间，该 层金属受到放电点传来的高温影响， 使材料的金相组织发生了变化。
未淬火T10钢经电 火花加工后的表面 显微硬度
（3）表面微观裂纹
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(3)加工斜度对加工精度的影响
在加工过程中随着加工深度的 增加，二次放电次数增多，侧面 间隙逐渐增大，使加工孔入口处 的间隙大于出口处的间隙，出现 加工斜度，使加工表面产生形状 误差，
(4)加工圆角对加工精度的影响
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三．影响表面质量的工艺因素
（1）表面粗糙度 （2）表面变化层 经电火花加工后的表面将产生 包括凝固层和热影响层的表面变化层，
2、自动进给调节系统
（3）基本环节：
测量环节 比较环节 放大环节 执行环节
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第一节 模具电火花成形加工
（4）自动进给调节系统的种类 电动液压式
伺服电动机式 步进电动机式 力矩电动机式

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第一节 模具电火花成形加工
电火花成形加工的设备 3、机床的主体 主轴头 床身 立柱 工作台 工作液槽
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第一节 模具电火花成形加工
五、电火穿孔
（一）模具电火花穿孔加工
对于复杂凹模可以不用镶拼结构，而采用整体结构， 简化了模具结构，提高了模具寿命 能自动形成刃口斜度β 利用凸模作电极加工凹模易于保证冲模冲裁间隙的 均匀性。
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第一节 模具电火花成形加工
1、电火花加工工艺方法
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第一节 模具电火花成形加工 2、电极的设计与制造
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5、型腔模电极的的制造
（1）电极的制造方法 普通机械加工
数控加工 电铸加工 挤压成形
（2）纯铜电极制造方法
普通机床切削加工 数控线切割加工 电铸成形加工 挤压成形加工 数控铣削加工
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（3）石墨电极的制造方法
普通机械加工、数控铣削加工、超声波振动加工
简单小型或整体式电极:标准钻头夹具直接安装在主轴头下端 尺寸较大的电极:标准螺纹夹头装夹 多电极:采用通用夹具加定位块装夹 镶拼式电极:采用一块连接板将几块电极组合成整体，然后再 安装在机床主轴上。
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第一节 模具电火花成形加工
（2）工件的装夹
工件一般直接安装在工作台上
有冲油要求的可安装在工作台的油杯或垫块上， 与电极相互定位后，再用螺钉压紧。
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第一节 模具电火花成形加工
（4）材料的热力学常数对电蚀量的影响
金属材料的热力学常数 溶点 沸点 比热容 溶化热 汽化热 导热系数
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二、影响电火花加工质量及加工效率的主要因素 1、影响电火花加工精度 （1）电极损耗对加工精度的影响 1）型腔加工；用电极的体积损耗率
来衡量。
2）穿孔加工：用长度损耗率来衡量。 （2）放电间隙对加工精度的影响
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第一节 模具电火花成形加工
2、自动进给调节系统
（1）作用：确保工件与电极之间在加工过程中始终保持 一定的放电间隙，并且能自动补偿放电蚀除 金属后间隙增大的部分。 （2）基本要求：
足够的稳定性
较高的灵敏度和快速反应能力 较宽的速度调节范围 结构简单可靠，维修方便
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第一节 模具电火花成形加工
① 按凹模尺寸和公差来确定电极截面尺寸
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第一节 模具电火花成形加工
② 按凸模尺寸和公差来确定电极截面尺寸
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第一节 模具电火花成形加工
3）阶梯电极的设计
特点：其加长部分的长度约为凹模加工厚度的1.5~2倍， 单面缩小量由加工余量和放电间隙等因素决定， 一般可取0.1~0.15mm。 加工方法：先用加长部分的电极在粗规准下加工，然后 用原来的电极在精规准下进行精修。
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第一节 模具电火花成形加工
2）产生原因分析
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第一节 模具电火花成形加工
（3）脉冲宽度对电蚀量的影响
影响：脉冲宽度越大，电蚀量越大； 当达到一个峰值时，脉冲宽度越大，电蚀量越小。 原因: 当脉宽过短时，热量过于集中，金属在气化状态 下抛出的百分比增大，而气化而要消耗一定的能 量，导致电蚀量减少；而当脉宽过长时，通过传 导而散失的热量过高，因而电蚀量也降低。
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5、电规准的选择与转换
电规准：电流、电压、脉宽、脉宽间隙
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6、凹模型孔电火花加工实例 所示为冲裁电机定子片的凸凹模，凹模型孔有24个槽， 冲件厚度为0.5mm，配合间隙为0.03～0.07mm（双边）， 模具材料为。
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1）.电极(凸模)的制造加工工艺 锻造→退火→粗、精刨→淬火与回火→ 成形磨削。 或：锻造→退火→刨(或铣) →淬火与回 火→磨上、下平面→线切割加工。凸模长 度应加长一段。作为电火花加工的电极， 长度值根据凹模刃口高度而定。 2）.凸凹模加工工艺 锻造→退火→粗车、精车 ( 上、下面 ) →样板划线→ 加工螺钉孔、粗加工各槽孔→淬火与回火→磨平面 →退磁→用组合后的凸模作电极，电火花加工槽孔。