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1、模具数控加工技术,教学单元六 模具电加工技术应用 本单元简介本单元介绍电火花加工的基本原理，电火花成型机床和线切割机床加工的工艺特点、加工方法。重点以工作任务为驱动，通过工作过程的案例教学使学生熟悉电火花成型和线切割加工的工作过程和技术方法。 核心能力电火花机床加工工艺（加工工艺路线、工艺装备、工艺参数选择）制定能力；典型模具零件成型加工电极设计能力；线切割加工编程能力；机床基本操作能力。 教学建议实训时间1周，内容电极设计、线切割加工工艺编程、机床操作完成加工任务。加工案例由教师结合本校情况选择和设计。,项目一 模具电火花成型加工技术基础 项目二 模具电火花成型加工技术应用 项目三 模具电火
2、花线切割加工,教学单元六 模具电加工技术应用,项目二 模具电火花成型加工技术应用 职业能力 选择加工工艺参数、操作电火花成型机床能力，完成典型模具电火花成型加工工作任务的能力 任务1 电火花成型加工电极设计与制造 【技能目标】具有电极设计与制造的能力 【工作任务】如图6-28a所示注射模衬块，全部表面的表面粗糙度Ra1.6，要求 型腔侧面棱角圆角半径R0.25mm。材料为40Cr，硬度为3840HRC。设计制 造加工表面沉孔槽型腔的电极。,教学单元六 模具电加工技术应用,任务1 电火花成型加工电极设计与制造 【技能目标】具有电极设计与 制造的能力 【工作任务】如图6-28a所示注 射模衬块，全
3、部表面的表面粗 糙度Ra1.6，要求型腔侧面棱角 圆角半径R0.25mm。材料为 40Cr，硬度为3840HRC。 设计制造加工表面沉孔槽型 腔的电极。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,任务1 电火花成型加工电极设计与制造 （一）工艺方案确定 选用单电极平动法进行电火花成型加工，为保证侧面棱角 (R0.3mm)，其平动 量应小，取0.25mm。 （二）工具电极设计与制造 1电极材料 电极材料必须具有导电性能好、损耗小、造型容易、加工过程稳定、生产效率 高、来源丰富和价格低廉等特点。生产中常用的电极材料（石墨、黄铜、紫 铜、铸铁、钢和铜钨合金）的性能见表6-3
4、。选择时应根据加工对象、工艺方 法和脉冲电源的类型等因素综合考虑。 本例选用锻造过的紫铜，以保证 电极加工质量以及加工表面粗糙度。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,任务1 电火花成型加工电极设计与制造 （二）工具电极设计与制造 2.电极设计 电极设计结构如图6-28b所示， 1）电极水平尺寸单边缩放量. 取单边放电间隙d0.25mm,平动量 0=0.55mm，单边缩放量=0 +ds，s忽略不计， =0.55+0.25=0.8mm。 2）电规准参数 电极尺寸缩放量较小，用于基本成型的粗加工电规准参数不宜 太大。根据工艺数据库所存资料(或经验)可知，实际使用的粗
5、加工参数会产生 1%的电极损耗。因此，对应的型腔主体20mm深度与两内侧R7mm的型腔6mm 深度的电极长度之差不是14mm，而是(20-6)(1+1%)14.14mm。尽管精修时 也有损耗，但由于两部分精修量样，故不会影响二者深度之差。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,任务1 电火花成型加工电极设计与制造 （二）工具电极设计与制造 2.电极设计 【引入知识】 电极的设计精度直接影响电火花成型 （或穿孔）加工的精度，所以合理选 择电极材料和确定电极尺寸 就显得 尤为重要了。 电极的尺寸包括电极横截面尺寸和电 极长度尺寸。 电极横截面尺寸的计算。在加工凹 模型
6、孔时，电极横截面的轮廓2一般 应比型孔1均匀地缩小一个放电间隙 值，如图6 -29所示。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,任务1 电火花成型加工电极设计与制造 （二）工具电极设计与制造 2.电极设计 【引入知识】 电极横截面尺寸的计算。 由图可知，存在以下三类尺寸: 尺寸增大的有: R1 = r +， B = b + 2; 尺寸减小的有: R2 = r -， A = a - 2; 尺寸不变的有: C = c。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,任务1 电火花成型加工电极设计与制造 （二）工具电极设计与制造 2.电极设计 【引
