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1、电火花加工在模具加工中的应用及实例分析 指导教师 李洪波小组成员 宋建新贾伟郝泰敏杨志博 目录 模具特种加工 电火花成形加工电火花加工原理示意图模具电火花穿孔加工电火花线切割加工电火花线切割应用实例电火花加工在模具制造中的应用电火花加工模具中精度问题分析及对策电火花加工在模具加工中实例分析结语 模具特种加工 电火花成形加工 模具特种加工的内容很多 主要包括电火花成形加工 电火花线切割加工 电解加工 电铸 电化学抛光 化学加工 激光加工 超声波加工等 电火花加工的基本原理是基于工具电极与工件电极之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来对工件进行加工 已达到一定形状 尺寸和表面粗糙度要求 电火花加工的条
2、件是在脉冲放电时必须有足够的火花放电强度 使局部金属熔化和气化 放电是短时间的脉冲放电 两次脉冲放电之间要有足够的停歇时间使极间介电液充分消电离 工具与工件保持一定距离 极间充有液体介质等 模具特种加工 电火花成形加工 电火花加工的特点 1 脉冲放电能量密度很高 可以加工任何硬脆韧及高熔点的材料 2 工具电极与工件不接触 二者之间不存在明显作用力 而且工具材料不必与工件硬 3 脉冲放电持续时间短 产生热量传散范围小 工件表面的热影响区也很小 4 直接利用电能进行加工 便于实现自动化等特点 电火花加工原理示意图 1 工件2 脉冲电源3 自动进给调节系统4 工具5 工作液6 过滤器7 工作液泵 模
3、具电火花穿孔加工 模具电火花穿孔加工是利用火花放电时的电腐蚀现象 通过工具电极相对于工件作进给运动而把成形电极的侧面形状和尺寸反铐在工件上 而加工出所需的通孔模具 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 电火花线切割加工 原理 利用脉冲电源发出一连串的脉冲电压 加到工件电极和钼丝电极上 钼丝与工件之间喷入具有绝缘性能的工作液 当钼丝与工件的距离小到一定程度时 在脉冲电压的作用下 工作液被击穿 在钼丝与工件之间形成瞬间放电通道 产生瞬时高温 使金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来 若工作台带动工件不断进给 就能切割出所需要的形状 线切割加工的特点 1 脉冲宽
4、度 平均电流不能太大 工艺加工参数范围较小 属中 精正极性电火花加工 2 采用水或水基工作液 电阻率较小 开路状态下有明显电解电流 存在的电解效应有益于改善表面粗糙度 3 一般没有稳定的电弧放电 4 存在 疏散接触 式轻压放电现象 5 节省成形工具电极的设计制造费用 6 可以加工微细异形孔 窄缝 复杂形状工件 7 单位长度电极丝损耗较少 对加工精度影响较小 电火花线切割应用实例 电火花线切割应用实例 电火花加工在模具制造中的应用 电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺 随着工业生产的发展与科技的进步 具有高熔点 高硬度 高强度 高脆性和高纯度等性能的新材料不断出现 具有各种复杂结构和特殊工
5、艺要求的工件越来越多 这就使得传统的机械加工方法不能加工难于加工 所以电火花加工方法能够适应生产发展的需要 并在应用中显示很多优异的性能 因此得到广泛应用和发展 电火花加工模具中精度问题分析及对策 现代模具企业使用的电火花机床一般都是数显和数控的 机床本身的精度对加工精度起着主要影响 另外影响加工精度的因素还有 1 放电间隙的大小及其一致性对加工精度的影响 2 工具电极损耗对加工精度的影响 3 工件结构形状对加工精度的影响 这些影响精度的因素是不容忽视的 质量问题分析 1 型腔的尺寸误差 电极的尺寸精度及相对型腔的位置精度直接影响型腔的尺寸精度 2 平面度及形状误差 由放电时工件和电极的移动
