電火花加工概述型孔電極設(shè)計

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1、 特 種 加 工 項 目 之 電 火 花 加 工 ：電 火 花 加 工 原 理 、 型 孔 電 極 設(shè) 計 教 學(xué) 目 的 要 求 : 了 解 電 火 花 加 工 原 理 、 特 點 、 應(yīng) 用 范 圍 和 機(jī) 床 組成 ； 掌 握 型 孔 電 極 的 設(shè) 計 方 法主 要 教 學(xué) 內(nèi) 容 ： 一 、 電 火 花 加 工 原 理 、 特 點 二 、 型 孔 電 極 的 設(shè) 計教 學(xué) 重 點 、 難 點 ： 型 孔 電 極 的 設(shè) 計 一 次 脈 沖 放 電 過 程 一 、 加 工 原 理模 塊 一 電 火 花 加 工 原 理 、 特 點電 火 花 加 工 系 統(tǒng) 1工 件 ； 2脈 沖 電 源

2、 ； 3自 動 進(jìn) 給 調(diào) 節(jié) 裝 置 ； 4工 具 電 極 ； 5工 作 液 ； 6過 濾 器 ； 7工 作 液 泵 絕 緣 的 液 體 介 質(zhì) +工 具 和 工 件 電 極 脈 沖 放 電 電 腐 蝕 加 工 工 件 1、 極 間 介 質(zhì) 電 離 、 擊 穿 及 放 電 通 道 的 形 成2、 介 質(zhì) 熱 分 解 、 電 極 （ 工 件 ） 材 料 熔 化 、 汽 化 熱 膨 脹3、 電 極 （ 工 件 ） 材 料 拋 出4、 極 間 介 質(zhì) 消 電 離二 、 一 次 放 電 過 程（ a） 電 離 （ b） 放 電 與 熱 膨 脹 （ c） 拋 出 電 蝕 物 （ d） 消 電 離圖 3

3、-3 一 次 脈 沖 放 電 過 程 1陽 極 ； 2陽 極 氣 化 、 熔 化 區(qū) ； 3放 電 通 道 熔 化 的 金 屬 微 粒 ； 4熱 膨 脹 ；5陰 極 氣 化 、 熔 化 區(qū) ； 6陰 極 ； 7凸 起 ； 8凝 固 的 金 屬 微 粒 ； 9工 作 介 質(zhì) ； 10凹 坑 三 、 電 火 花 加 工 的 特 點1、 優(yōu) 點 :1） 不 受 材 料 硬 度 的 限 制 ， 便 于 加 工 用 機(jī) 械 加 工 難 以 加 工 或 無 法 加 工 的 材料 。2） 電 極 和 工 件 之 間 作 用 力 小 ， 便 于 加 工 小 孔 、 深 孔 、 窄 縫 零 件 。3） 電 極

4、材 料 不 必 比 工 件 材 料 硬 。4） 直 接 利 用 電 能 、 熱 能 進(jìn) 行 加 工 ， 便 于 實 現(xiàn) 加 工 過 程 的 自 動 控 制 。5） 比 較 容 易 選 擇 和 變 更 加 工 條 件 ： 在 同 一 臺 機(jī) 床 上 可 連 續(xù) 進(jìn) 行 粗 、 精 加工 。 2、 缺 點 ：1） 必 須 制 作 工 具 電 極2） 加 工 部 分 形 成 殘 留 變 質(zhì) 層3） 放 電 間 隙 使 加 工 誤 差 增 大 4） 加 工 精 度 受 到 電 極 損 耗 的 影 響廣 泛 應(yīng) 用 于 凹 模 型 孔 、 型 腔 加 工 四 、 電 火 花 加 工 機(jī) 床 組 成1、

5、脈 沖 電 源 單 向 、 直 流 脈 沖 電 源2、 機(jī) 床 主 體 床 身 、 立 柱 、 主 軸 頭 、 工 作 臺 等3、 自 動 進(jìn) 給 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 使 電 極 、 工 件 間 保 持 放 電 間 隙 0.01-0.54、 工 作 液 循 環(huán) 過 濾 系 統(tǒng) 排 出 電 蝕 產(chǎn) 物 、 工 作 液 清 潔 電 火 花 加 工 機(jī) 床1床 身 2液 壓 油 箱 3工 作 液 槽 4主 軸 頭 5立 柱 6工 作 液 過 濾 箱 7電 源 箱 模 塊 二 、 型 孔 電 極 的 設(shè) 計刃 口 斜 度一 、 電 火 花 穿 孔 加 工 方 法1、 原 理 L2=L1+2 單 面 放 電

6、 間 隙 （ 與 電 參 數(shù) 和 機(jī) 床 精 度 有 關(guān) ）電 極 損 耗 和 二 次 放 電 引 起 加 工 斜 度 （ 1） 直 接 加 工 法 加 長 的 凸 模 作 電 極 （ 適 用 于 復(fù) 雜 或 多型 孔 凹 模 ， 如 ： 電 機(jī) 轉(zhuǎn) 子 硅 鋼 片 沖 模 ） （ 2） 混 合 法 將 凸 模 的 加 長 部 分 選 用 與 凸 模 不 同 的好 電 極 材 料 ， 與 凸 模 一 起 加 工 ， 以 粘 接 或釬 焊 部 分 作 穿 孔 電 極 的 工 作 部 分 。 2、 保 證 沖 裁 模 雙 邊 間 隙 Z的 加 工 方 法 （ 3） 修 配 凸 模 法 （ 或 間

