模具设计与制造 第3版 普通高等教育“十一五”国家级规划教材 作者 李奇 模块六任务1.pptVIP

3．电极设计与制造 （1）电极材料 （2）电极结构 （3）电极尺寸 3．电极设计与制造 模具型孔、型腔的加工精度与电极的精度和加工时的工艺条件密切相关。为了保证模具的加工精度，在设计电极时必须合理选择电极材料和确定电极尺寸，此外还要使电极在结构上便于制作和安装。 （1）电极材料 根据电火花加工原理，可以说任何导电材料都可以用来制做电极，但在生产中应选择损耗小、加工过程稳定、生产率高、机械加工性能良好、来源丰富、价格低廉的材料作为电极材料。常用电极材料主要是石墨和纯铜，其性能见表6-1所示。 电 极 材 料 电火花加工性能 机械加工性能 说 明 加工稳定性 电 极 损 耗 好 钢 较差 中等 好 在选择电参数时应注意加工的稳定性，可以用凸模作电极 铸铁 一般 中等 较好 石墨 较好 较小 较好 机械强度较差，易崩角 黄铜 好 大 较差 电极损耗太大 紫铜 好 较小 较好 磨削困难 铜钨合金 好 小 较好 价格贵，多用于深孔、直壁、硬质合金穿孔 银钨合金 好 小 较好 价格昂贵，用于精密及有特殊要求的加工 纯铜组织致密，适用于形状复杂、轮廓清晰、精度要求较高的塑料成型模、压铸模等，但其机械加工性能差，难以成形磨削，另外由于密度大、价格贵、不宜做大、中型电极。石墨电极容易成形、密度小，所以宜做大、中型电极，但其机械强度较差，在采用宽脉冲大电流加工时容易起弧烧伤。铜钨合金和银钨合金是较理想的电极材料，但价格昂贵，故只用于特殊型腔加工。 （1）电极材料 （2）电极结构 1）整体式电极。 2）组合式电极 3）镶拼式电极 1）整体式电极。 整体式电极是用一块整体材料加工而成的，它是最常用的结构形式。对于横断面积及重量较大的电极，可在电极上开孔以减轻电极的重量，但孔不能开通，孔口应向上，如图6-11（a）所示。 2）组合式电极 在同一凹模上有多个型孔时，在某些情况下可以把多个电极组合在一起，如图6-11（b）所示，一次穿孔可完成各型孔的加工，这种电极称为组合电极。用组合电极加工生产率高，各型孔间的位置精度取决于各电极的位置精度。 3）镶拼式电极。 对于形状复杂的电极整体加工有困难时常将其分成几块，分别加工后再镶拼成整体，这样既节省材料又便于电极制造，如图6-11（c）所示。 电极不论采用哪种结构都应有足够的刚度，以利于提高加工过程的稳定性。对于体积小、易变形的电极可将电极工作部分以外的截面尺寸增大以提高刚度。对于体积较大的电极要尽可能减轻电极的重量，以减小机床的变形。电极与主轴连接后，其重心应位于主轴中心线上，这对于较重的电极尤为重要，否则会产生附加偏心力矩，使电极轴线偏斜，影响模具的加工精度。 （2）电极结构 （3）电极尺寸 1）电极横截面尺寸的确定 2）电极长度尺寸的确定 3）电极公差的确定 4）电极的排气孔和冲油孔 垂直于电极进给方向的电极的截面尺寸称为电极横截面尺寸，其在凸、凹模图样上的公差有不同的标注方法。当凸模与凹模分开加工时，在凸、凹模图样上均标注公差；当凸模与凹模配合加工时，落料模将公差标注在凹模上，冲孔模将公差标注在凸模上，另一个只标注基本尺寸。因此电极横截面尺寸分别按下述两种情况计算。 ? 当按凹模型孔尺寸及公差确定的横截面尺寸时，则电极的轮廓应比型孔均匀地缩小一个放电间隙值，如图6-12所示，与型孔尺寸相对应的尺寸为： 1）电极横截面尺寸的确定 图6-12 按型孔尺寸计算电极横截面尺寸 1—型孔轮廓；2—电极横截面 1）电极横截面尺寸的确定 ?当按凸模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，则随凸模、凹模配合间隙Z（双面）的不同，分为3种情况。 配合间隙等于放电间隙（Z = 2）时，电极与凸模横截面基本尺寸完全相同。 配合间隙小于放电间隙（Z 2δ）时，电极轮廓应比凸模轮廓均匀地缩小一个数值a1，但形状相似。 配合间隙大于放电间隙（Z 2δ）时，电极轮廓应比凸模轮廓均匀地放大一个数值a1，但形状相似。 电极单边缩小或放大的数值可用下式计算 1）电极横截面尺寸的确定 式中，a1 —— 电极横截面轮廓的单边缩小或放大量，mm； Z — 凸、凹模双边配合间隙，mm； ?? — 单边放电间隙，mm。 1）电极横截面尺寸的确定 2）电极长度尺寸的确定 电极的长度取决于凹模结构形式、型孔的复杂程度、加工深度、电极使用次数、装夹形式及电极制造工艺等一系列因素，可按图6-13进行计算。 L = KH + H1 + H2 +（0.4～0.8）（n–1）KH （6-3） 式中， H — 凹模有效厚度（电火花加工的深度），mm； H1 —当凹模下部挖空时，电极需要加长的长度，mm； H2 —为夹持电