模具制造技术 教学课件 作者 刘航 第三章.ppt

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1、正文主编第一节　电火花加工一、电火花加工的原理和特点1.电火花加工的原理要使脉冲放电能够用于零件加工，必须具备下列基本条件：图3-?1　脉冲电流的波形—脉冲宽度　—脉冲间隔T—脉冲周期　—电流峰值第一节　电火花加工图3-2所示为电火花加工的原理图。自动进给装置能使工件和工具电极之间经常保持给定的放电间隙。图3-?2　电火花加工的原理图1—工件　2—脉冲电源　3—自动进给装置4—工具电极　5—工作液　6—滤清器　7—泵第一节　电火花加工1—阳极　2—阳极汽化、熔化区　3—熔化的金属微粒4—工作介质

2、　5—凝固的金属微粒　6—阴极汽化、熔化区7—阴极　8—气泡　9—放电通道火花放电，如图3-3所示。瞬间高温使工件和电极表面都被蚀除掉一小块材料，形成小的凹坑。由于热膨胀具有爆炸的特性，爆炸力将熔化和汽化了的金属抛入附近的液体介质中冷却，凝固成细小的圆球状颗粒，其直径视脉冲能量而异(一般约为0.1～500μm)，电极表面则形成了一个周围凸起的微小圆形凹坑，如图3-4所示。图3-?5　加工表面局部放大图第一节　电火花加工二、影响电火花加工质量的主要因素加工质量包括电蚀表面的加工精度及表面质量。1.影响加

3、工精度的因素工件的加工精度除受机床精度、工件装夹精度、电极制造及装夹精度影响之外，主要受电极损耗、放电间隙和加工斜度的影响。图3-?6　二次放电造成侧面间隙增大1—工具电极2—电蚀产物　3—工件第一节　电火花加工2.影响表面质量的因素1)便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料，如淬火钢、硬质合金、耐热合金等。2)电极和工件在加工过程中不接触，两者间的宏观作用力很小，所以便于加工小孔、深孔、窄缝零件，而不受电极和工件刚度的限制。对于各种型孔、立体曲面、复杂形状的工件，均可采用成形电极一次加工完成。

4、3)电极材料不必比工件材料硬。4)直接利用电、热能进行加工，便于实现加工过程的自动控制。第一节　电火花加工图3-?7　未淬火钢T10经过电火花加工后的表层显微硬度的变化情况规准：＝120μs　＝16A其热影响层是重新淬火层。由于所采用的电参数、冷却条件及工件材料原来的热处理状况不同，变化层的硬度变化情况也不一样。图3-7所示为未淬火钢经过电火花加工后的表层显微硬度的变化情况，图3-8所示为已淬火钢的情况。图3-?8　已淬火钢T10经过电火花加工后的表层显微硬度的变化情况规准：＝280μs　

5、＝50A第一节　电火花加工3.影响生产率的因素单位时间内从工件上蚀除的金属量称为电火花加工的生产率。生产率的高低受加工极性、工件材料的热学物理常数、脉冲电源、电蚀产物的排除情况等因素的影响。生产率与脉冲参数之间的关系可用下面的经验公式表示：第一节　电火花加工三、凹模型孔的加工用电火花加工方法加工通孔称为穿孔加工，在模具制造中主要用于加工用切削加工方法难于加工的凹模型孔。1.保证凸、凹模配合间隙的方法冷冲模的配合间隙是一个很重要的技术指标，在电火花加工中，常用的保证配合间隙的工艺方法有以下几种。2.电极

6、的设计表3-?1　常用电极材料的种类和性能第一节　电火花加工图3-?9　整体电极1)整体式电极。整体式电极由一块整体材料加工而成，是最常用的结构形式。对于横截面积及重量较大的电极，可在电极上开孔以减轻电极重量，但孔不能开通，孔口应向上，如图3-9所示。　　2)组合电极。当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3-10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。用组合电极进行加工，生产率高，各型孔间的位置精度取决于各电极的位置精度。图3-?10　组合式电极1—固

7、定板　2—电极第一节　电火花加工图3-?11　按型孔尺寸确定电极的横截面尺寸1—型孔轮廓　2—电极横截面当按凹模型孔的尺寸和公差确定电极的横截面尺寸时，电极的轮廓应比型孔均匀地缩小一个放电间隙值，如图3-11所示。与型孔尺寸对应的电极尺寸为第一节　电火花加工图3-?12　电极长度尺寸图3-?13　阶梯电极2)电极长度尺寸的确定。电极长度取决于凹模的结构形式、型孔的复杂程度、加工深度、电极材料、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3-12所示进行计算。增长部分的横截面尺寸均匀减小，做

8、成阶梯状，称为阶梯电极，如图3-13所示。阶梯部分的长度L1一般取凹模加工厚度的1.5倍左右；阶梯部分的均匀缩小量h1=0.10～0.15mm。对于阶梯部分不便进行切削加工的电极，常用化学浸蚀方法将横截面尺寸均匀缩小。第一节　电火花加工图3-?12　电极长度尺寸图3-?13　阶梯电极2)电极长度尺寸的确定。电极长度取决于凹模的结构形式、型孔的复杂程度、加工深度、电极材料、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3-12所示进行计算。增长部