第四章_模具特种加工方法.ppt

第3章 模具特种加工方法 3.1 模具电火花成形加工 电火花加工是在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲火花放电时的电腐蚀现象，对工件进行加工，从而达到图纸规定的形状、尺寸和表面粗糙度要求的一种工艺方法。 可以加工各种高熔点、高硬度、高强度、高纯度、高韧性材料，广泛用于模具制造中。 电火花加工的原理图如图3－1所示。 电火花加工原理：工具电极4与工件1分别与脉冲电源2的两个输出端连接，并且都浸在工作液里，自动进给调节装置3使工具电极与工件之间保持一定的放电间隙（一般约为0.01～0.2mm）。脉冲电源不断发出脉冲电压加在工具电极与工件之间，当脉冲电压增大到间隙中工作液的击穿电压时，将会发生火花放电，放电区的高温把该处的电极和工件材料熔化，甚至汽化，在电极和工件表面都被蚀除一小块材料，形成小的凹坑。 3.1.1 电火花加工的工作原理 一次脉冲放电的四个阶段： (1)电离：极间介质的电离、击穿及放电通道的形成。 (2)放电、热膨胀：介质热分解，心极(工件)材料熔化、汽化热膨。 (3)抛出金属：电极(工件)材料的抛出。 (4) 消电离:极间介质的消电离 。 由此可见，为了保证电火花加工过程正常地进行，在两次脉冲放电之间一般要有足够的脉冲间隔时间。此外，还应留有余地，使击穿、放电点分散、转移．否则在一点附近放电易形成电弧。 （1）必须使工件电极和工具电极之间经常保持一定的间隙，一般为0.01～0.2mm。 （2）电火花放电必须是脉冲性和间歇性的，放电延续时间一般为10-7～10-4s。 （3）电火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。液体介质没有一定绝缘性能，就不能击穿放电，形成火花通道。 （1）可以加工用一般机械加工方法难以加工或无法加工的材料。 （2）工具电极和工件在加工过程中不接触，不存在明显的机械作用力，工件不会受力变形，便于加工小孔、深孔、薄壁、窄缝以及各种型面和型腔零件。 （3）直接利用电能进行加工，便于实现加工过程的自动控制。 （4）脉冲参数调节方便，在同一台机床上可以连续进行粗加工、半精加工和精加工。 （5）电极材料不必比工件材料硬，可以以柔克刚。 （6）只能对导电材料进行加工，且加工过程中有电极损耗，对加工精度有影响。 （1）主机 主机包括：主轴头、床身、立柱、工作台、工作液槽等。 （2）脉冲电源。 （3）自动进给调节系统。 （4）工作液净化及循环系统。 电火花加工在模具制造中，广泛应用于各种冲裁模的凹模型孔的加工。型孔越复杂，采用电火花加工的优越性越明显。对于型孔形状复杂的凹模，采用电火花加工可以不用镶拼结构，而采用整体结构。这样既简化了模具的结构，又提高了模具的寿命。 （1）保证凸、凹模配合间隙的方法 1）修配凸模法 3）混合法 2）直接配合法 4）二次电极法 （2）电极设计 1）电极材料 电极尺寸主要包括截面尺寸和长度尺寸。 截面尺寸为垂直于电极进给力向的电极横截面尺寸。 电极的轮廓尺寸比所加工型孔均匀地小一个放电间隙。 凸、凹模的尺寸公差住往只标注一个，另一个与之配作，以保证配合间隙。 3）电极尺寸 a. 电极的横截面尺寸 按凹模尺寸和公差设计电极截面尺寸 按凸模尺寸和公差设计电极截面尺寸 Z=2δ,Z2δ,Z2δ b. 电极的长度尺寸 L＝KH + H1 + H2 +（0.4～0.8）（n－1）KH c. 电极公差的确定 电极在长度方向的尺寸公差没有严格的要求。电极横截面的尺寸公差一般取凹模刃口相应尺寸公差的1/2～2/3。电极侧面的平行度误差在100mm长度上不大于0.01mm。电极工作表面的粗糙度不大于型孔的表面粗糙度。 （4）电极和工件的装夹与校正 1）电极的装夹与校正 整体式电极一般使用夹头将电极装夹在机床主轴的下端。镶拼式电极一般采用一块联接板将几个电极拼块联接成一个整体后，再装夹到机床主轴上并找正。组合式电极可在标准夹具上加定位块进行装夹，或用专用夹具进行装夹。 电极校正的目的是将电极牢固地装夹在主轴的电极夹具上，并使电极轴线与主轴进给轴线一致，保证电极与工作台面和工件垂直，电极横截面上的基准还应与机床工作台拖板的纵、横运动方向平行。常用的校正方法有精密角尺校正法和千分表校正法。 2）工件的装夹 电火花加工的工件装夹比较简单，一般可以直接将工件装夹在垫块或工作台上，然后通过工作台的坐标移动，使工件中心线和十字滑板移动方向一致，以便于工件和电极之间的校正，最后用压板压紧。 工件常见的定位方法有以下两种： a. 划线法