项目四模具的特种加工详解.ppt

项目四 模具零件特种加工 转轴型腔滑块零件技术要求：材料：H13（4Cr5MoSiV1）；热处理：48～52HRC；成形型腔表面粗糙度Ra0.2，分型面表面粗糙度Ra0.2，其余表面粗糙度Ra1.6。 将有别于传统机械加工的新加工方法从广义上定义为特种加工(NTM，Non-Traditional Machining)，也被称为非传统加工技术，其加工原理是将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上，从而实现材料去除。 前苏联科学家拉扎连柯夫妇 表1-1 常用特种加工方法的分类 1、掌握电火花成形加工的原理、特点及应用范围 2、掌握影响电火花成形加工的主要因素 3、掌握电火花穿孔加工、型腔加工的主要工艺 4、掌握电火花线切割加工的基本原理及加工工艺 5、掌握3B格式程序的编制 第一节 模具电火花成形加工 1.基本原理 一、 电火花成形加工(Electron Discharge Maching, EDM)的基本原理 利用工具和工件（正、负电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件尺寸、形状和表面质量的加工要求。 工件 要将脉冲放电用于零件加工，应具备以下基本条件： 1.放电点要有足够的火花放电强度；(约105～106A/cm2) 2.工具电极和工件被加工表面之间要保持一定合理的放电间隙；（一般是几个微米至数百微米） 3. 火花放电必须是瞬时的脉冲放电； 4. 两次脉冲放电之间，要有足够的停歇时间； 5. 火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行。 2.电火花成形加工的物理本质 一次脉冲放电可分为以下四个主要阶段： 1) 极间介质电离、击穿和放电通道形成； 2) 电极材料的熔化、气化和热膨胀； 3) 电极材料的抛出； 4) 极间介质的消电离。 1) 极间介质电离、击穿和放电通道形成 形成的放电通道，实际上是高温、高压的电离气体 由于工具电极和工件的微观表面是凹凸不平的，极间距离又很小， 因而极间电场强度是很不均匀的，两极之间离得最近的突出点或尖端处的电场强度一般为最大。 当电场强度增加到106A/cm2时，电子由阴极表面逸出，高速向阳极移动并撞击介质中的分子和中性原子，产生碰撞电离，导致介质击穿而形成放电通道。 在放电过程中，同时还伴随着一系列派生现象，其中有热效应、电磁效应、光效应、声效应及频率范围很宽的电磁波辐射和爆炸冲击波等。 2)电极材料的熔化、气化和热膨胀 极间介质一旦被击穿，带电粒子高速运动时相互碰撞，产生大量的热，使通道温度相当高，但分布是不均匀的，从通道中心向边缘逐渐降低，通道中心温度可高达10000℃以上。 脉冲电源通过放电通道瞬时释放能量，把电能转换为热能、动能、磁能、光能、声能及电磁波辐射能等(其中大部分转换成热能)，使两极放电点和通道本身温度剧增，该处即产生局部的熔化或汽化，通道中的介质也汽化或热裂分解。 传递给电极和工件的热量产生了很高的温度熔化和汽化了工件及电极材料。 3) 电极材料的抛出 传递给电极上的能量在放电点形成一个瞬时的高温热源，这个高温热源使放电点附近的局部金属瞬时熔化和汽化。由于这一过程十分短促，金属的熔化和气化具有爆炸特性，爆炸力伴随着电动力、流动力的作用将把熔化和汽化的金属抛离电极表面，并在电极和工件表面留下一个小凹坑。 4) 极间介质的消电离 一次脉冲放电结束，此后还应有一段间隔时间，使间隙介质消电离，即放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处间隙介质的绝缘强度，以免总是重复在同一处发生放电而导致电弧放电，这样可以保证按两极相对最近处或电阻率最小处形成下一击穿放电通道。 二、 电火花成形加工的特点及应用范围 ﹙1﹚以柔克刚，适合任何难切削材料的加工； 1.电火花成形加工的特点 ﹙2﹚不存在宏观切削力；(小孔、窄缝等各种精密复杂模具的加工) ﹙4﹚可以改进结构设计，改善结构工艺性。 ﹙3﹚易于实现自动控制及自动化; 缺点 只能加工导电工件。 加工速度慢。 由于存在电极损耗，加工精度受限制。 2.电火花成形加工的应用范围 ﹙1﹚模具穿孔加工； ﹙2﹚模具型腔加工； ﹙3﹚强化金属表面； ﹙4﹚磨削平面及圆柱面。 电火花穿孔 电火花型腔加工 窄缝加工 花纹加工 三、 电火花成形加工的设备 电火花机床 电火花成形加工机床 电火花成形加工的设备组成： 1.机床主体 1-床身；2-过滤器；3-工作台；4-主轴头；5-立柱；6-液压泵；7-电源箱