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1、2019/5/25,1216 电火花加工,12.1.6 电火花加工,1常用的电火花加工方法； 2电极设计 ； 3凹模模坯准备； 4电规准的选择与转换； 5排气孔和冲油孔 。,概论：,用电火花加工通孔的方法称为电火花型孔加工。它在模具制造中主要用于加工用常规切削加工方法难于加工的凹模型孔。 用电火花加工模具封闭腔的方法称为电火花型腔加工。 与机械加工相比，电火花加工的型腔具有加工质量好、粗糙度小、减少了切削加工和手工劳动，使生产周期缩短。特别是近年来由于电火花加工设备和工艺的日臻完善，它已成为解决型腔中、精加工的一种重要手段。,型孔加工 ： （1）直接配合法 （2）混合法 （3）修配凸模法 型腔
2、加工 ： （1）单电极加工法 （2）多电极加工法 （3）分解电极法 （4）用平动法加工型腔 （5）数控电火花法,1常用的电火花加工方法,（1）直接配合法 直接利用适当加长的凸模非刃口端作为电极对凹模进行加工，加工后将损耗的加长部分切除。,型孔加工 ：,（2）混合法 混合法是将凸模的加长部分选用与凸模不同的材料，如铸铁等粘接或钎焊在凸模上，与凸模一起加工，以黏接或钎焊部分作穿孔电极的工作部分。加工后，再将电极部分去除。,型孔加工 ：,3）修配凸模法 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。,型孔加工 ：,（1）单电极加工
3、法 指用一只电极由粗至精直接加工出所需要型腔的工艺方法。,型腔加工 ：,（2）多电极加工法 多电极加工法是用多个电极，依次更换加工同一个型腔。,型腔加工 ：,（3）分解电极法 分解电极法是根据型腔的几何形状，把电极分解成主型腔电极和副型腔电极分别制造。,型腔加工 ：,（4）用平动法加工型腔 对有平动功能的电火花机床，可用一个或多个电极加工出所需型腔。 1）单电极平动法 ； 2）单极修正平动法 。,型腔加工 ：,1）单电极平动法 它采用一只成形电极，先用脉冲电源的低损耗、高加工速度规准进行粗加工，然后利用平动头依次加大平动量，按照粗、中、精的顺序逐级改变电规准，逐渐修整型腔的侧壁和底面，完成整个
4、型腔的加工。,型腔加工 ：,2）单极修正平动法 这种方法和单电极平动加工法基本相同，只是先用一只电极进行粗、中加工，然后卸下修整，再装夹后进行精加工。,型腔加工 ：,（5）数控电火花法 采用数控电火花机床，可同时控制四轴实现三轴联动，各数控轴均可进行伺服加工，机床有自动分段抬刀排渣、分段加工、电规准自动转换等功能，使用简单形状的电极就可完成多种插补功能以及各种复杂型腔加工。,型腔加工 ：,（1）电极材料 ； （2）电极结构 ； （3）电极尺寸 。,2电极设计,（1）电极材料,1）整体式电极 ； 2）组合式电极 ； 3）镶拼式电极 。,（2）电极结构,整体式电极是用一块整体材料加工而成，是最常用
5、的结构形式。对于横断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，孔口向上如图12.15 a所示。,1）整体式电极,在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12.15 b 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。,2）组合式电极,对于形状复杂的电极整体加工有困难时，常将其分成几块，分别加工后再镶拼成整体 。,3）镶拼式电极,1）电极横截面尺寸的确定 ； 2）电极长度尺寸的确定 ； 3）电极公差的确定 。,（3）电极尺寸,垂直于电极进给方向的电极截面尺寸称为电极的横截面尺寸。在凸、凹模图样上的公差有不同的标注方法。当凸模与凹模分开加工
