第11讲 电火花成形加工.ppt

* 1 第11讲 电火花成形加工 教学目标：掌握电火花加工型孔和型腔的电极设计与制造；掌握电规准的选择与转换； 知识点：电极的设计与制造，电规准的选择； 一、凹模型孔的电火花加工 采用电火花加工，对于型孔复杂的凹模，可以不用镶拼结构，而采用整体结构，这样既节约模具设计和制造工时，又能提高凹模强度。用电火花加工的冲模，容易获得均匀的配合间隙和所需的落料斜度，刃口平直耐磨，可以相应地提高冲件质量和模具的使用寿命。但加工中电极的损耗影响加工精度，难以达到小的表面粗糙度，要获得小的棱边和尖角也比较困难。 2 1.保证凸、凹模配合间隙的方法 冷冲模的配合间隙是一个很重要的技术指标，在电火花加工中，常用的保证配合间隙要求的工艺方法有以下几种。 (1)直接配合法（工艺简单，电加工性差） 直接配合法是用加长的钢凸模作电极 加工凹模的型孔，加工后将凸模上的损耗 部分去除。凸、凹模的配合间隙靠控制脉 冲放电间隙来保证。用这种方法可以获得 均匀的配合间隙，模具质量高，另外制造 电极，工艺简单。但是，用钢凸模作电极，加工速度低，在直流分量的作用下易磁化，使电蚀产物被吸附在电极放电间隙的磁场 中形成不稳定的二次放电。此方法适用于形状复杂的凹模或多型孔凹模，如电动机定子、转子矽钢片冲模等。 放电间隙等于模具间隙时，加长凸模直接作电极；放电间隙小于模具间隙时，电极需电镀；反之，电极需腐蚀。 3 (2)混合法（工艺简单，电加工性好） 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，以粘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。此方法电极材料 可选择，因此，电加工性能比直接配合法好；电极与凸模连接在一起加工，电极形状、尺寸与凸模一致，加工后凸、凹模配合间隙均匀。是一种使用较广泛的方法。 (3)凸模修配法（修配工作量大，电加工性好） 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。这种方法的优点是电极可以选用电加工性能好的电极材料。缺点是增加了制造电极和钳工修配的工作量，而且不易得到均匀的配合间隙。故修配凸模法只适合于加工形状比较简单的冲模。 4 (4)二次电极法（硬质合金，无成型磨情况下） 利用一次电极制造出二次电极，再分别用一次和二次电极加工出凹模和凸模，并保证凸、凹模配合间隙。 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 用二次电极法加工，操作过程较为复杂，不常采用。但此法能合理调整放电间隙δ1、δ2、δ3，可加工无间隙或间隙极小的精冲模。对于硬质合金模具，在无成型磨削设备时可采用二次电极法加工凸模。由于电火花加工要产生加工斜度，型孔加工后其孔壁要产生倾斜，为防止型孔的工作部分产生反向斜度影响模具正常工作，在穿孔加工时应将凹模的底面向上，如图4.6(a)所示。加工后将凸模、凹模按照图4.6(d)所示方式进行装配。 5 2.电极设计 凹模型孔的加工精度与电极的精度和穿孔时的工艺条件密切相关。为了保证型孔的加工精度，在设计电极时必须合理选择电极材料和确定电极尺寸。此外，还要使电极在结构上便于制造和安装。 (1)电极材料 根据电火花加工原理，可以说任何导电材料都可以用来制作电极。但在生产中应选择损耗小、加工过程稳定、生产率高、机械加工性能良好、来源丰富、价格低廉的材料作电极材料。 石墨：稳定性好、损耗小，强度较差，易崩角。 紫铜：稳定性好、损耗较小，不能磨削。 黄铜：稳定性好、损耗大。 钢：稳定性差、损耗中等。 6 (2)电极结构 电极的结构形式应根据电极外形尺寸的大小与复杂程度、电极的结构工艺性等因素综合考虑。 ①整体式电极 ②组合式电极 整体式电极是用一块整体材料加工 而成，是最常用的结构形式。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，孔口应朝上。 在同一凹模上有多个型孔时，某 些情况下可以把多个电极组合在一 起，一次穿孔可完成各型孔的加工， 这种电极称为组合电极，如图所示。 各型孔间的位置精度，取决于各电 极的位置精度。 7 ③镶拼式电极 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，这样既节省材 料又便于电极制造。 电极不论采用哪种结构都应有足够的刚度，以利于提高加工过程的稳定性。对于体积小、易变形的电极，可将电极工作部分以外的截面尺寸增大以提高刚度。对于体积较大的电极，要尽可能减轻电极的重量，