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1、4.1 电火花加工 4.2 电火花线切割加工 4.3 电化学加工,第4章 模具零件的电加工,返回目录,第4章 模具零件的电加工,什么是电加工？,返回,4.1 电火花加工,电火花加工？ 4.1.1 电火花加工原理 4.1.2 电火花加工的特点 4.1.3 影响电火花加工的主要工艺因素 4.1.4 凹模型孔的电火花加工 4.1.5 型腔的加工 4.1.6 电火花加工实例,脉冲放电用于零件加工应具备以下基本条件。 (1)接在不同极性上的工具和工件之间必须保持一定距离以形成放电间隙。 (2)放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。液体介质能将电蚀产物从放电间隙中排除并对电极表面进行冷却。 (3)脉
2、冲波形基本是单向的，如图4.1所示。 (4)有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属熔化或气化。,4.1.1 电火花加工原理,返回,图4.1 脉冲流波形 ti脉冲宽度；t0脉冲间隔；T脉冲周期；I0电流峰值,返回,图4.2 电火花加工原理 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过滤器；7泵,返回,图4.3 放电状况微观图 1阳极；2阳极气化、熔化区；3一熔化的金属微粒；4工作介质 5凝固的金属微粒；6阴极气化、熔化区；7阴极；8气泡；9放电通道,返回,一次脉冲放电过程可分为电离、放电、热膨胀、抛出金属和消电离等几个连续阶段。 (1)电离 (2)放电 (放电状况如图4.4
3、所示)。 (3)热膨胀 (4)抛出金属 (5)消电离,图4.4 放电凹坑剖面示意图,返回,多次脉冲放电使整个被加工面由无数小的放电凹坑构成，如图4.5所示。工具电极的轮廓形状被复制在工件上，达到加工目的。,图4.5 加工表面局部放大图,返回,(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、窄缝等零件，而不受电极和工件刚度的限制。 (3)电极材料不要求比工件材料硬。 (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。,4.1.2 电火花加工的特点,返回,1.影响电火花
4、加工精度的主要因素 (1)放电间隙 (2)电极损耗,4.1.3 影响电火花加工的主要工艺因素,返回,2.影响电火花加工生产率的主要因素 (1)脉冲宽度 (2)脉冲间隙 (3)电流峰值 (4)加工面积的影响 (5)排屑条件 (6)电极材料和加工极性 (7)工件材料 (8)工作液,返回,1.保证凸、凹模配合间隙的方法 (1)直接配合法 (2)间接配合法 (3)修配凸模法 (4)二次电极法,4.1.4 凹模型孔的电火花加工,返回,图4.6 二次电极法 (a) 加工凹模；(b) 制造二次电极；(c) 加工凸模；(d) 凸、凹模配合 1一次电极；2凹模；3二次电极；4凸模,返回,2.电极设计 (1)电极
5、材料 (2)电极结构 整体式电极 组合式电极 镶拼式电极,返回,图4.7 整体式电极,返回,图4.8 组合式电极 1固定板；2电极,返回,(3)电极尺寸 电极横截面尺寸的确定 电极长度尺寸的确定 电极公差的确定,返回,图4.9 按型孔尺寸计算电极横截面尺寸 1型孔轮廓；2电极横截面,返回,图4.10 电极长度尺寸,返回,图4.11 阶梯电极,返回,3.凹模模坯准备 常用的凹模模坯准备工序如下。 (1)下料 用锯床锯割所需的材料，包括需切削的材料。 (2)锻造 锻造所需的形状，并改善其内部组织。 (3)退火 消除锻造后的内应力，并改善其加工性能。 (4)刨(铣) 刨(铣)四周及上下两平面，厚度留