6、时，在凸、凹模图样上均标注公差；当凸模与凹模配合加工时，落料模将公差标注在凹模上，冲孔模将公差标注在凸模上，另一个只标注基本尺寸。,1）电极横截面尺寸的确定,电极截面尺寸分别按下述两种情况计算 当按凹模型孔尺寸及公差确定的横截面尺寸时的计算； 按凸模尺寸和公差确定电极的截面尺寸时的计算。,当按凹模型孔尺寸及公差确定的横截面尺寸时的计算 当按凹模型孔尺寸及公差确定的横截面尺寸时，则电极的轮廓应比型孔均匀地缩小一个放电间隙值。, 按凸模尺寸和公差确定电极的截面尺寸时的计算 当按凸模尺寸和公差确定电极的截面尺寸时，则随凸模、凹模配合间隙Z（双面）的不同，分为三种情况： 配合间隙等于放电间隙（Z =
7、2 ）)时，电极与凸模截面基本尺寸完全相同。 配合间隙小于放电间隙（Z 2 ）时，电极轮廓应比凸模轮廓均匀地放大一个数值a1， 但形状相似。,2）电极长度尺寸的确定 型孔电极的长度取决于凹模结构形式、型孔的复杂程度、加工深度、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12.17 进行计算。 L = K H + H 1 + H 2 +（0.4 0.8）（n 1）K H （式12 3 ）,型腔电极的长度可按下式计算 h = h 1 + h 2 h 1 = H 1 + C 1H 1 + C 2 S - j,3）电极公差的确定 截面的尺寸公差取凹模刃口相应尺寸公差的12 23。电极在长度
8、方向上的尺寸公差没有严格要求。电极侧面的平行度误差在l00 mm长度上不超过0.0l mm。电极工作表面的粗糙度不大于型孔的表面粗糙度。,3凹模模坯准备 凹模模坯准备指完成电火花加工前的全部工序。常用的凹模模坯准备工序见表12.3。为了提高电火花加工的生产率和便于工作液强迫循环，凹模模坯应去除型孔废料，只留很少的余量作为电火花穿孔余量。为了避免淬火变形的影响，电火花穿孔加工应在淬火后进行。,表12.3 常用的凹模模坯准备工作,4电规准的选择与转换 电火花加工中所选用的一组电脉冲参数（脉宽、间隔、低压加工电流IP、高压加工电流HP等）称为电规准。 通常要用几个规准才能完成加工的全过程。电规准分为
9、粗、中、精三种。从一个规准调整到另一个规准称为电规准的转换。 （1）粗规准； （2）中规准； （3）精规准； （4）电规准的转换。,（1）粗规准 粗加工目的在保证低损耗的情况下，实现较高的加工速度。应采用较长的脉冲放电时间和较大的脉冲放电流，进行负极加工。在使用紫铜电极材料时，脉冲宽度一般大于600s ，使用石墨电极材料时，脉冲宽度一般大于300s，根据不同的尺寸、不同形状的工件要求，可以较大幅度地选择脉冲放电电流。加工电流要在十几安培至几十安培。,（2）中规准 对于中规准，一般的要求是： 1）脉冲宽度 对于紫铜电极脉冲宽度应从400s到30s 逐步减小。 2）脉冲间隔 脉冲间隔要随着脉冲宽度
10、的减小而减小，但是当脉冲宽度小于200s时，脉冲宽度与脉冲间隔比应适当增大。 3）脉冲电流 脉冲宽度和脉冲电流都直接影响工件的表面粗糙度，所以加工电流的选择应与脉冲宽度选择配合进行。,（3）精规准 精加工是整个工件加工的最终阶段，它将实现加工的最终尺寸和表面粗糙度。精加工的特点是去除量很小，一般不超过0.1mm；脉冲宽度小，一般为几到十几微秒；脉冲电流较小（小于10A，小面积时小于1A）；脉冲间隔大，在脉宽10s以下时，脉宽与间隔比值为1：0.5到1：5。,（4）电规准的转换 电规准转换的档数，应根据加工对象确定。加工尺寸小、形状简单的浅型腔，电规准转换档数可少些；加工尺寸大、深度大、形状复杂的型腔，电规准转换档数应多些。粗规准一般选择一档；中规准和精规准选择24档。,5排气孔和冲油孔 由于型腔加工的排气、排屑条件比穿孔加工困难，为防止排气、排屑不畅，影响加工速度、加工稳定性和加工质量；设计电极时应在电极上设置适当的排气孔和冲油孔。,
