模具制造技术 教学课件 作者 谭海林3第4章 模具零件的电火花加工.ppt

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1、第4章模具零件的电火花加工掌握模具工作零件的电加工方法(电火花、线切割加工）。本章的学习目的与要求：重点：模具工作零件的电加工方法(电火花、线切割加工）。难点：模具工作零件的线切割加工方法的具体应用。电火花加工是一种特种成形工艺方法，有别于传统的切削加工，虽然也属于材料去除成形工艺，但它是直接利用电能、热能对工件实施成形加工的，尤其是对那些具有特殊性能（硬度高、强度高、脆性大、韧性好、熔点高）的金属材料和结构复杂、工艺特殊的工件实现成形加工特别有效。在模具的制造过程中，对于一些形状复杂的型腔、型孔和型槽往往都采用电火花加工。电火花加工发展

2、到今天，其技术在模具制造领域的应用已经非常成熟，成了主要的加工方法之一。电火花加工分为电火花成形加工和电火花线切割加工，本节主要介绍电火花成形加工。4.1模具零件的电火花成型加工4.1.1电火花成型加工概述1．电火花加工的基本原理电火花加工的基本原理是通过电极与工件之间脉冲放电时的电腐蚀现象，有控制地去除材料，达到成形工件的目的。图4－1所示是电火花加工的基本原理。工具电极2和工件3保持适当间隙，并相对置于绝缘的工作液4（如煤油）中，并分别与直流电源E的负极、阳极相连接。脉冲发生器1由限流电阻R和电容器C构成。它的作用用是利电容器C的充电

3、和放电，把电源E的直流电转变为脉冲电流。当接上100V～250V的直流电源E后，通过限流电阻R使电容器C充电，于是，电容器两端的电压由零迅速上升，电极与工件之间的电压也随之升高，当电压升高到等于电极与工件之间的放电间隙的击穿电压时，间隙介质被击穿，形成放电通道而产生火花放电，电容器将所储存的能量瞬间地（在电极与工件之间）释放出来，形成脉冲电流。由于放电时间极短，放电区域集中，因此能量很大，放电区的电流密度很大，温度很高（可达10000℃左右），引起工件和工具电极表面的金属材料局部溶化或部分汽化。溶化或汽化了的金属在爆炸力的作用下被抛入工作

4、液冷却为球状小颗粒，并被工作液立即冲离工作区，使工件表面腐蚀出一个微小凹坑。图4-1电火花加工原理图1—脉冲发生器2—工具电极3—工件4—工作台5—过滤器6—泵7—液体供给箱8—工作液9—工作箱工件与电极之间的间隙中充满介质，即工作液。当介质未被击穿时，其电阻很大，击穿后它的电阻迅速减小到接近于零。因此，间隙被击穿后电容器上的能量瞬间放尽，电压降低到接近于零，间隙中的介质立即恢复绝缘状态等待下一次脉冲放电。从现象上我们不难看出，电火花加工蚀除金属的基本过程应是：放电击穿介质蚀除金属消电离*/介质恢复绝缘第二次放电……如此反复，周而复始。但

5、实际上，电火花加工的过程是在极短的时间内，极小的空间里，电、磁、热、力、光、声综合作用的一个相当复杂的物理过程。电火花加工是一次次火花放电蚀除金属的过程。每次放电产生一个微小凹坑，多次放电便产生无数小坑，就形成一个面（曲面或平面），如图4－77所示。电极在机床控制下，不断下降（相当于切削加工的进给运动），金属表面也就不断被蚀除，于是，电极的轮廓形状便可复印在工件上，达到加工的目的。电极是以一定的尺寸关系或者公差关系，严格按照工件的型面形状加工出来的。也可以说，工件的型面形状是由电极复印出来的，只是型面的凹凸方向恰好相反。消电离——消除放电

6、通道中因放电产生的带电粒子，使其复合成中性粒子，恢复间隙中液体介质的绝缘强度。）2．电火花加工的主要特点1、适合于难切削材料的加工由于电火花加工是一种腐蚀作用，电极与工件材料的相对硬度上没有必须的要求，工具电极的材料硬度可以比工件材料的硬度低。所以，电火花加工适合用普通切削方法难以加工甚至无法加工的特殊材料，如淬火钢、硬质合金、耐热合金以及各种超硬材料。2、可以加工特殊及复杂形状的零件由于电火花加工没有机械力作用，工件加工完后不会产生变形，所以，它适合加工小孔、深孔、窄槽等，不会因为工具和工件的刚性太差而无法加工。对于各种型腔、型孔、立体

7、型面和形状复杂的工件，均可采用成形电极一次成形。3、易于实现控制和加工自动化。4、工具电极的制造有一定难度电火花加工是根据电极形状复制工件的工艺过程，工件加工的好坏很大程度上取决于电极制造，因此，精确地制造电极是加工过程的第一步，型腔或型孔愈复杂，电极形状也就愈复杂，加工制造也就愈困难。5．电火花加工效率较低电火花加工蚀除率不高，一般情况下，能采用切削机床加工的简单型面就尽量不采用电火花加工。6．电火花加工只适用于导电材料的工件。3．电火花成形加工在模具制造中的应用1．加工各种形状复杂的型腔和型孔。如冲模的型孔、锻模的型槽和注射模、吹塑模

8、、压铸模等的型腔。2．电火花加工常作为模具工作件淬火后的精加工工序。不仅是因为“以柔克刚”，还可以消除因热处理而引起的工件变形因素。3．对如图4－2所示的模具型孔或型腔，可以整体成形，不必按图