模具制造工艺 教学课件 作者 虞建中 第3章.pptVIP

第3章??特种加工 3.1 电火花成型加工 1．电火花加工原理 工具电极2和工件3相对置于 具有绝缘性能的工作液体介 质中，并分别与脉冲电源的 两极（正极和负极）相连接。 脉冲电源的作用是将直流电 流转换成一定频率的单向脉 冲电流供电极使用。液体供 给箱7的作用是将工作箱9中 的液体过滤与更换。 3.1 电火花成型加工 1．电火花加工原理(续） 一次放电过程可大致分为电离、放电与热膨胀、抛出电蚀物及消电离等4个阶段。 ①电离。两表面间距离最近的两点间电场强度最大，使其间的绝缘介质首先电离。 ② 放电与热膨胀。在电场力的作用下，电子高速奔向阳极，正离子奔向阴极，在极短的时间内形成电流通道。通道电流迅速上升（其密度高达105～106A/cm2）。使通道温度迅速上升（高达10?000～12?000℃）。工件和工具电极表面层金属会很快熔化、汽化、。 ③ 抛出电蚀物。 ④ 消电离。 3.1 电火花成型加工 2．电火花加工的主要特点 主要优点如下： ① 不受材料硬度的限制。 ② 电极和工件之间作用力小。 ③ 操作容易，便于自动加工。 ④ 比较容易选择和变更加工条件。 存在如下缺点： 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。 3.1 电火花成型加工 3．电火花加工方法的分类 按工具电极与工件相对运动的方式和用途不同，电火花加工方法大致可以分为电火花成型加工、电火花线切割加工、电火花磨削和镗削、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强度与刻字等类型。 4．电火花加工在模具制造中的应用 ① 加工复杂形状的型腔。 ② 加工小孔。 ③ 电火花磨削。 ④ 强化金属表面。 ⑤ 其他加工。 3.1 电火花成型加工 1．电火花加工的工艺因素 ? （1）放电间隙 一般为0.01～0.5mm。粗加工放电间隙较大，精加工放电间隙较小；脉冲宽度及脉冲能量越大，放电间隙越大，反之越小。 （2）加工斜度 加工斜度的大小主要取决于二次放电的次数 及单个脉冲能量的大小。二次放电次数越多， 单个脉冲能量越大，则斜度越大。 3.1 电火花成型加工 3.1 电火花成型加工 （4）电极损耗 电极损耗越少越好。 要保证小的电极损耗，就要正确地选择电极材料、加工电规准参数、加工面积、冲油方式、电极的结构形式，同时必须很好地利用电火花加工过程中的各种效应，包括极性效应、吸附效应、传热效应等。 （5）极性效应 当正极蚀除速度大于负极时，通常把工件接脉冲电源的正极，称为正极性加工；反之，把工件接脉冲电源的负极，称为负极性加工。 当采用窄脉冲进行加工时，采用正极性加工。当采用宽脉冲加工时，采用负极性加工。 3.1 电火花成型加工 3.1 电火花成型加工 （2）影响表面粗糙度的因素 表面粗糙度和脉冲能量之间的关系，可用下面的实验公式表达： Rmax=KRte0.3ie0.4 影响表面粗糙度的因素主要是脉宽te与峰值电流ie的乘积。 另外，加工面积越大，可达到的最佳表面粗糙度越差。 熔点高的材料表面粗糙度好，加工速度会相应下降。 精加工时，工具电极的表面粗糙度也将影响到加工粗糙度。 采用平动或摇动加工工艺，可以大为改善加工粗糙度。 表面有利于保存润滑油；耐磨损性能均比机械加工表面好。 （3）对工件表面结构和机械性能的影响 热影响层硬度达60HRC以上，而凝固层的硬 度更高。 单个脉冲能量越大，表面变化层就越厚。 3.1 电火花成型加工 1．电火花加工机床 ?电火花成型机床的组成如图。 主轴头是电火花穿孔成型加工 机床的一个关键部件。 3.1 电火花成型加工 平动头是实现单电极型腔电火花加工所必备的工艺装备。利用偏心机构将伺服电机的旋转运动通过平动 轨迹保持机构，使电极上每一个质点都能围 绕其原始位置在水平面内作平面小圆周运动， 其中每个质点运动轨迹半径就称为平动量。 油杯是实现工作液冲油或抽油强迫循环 的一个主要附件。 3.1 电火花成型加工 3.1 电火花成型加工 3．电极设计 （1）电极的结构形式 整体式电极与镶拼式电极。 3.1 电火花成型加工 （2）电极尺寸的确定 ① 电极截面尺寸的确定。 a=A±K?s ② 电极长度尺寸的确定。电极长度 是根据装夹部分尺寸、加工深度、型 腔复杂程度、电极使用次数、电极材 料以及加工工艺参数来确定 3.1 电火花成型加工 （3）电极冲油孔的设计 冲