7、入知识】 电极长度尺寸的计算。工具电极的长度 L一般与加工深度、电极材料、加工方式和型孔复杂程度等因素有关，一般可以用下面的公式进行估算: L = KH + H1 + H2 +（0.40.8）（n-1）KH 式中 H电火花加工深度，mm; H1当凹模下部挖空时，电极需要加长的长度，mm; H2电极夹持部分长度，mm; n电极的使用次数; K与电极材料、加工方式和型腔复杂程度等因素有关的系数。对于不同材料K值的经验数据为:紫铜（22.5）、黄铜（33.5）、石墨（1.72）、铸铁（2.53）、钢（33.5）。电极材料损耗小、型孔简单、电极轮廓无尖角时，K取小值;反之取大值。 当电极损耗较大时，如
8、加工硬质合金时，电极长度可以适当加长。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,任务1 电火花成型加工电极设计与制造 （二）工具电极设计与制造 3.电极制造 型腔主体、两侧R7mm型腔都用线切割加工，然后按图6-28b组装。 主要工序如下： 备料； 刨削上下面； 画线； 加工M88的螺孔； 按水平尺寸用线切割加工； 按图示方向前后转动90，用线切割加工两个半圆及主体部分长度； 钳工修整。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,任务1 电火花成型加工电极设计与制造 （二）工具电极设计与制造 3.电极制造 【引入知识】 对于整体式电极（一般
9、采用钢作为电极），如果模具的配合间隙较小，可用化 学溶液侵蚀作为电极的部分，使电极部分的端面轮廓均匀地缩小，在加工时就 可以选用较大的放电间隙了;如果模具的配合间隙较大，可用镀铜或镀锌的方 法，均匀地增大作为电极部分的尺寸。 对于镶拼式电极一般采用环氧树脂或聚乙烯醇缩醛胶黏接，当黏合面积小不易 粘牢时， 可采用钎焊的方法进行固定。 随着电火花线切割技术的发展，目前，电火花加工用的电极一般都采用电火花 线切割的 方法制造。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,任务1 电火花成型加工电极设计与制造 (三) 工件坯料准备 1.毛坯 毛坯尺寸464636mm锻造毛坯。
10、2.粗精刨削六面体，留磨削余量0.1mm； 3.热处理(调质)达3840HRC； 4.磨削六个面。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,任务1 电火花成型加工电极设计与制造 (四) 电极与衬块的装夹 1）电极装夹在主轴头的夹具上，用M8的螺钉固定。 2）以电极上端面和侧面为基准，用千分表校正电极与工作台表面的垂直度。 3）工件用平口钳装夹，并校正工件侧立面与对应的X、Y轴平行。 4）定位保证电极与工件的中心线完全重合。用数控电火花成型机床加工时， 可利用机床自动找中心功能准确定位。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,任务1 电火
11、花成型加工电极设计与制造 （五）电火花成型加工 1. 所选用的电规准转换与平动量如表6-4所示。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,任务1 电火花成型加工电极设计与制造 （五）电火花成型加工 2. 加工参数选择 参考表6-5、表6-6。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,任务1 电火花成型加工电极设计与制造 （五）电火花成型加工 2. 加工参数选择 参考表6-5、表6-6。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,任务1 电火花成型加工电极设计与制造 （五）电火花成型加工 2. 加工参数选择 参考表6-5、表6-6。,教学单元六 模具电加工技术应用 项目二 模具电火花成型加工技术应用,
