电火花穿孔成型加工.doc

电火花穿孔成形加工 （苏州科技学院 机电系） 班 级： 机械0811 姓 名： * * 学 号： 0820116*** 电火花穿孔成形加工 1、背景 进入20世纪50年代后，随着市场发展和科学实验的需要，很多工业部门，尤其是国防工业部门，要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化等方向发展，它们所需要的材料愈来愈难加工，零件愈来愈复杂，加工精度、表面粗糙度和某些特殊要求也愈来愈高。由于传统的切削加工很难满足这些要求，因此，人们开始探索其它能量的加工方法，如电、化学、光、声等。特种加工也就是在这种情况下产生了。 2、特种加工的涵义 特种加工是区别于传统的切削加工的新型加工方法。它主要不是依靠机械能、切削力进行加工，而是用软的东西（甚至不用刀具）加工硬的工件，可以加工各种难加工材料、复杂表面和某些特殊要求的零件。像电火花加工、电化学加工、激光加工、超声加工、快速成形加工等都属于特种加工方法。 早在20世纪50年代中期，我国就已经研制出电火花穿孔、电火花表面强化等机床。到今天，我国的电火花应用技术已经相当成熟，而且也扩展到了更多的材料加工领域，像电火花穿孔成形加工、电火花切割加工等。 3、电火花加工的原理及特点 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，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。 图1 电火花加工原理图 电火花加工过程大致可分为四个阶段： (1) 极间介质的电离、击穿，形成放电通道(如图2(a)所示)； (2) 电极材料的熔化、气化热膨胀(如图2 (b)、(c)所示)； (3) 电极材料的抛出(如图2 (d)所示)； (4) 极间介质的消电离(如图2 (e)所示)。 图2 电火花加工过程 3.1 电火花加工条件 进行电火花加工必须具备三个条件： (1) 必须采用脉冲电源； (2) 必须采用自动进给调节装置，以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙； (3) 火花放电必须在具有一定绝缘强度（10～107Ω ?m）的液体介质中进行。 3.2 电火花加工特点 可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料；加工时无明显机械力，适用于低刚度工件和微细结构的加工：脉冲参数可依据需要调节，可在同一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工；电火花加工后的表面呈现的凹坑，有利于贮油和降低噪声；生产效率低于切削加工；放电过程有部分能量消耗在工具电极上，导致电极损耗，影响成形精度。4) 型腔加工：加工各类型腔模及各种复杂的型腔零件； (5) 约占电火花机床总数的30％，典型机床有D7125,D7140等电火花穿孔成形机床。 4、电火花穿孔成形加工方法 电火花穿孔成形加工是利用电火花放电腐蚀金属的原理，用工具电极对工件进行反复加工的工艺方法，其应用范围可归纳为： 4.1 电火花穿孔加工 用电火花加工方法加工通孔称为穿孔加工。电火花穿孔加工一般应用于冲裁模具加工、粉末冶金模具加工、拉丝模具加工、螺纹加工等。用电火花加工的冲模，容易获得均匀的配合间隙和所需的落料斜度。刃口平直耐磨，可以相应地提高冲件质量和模具的使用寿命。 4.1.1电火花穿孔加工的四种方法 1）直接法 直接法适合于加工冲模，是指将凸模长度适当增加，先作为电极加工凹模，然后将端部损耗的部分去除直接成为凸模(具体过程如图3所示)。直接法加工的凹模与凸模的配合间隙靠调节脉冲参数、控制火花放电间隙来保证。 图3 直接法 直接法的优点是： (1) 可以获得均匀的配合间隙、模具质量高。 (2) 无须另外制作电极。 (3) 无须修配工作，生产率较高。 直接法的缺点是： (1) 电极材料不能自由选择，工具电极和工件都是磁性材料，易产生磁性，电蚀下来的金属屑可能被吸附在电极放电间隙的磁场中而形成不稳定的二次放电，使加工过程很不稳定，故电火花加工性能较差。 (2) 电极和冲头连在一起，尺寸较长，磨削时较困难。 2）混合法 混合法是将凸模的加长部分选用与凹模不同的材料，粘结在凸模上，并与凸模一起加工，作为穿孔电极的工作部分。 混合法的特点是： (1) 可以自由选择电极材料，电加工性能好。 (2) 无须另外制作电极。 (3) 无须修配工作，生产率较高。 3）修配凸模法 凸模和工具电极分别制造，在凸模上留有一定的修配余量，按电火花加工好的凹模型孔修配凸模，达到所要求的凸、凹模配合间隙。 优点： （1）可以自由选择电极材料，电加工性能好。 （2）修配工作多，配合间隙不均匀。 4）二次电极法 利用一次电极制造出二