6、余量0.4mm0. 6mm。 (5)平磨 磨上下平面及相邻两侧面，对角尺，达Ra0.63m 1.25m。 (6)划线 钳工按型孔及其他安装孔划线。 (7)钳工 钻排孔，去除型孔废料。,返回,(8)插(铣) 插(铣)出型孔，单边留余量0.3mm0.5mm。 (9)钳工 加工其余各孔。 (10)热处理 按图样要求淬火。 (11)平磨 磨上下两面，为使模具光整，最好将四侧面再磨一遍。 (12)退磁 退磁处理。,返回,4.电规准的选择与转换 粗规准主要用于粗加工 精规准用来进行精加工。 中规准是粗、精加工间过渡性加工所采用的电规准，用以减小精加工余量，促进加工稳定性和提高加工速度。,返回,1.型腔加工
7、方法 (1)单电极加工法 用于加工形状简单、精度要求不高的型腔。 用于加工经过预加工的型腔。 用平动法加工型腔。,4.1.5 型腔的加工,返回,(2) 多电极加工法 (3)分解电极法,图4.12 多电极加工示意图 1模坯；2精加工后的型腔；3中加工后的型腔；4粗加工后的型腔,返回,2.电极设计 (1)电极材料和结构选择 电极材料 电极结构 (2)电极尺寸的确定 电极的水平尺寸 电极垂直方向尺寸,返回,图4.13 电极水平截面尺寸缩放示意图 1电极；2型腔,返回,图4.14 电极垂直方向尺寸 1电极固定板；2电极；3工件,返回,(3)排气孔和冲油孔,返回,3.电规准的选择与转换 (1)电规准的选
8、择,图4.17 脉冲宽度对电极损耗的影响 电极Cu；工件CrWMn；负极性加工1e=80A,返回,粗规准 中规准 精规准,图4.18 脉冲峰值电流对生产率的影响 电极Cu；工件CrWMn；负极性加工,返回,(2)电规准的转换,SYL电机转子冲模，加工要求为：材料为Cr12；刃口高度为12mm；淬火硬度62HRC64HRC；配合间隙0.04mm0.06mm。 1.工具电极,4.1.6 电火花加工实例,返回,4.加工规准 5.加工效果 (1)加工速度110mm3/min。 (2)凸、凹模配合间隙0.06mm。 (3)加工斜度0. 04mm(双边)。 (4)表面粗糙度Ra1.6m。,2.模块准备 3
9、.电极与工件装夹,图4.19 电极装夹 1镶块；2热套圈；3斜销；4电极；5衬圈,返回,4.3 电化学加工,电化学加工的方法有电铸加工、电解加工和电解抛光。 4.3.1 电铸加工 4.3.2 电解加工,图4.75 电铸加工原理 1镀槽；3阳极；3燕馏水瓶；4直流电源；5加热管； 6恒温装置；7水银导电温度计；8母模；9电铸层,返回,4.3.1 电铸加工,返回,1. 电铸加工的特点,2.电铸加工的应用,3.电铸加工的工艺过程,（1）电铸加工前的预处理,（2）衬背起模,返回,图4.76 电铸型腔与模套组合形式 1卸模架；2型芯；3电铸型腔；4粘接剂；5模套；6垫板,返回,(a),(b),图4.77
10、 螺钉起模 (a) 母模端部带螺孔；(b) 母模端部带螺栓 1螺钉；2探母；3垫片；4母模；5铸件；6套管,返回,图4.78 螺旋式起模 1螺钉；2螺母；3套管；4止推轴承；5母模；6铸件,返回,图4.79 电铸起模架 1起模架；2母模；3电铸型腔；4无机粘结荆；5模套；6螺栓,返回,1.电解加工的基本原理、特点及适用范围,返回,4.3.2 电解加工,图4.80 电解加工原理 1电极(阴极)；2工件(阳极)；3泵；4电解液；5直流电源,电解加工与其他加工方法比较具有以下特点； 加工范围广 加工速度快，约为电火花加工的510倍以上 由于加工过程中不存在切削力作用，不会产生热变形及毛刺等，没有电火花加工那样的白亮变质层。 电极损耗极小，加工表面粗糙度值小，Ra一般为0.8m 0.2m，尺寸精度为0.05mm 0.2 mm。 难以加工窄缝、小孔或尖细棱角的表面。 对复杂型腔的加工，电极设计制造较困难。 电解液在加工表面难以实现均匀流动，废液及析出物有公害，电解液对机床、夹具、设备及工件等都有腐蚀作用。,返回,2.电解液 电解液在电解过程中的主要作用 对电解液的基本要求 常用电解液,返回,图4.81 混气电解加工 1工件；2电极；3气液混合腔；4电解液入口；5气源入口,返回,3.混气电解加工简介,4.电极材料的性能,
