电火花加工概述 型孔电极设计

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1、特种加工项目之电火花加工：电火花加工原理、型孔电极设计第二讲教学目的要求:了解电火花加工原理、特点、应用范围和机床组成；掌握型孔电极的设计方法主要教学内容：一、电火花加工原理、特点二、型孔电极的设计教学重点、难点：型孔电极的设计一次脉冲放电过程一、加工原理模块一电火花加工原理、特点电火花加工系统1—工件；2—脉冲电源；3—自动进给调节装置；4—工具电极；5—工作液；6—过滤器；7—工作液泵绝缘的液体介质+工具和工件电极脉冲放电电腐蚀加工工件1、极间介质电离、击穿及放电通道的形成2、介质热分解、电极（工件）材料熔化、汽化热膨胀3、电极（工件）材料抛出4、极间介质消电离二、一次放电过程（a）电离（

2、b）放电与热膨胀（c）抛出电蚀物（d）消电离图3-3一次脉冲放电过程1—阳极；2—阳极气化、熔化区；3—放电通道熔化的金属微粒；4—热膨胀；5—阴极气化、熔化区；6—阴极；7—凸起；8—凝固的金属微粒；9—工作介质；10—凹坑三、电火花加工的特点1、优点:1）不受材料硬度的限制，便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料。2）电极和工件之间作用力小，便于加工小孔、深孔、窄缝零件。3）电极材料不必比工件材料硬。4）直接利用电能、热能进行加工，便于实现加工过程的自动控制。5）比较容易选择和变更加工条件：在同一台机床上可连续进行粗、精加工。2、缺点：1）必须制作工具电极2）加工部分形成残留变质层3）

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广泛应用于凹模型孔、型腔加工四、电火花加工机床组成1、脉冲电源单向、直流脉冲电源2、机床主体床身、立柱、主轴头、工作台等3、自动进给调节系统使电极、工件间保持放电间隙0.01-0.54、工作液循环过滤系统排出电蚀产物、工作液清洁电火花加工机床1—床身2—液压油箱3—工作液槽4—主轴头5—立柱6—工作液过滤箱7—电源箱模块二、型孔电极的设计刃口斜度一、电火花穿孔加工方法1、原理L2=L1+2δδ—单面放电间隙（与电参数和机床精度有关）电极损耗和二次放电引起加工斜度（1）直接加工法加长的凸模作电极（适用于复杂或多型孔凹模，如：电机转子硅钢片冲模）

4、（2）混合法将凸模的加长部分选用与凸模不同的好电极材料，与凸模一起加工，以粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作部分。2、保证冲裁模双边间隙Z的加工方法（3）修配凸模法（或间接加工法）凸模和工具电极分别制造，在凸模上留一定的修配余量，按电火花加工好的凹模型孔修配凸模，达到所要求的凸、凹模的配合间隙。（适用于形状简单冲模）（4）二次电极法利用一次电极制造出二次电极，再分别用一次和二次电极加工出凹模和凸模，并保证凸、凹模配合间隙。（5）阶梯电极加工法无预孔或加工余量较大；小间隙或无间隙冲模精密冲模如硬质合金，无成型磨情况下Z/2=δ1+δ3-δ2二、电极材料和结构形式1、常用材料的种类和性能电极材料电火花

5、加工性能机械磨削加工性能说明加工稳定性电极损耗紫铜好较小较差常用的电极材料，磨削困难石墨较好较小较好常用的电极材料，但机械强度差，易崩角铸铁一般中等好常用的电极材料钢较差中等好常用的电极材料，选择电规准时应注意其加工稳定性黄铜好大较好电极损耗太大铜钨合金好小较好价格贵，多用于深孔、直壁孔、硬质合金的穿孔银钨合金好小较好价格昂贵，多用于精密冲模或有特殊要求的加工2、电极结构（1）整体式（2）组合式（3）镶拼式三、电极的设计1、技术要求1）电极的几何形状要和模具型孔或型腔的几何形状完全相同，其尺寸大小根据模具型孔或型腔的尺寸及公差、放电间隙的大小、凸模和凹模配合间隙来决定。2）电极的尺寸精度应比凹

6、模高一级，一般电极的尺寸精度不低于IT7。公差一般取型孔公差的1/2~1/3，按入体原则标注。3）电极的表面粗糙度Ra应在0.63～1.25μm以上（一般取型孔Ra值），如果采用铸铁或铸铜时，表面不能有砂眼。4）各表面的平行度，在100mm长度内不能大于0.01～0.02mm。5）电极加工成形后变形小，具有一定强度。2、电极尺寸(1)横截面尺寸设计1)以凹模为基准A，B，C，R1，R2均为凹模尺寸a=A-2δb=B+2δc=Cr1=R1+δr2=R2-δ2)以凸模为基准按凸模均匀增大的电极图按凸模均匀减小的电极图Z=2δ电极与凸模尺寸相同Z<2δ电极比凸模尺寸均匀缩小(δ-Z/2)先腐蚀Z>2

7、δ电极比凸模尺寸均匀增大(Z/2-δ)电镀电极(2)长度尺寸设计L=KH+H1+H2+(0.4～0.8)(n-1)KHH---加工深度H1---挖空深度H2---夹持长度：10～20mmn---电极的使用次数K---电极材料、型孔复杂系数。（紫铜2～2.5,石墨1.7～2，黄铜、钢3～3.5，铸铁2.5～3，电极材料损耗小、型孔简单、轮廓无尖角时，K取小值；反之，则取大值）。3、阶梯电极（1）阶梯