6、偏斜或二者装卡定位不准确造成 3 孔壁出现台阶 机床进给主轴发生抖动 电极表面不垂直 电极相对于工件发生位置改变 电极的上下部分磨损不一致 电火花加工模具中精度问题分析及对策 解决措施 1 针对型腔尺寸误差可以采用多电极加工法 2 针对平面度及形状误差和孔壁出现台阶的措施a 电极的结构设计要合理 对电极要进行全面的检测 b 在电极 工件校正与定位方面把好关 c 正确选择电规准 调节放电状态稳定 电火花加工在模具加工中实例分析 一 注塑模型腔镶块如图所示 其材料为40Gr 硬度为40 42HRC 加工表面粗糙度值Ra 0 63 型腔侧面棱角半径R 0 3 1 方法选择选用单电极平动法进行电火花成
7、形加工 为了保证侧面棱角清晰 R 0 3mm 其平动量应小 取 0 25mm 2 工具电极 为了保证电极的质量及加工表面质量 电极材料选用锻造过的纯铜 电火花加工在模具加工中实例分析 电火花加工在模具加工中实例分析 电极可以利用机械加工的方法制造 但因为两边圆弧一般都用数控线切割加工 主要工序 备料 刨削上下端面 划线水平尺寸用线切割加工两边圆弧 按图示方向旋转90 用线切割加工半圆凸台与主体的长度 钳工划线 铣削椭圆槽 加工2个M8 10mm螺孔 钳工修正待用 3 镶块坯料加工 按图样要求备料 刨削六面体 热处理 调质 硬度达40 42HRC 磨削镶块6个面 4 电极与与镶块的装夹和定位 1
8、 M8螺钉 固定电极 并装夹在主轴头的夹具上 然后用千分表 或百分表 的电极上端面和侧面各基准 校正电极与工体的平行度和垂直度 并使其X Y轴与工作台的X Y轴移动方向一致 2 工件一般用平口钳夹紧 并校正使用X Y轴与工作台的X Y轴移动方向一致 3 定位即保证电极与工件的中心线完全重合 用数控电火花成形机床加工时 也可以用其自动找中心功能来准确定位 电火花加工在模具加工中实例分析 二 V型数控电极片落料模加工 如图所示 材料为Cr12 凸凹模配合间隙为0 06 0 08mm 硬度为60 62HRC 电火花加工在模具加工中实例分析 1 凹模在电火花加工前的工艺准备 按图样要求备料 刨削凹模六
9、面 上下端面留0 3 0 5mm的单面磨量 钳工划线 用钻床加工 6mm两销孔和4个M8螺纹孔 铣削凹模的空刀部分成形 淬火60 62HRC 磨削上下端面 钳工修正待用 2 工具电极 凸模 在电火花加工前的工艺准备 按图样要求备料其厚度为60mm 刨削凸模六面 上下端面留0 3 0 5mm的单面磨量 磨削上下端面 淬火58 60HRC 用线切割按凹模刃口形状 尺寸加工 钳工修正待用 3 加工方法 采用凸模直接加工凹模的方法 如图所示把凹模的空刀部分向上 开始加工 直到加工成形为止 反打正用 电火花加工在模具加工中实例分析 4 装夹 校正 安装固定 1 用电板夹紧装置 固定凸模电极 校正后预固定
10、在主轴头上 2 将凹模放置在副工作台上 将凸模电极对准凹模的空刀部分 预加工刃口对准凸模电极 校正后用压板将凹模压紧固定 5 设备加工规准 1 用D7410电火花穿孔成形机床 JF80B晶体管脉冲电流 2 其电规准为低压脉宽2 s 脉冲间隔20 40 s 低压80V 加工电流3 5A 高压脉宽5 s 高压173V 加工电流0 6A 加工极性负 下冲油 加工深度30mm 6 加工完成后 其凸凹模双边配合间隙为0 06mm 双边加工斜度为0 03mm 加工表面粗糙度值Ra 1 25 m 结语 上述电火花加工技术在模具加工中的应用案例 凸显了电火花成形加工在模具的异型不通孔与底肋加工及均匀模具间隙方面的优势 只要我们能很好地掌握和利用电火花加工技术的特点 就会给我们的模具生产与制造提供极大的便利 谢谢