7、接 加 工 法 ） 凸 模 和 工 具 電 極 分 別 制 造 ， 在 凸 模 上 留 一 定 的 修 配 余 量 ， 按電 火 花 加 工 好 的 凹 模 型 孔 修 配 凸 模 ， 達(dá) 到 所 要 求 的 凸 、 凹 模 的配 合 間 隙 。 （ 適 用 于 形 狀 簡 單 沖 模 ） （ 4） 二 次 電 極 法 利 用 一 次 電 極 制 造 出 二 次 電 極 ，再 分 別 用 一 次 和 二 次 電 極 加 工 出 凹 模和 凸 模 ， 并 保 證 凸 、 凹 模 配 合 間 隙 。 （ 5） 階 梯 電 極 加 工 法 無 預(yù) 孔 或 加 工 余 量 較 大 ； 小 間 隙 或

8、無間 隙 沖 模 精 密 沖 模 如 硬 質(zhì) 合 金 ， 無 成 型 磨 情 況 下Z/2= 1+ 3- 2 二 、 電 極 材 料 和 結(jié) 構(gòu) 形 式1、 常 用 材 料 的 種 類 和 性 能 電 極 材 料 電 火 花 加 工 性 能 機(jī) 械 磨 削 加工 性 能 說 明加 工 穩(wěn) 定 性 電 極 損 耗紫 銅 好 較 小 較 差 常 用 的 電 極 材 料 ， 磨 削 困 難石 墨 較 好 較 小 較 好 常 用 的 電 極 材 料 ， 但 機(jī) 械 強(qiáng) 度 差 ， 易 崩 角鑄 鐵 一 般 中 等 好 常 用 的 電 極 材 料鋼 較 差 中 等 好 常 用 的 電 極 材 料 ， 選

9、 擇 電 規(guī) 準(zhǔn) 時 應(yīng) 注 意 其加 工 穩(wěn) 定 性黃 銅 好 大 較 好 電 極 損 耗 太 大銅 鎢 合 金 好 小 較 好 價 格 貴 ， 多 用 于 深 孔 、 直 壁 孔 、 硬 質(zhì) 合 金的 穿 孔銀 鎢 合 金 好 小 較 好 價 格 昂 貴 ， 多 用 于 精 密 沖 模 或 有 特 殊 要 求的 加 工 2、 電 極 結(jié) 構(gòu) （ 1） 整 體 式（ 2） 組 合 式 （ 3） 鑲 拼 式 三 、 電 極 的 設(shè) 計 1、 技 術(shù) 要 求1） 電 極 的 幾 何 形 狀 要 和 模 具 型 孔 或 型 腔 的 幾 何 形 狀 完 全相 同 ， 其 尺 寸 大 小 根 據(jù) 模

10、具 型 孔 或 型 腔 的 尺 寸 及 公 差 、 放 電 間隙 的 大 小 、 凸 模 和 凹 模 配 合 間 隙 來 決 定 。 2） 電 極 的 尺 寸 精 度 應(yīng) 比 凹 模 高 一 級 ， 一 般 電 極 的 尺 寸 精度 不 低 于 IT7。 公 差 一 般 取 型 孔 公 差 的 1/21/3， 按 入 體 原 則 標(biāo)注 。3） 電 極 的 表 面 粗 糙 度 Ra應(yīng) 在 0.63 1.25m以 上 （ 一 般 取型 孔 Ra值 ） ， 如 果 采 用 鑄 鐵 或 鑄 銅 時 ， 表 面 不 能 有 砂 眼 。4） 各 表 面 的 平 行 度 ， 在 100mm長 度 內(nèi) 不 能

11、 大 于 0.010.02mm。5） 電 極 加 工 成 形 后 變 形 小 ， 具 有 一 定 強(qiáng) 度 。 2、 電 極 尺 寸(1)橫 截 面 尺 寸 設(shè) 計 1)以 凹 模 為 基 準(zhǔn) A， B， C， R1， R2均 為 凹 模 尺 寸 a=A-2b=B+2 c=Cr1=R1+r2=R2- 2)以 凸 模 為 基 準(zhǔn) 按 凸 模 均 勻 增 大 的 電 極 圖 按 凸 模 均 勻 減 小 的 電 極 圖 Z=2 電 極 與 凸 模 尺 寸 相 同Z2 電 極 比 凸 模 尺 寸 均 勻 增 大 (Z/2- ) 電 鍍 電 極 (2)長 度 尺 寸 設(shè) 計 L=KH+H1+H2+(0.4

12、 0.8)(n-1)KH H- 加 工 深 度 H1- 挖 空 深 度 H2-夾 持 長 度 ： 10 20mm n-電 極 的 使 用 次 數(shù) K-電 極 材 料 、 型 孔 復(fù) 雜 系 數(shù) 。（ 紫 銅 2 2.5,石 墨 1.7 2， 黃 銅 、鋼 3 3.5， 鑄 鐵 2.5 3， 電 極材 料 損 耗 小 、 型 孔 簡 單 、 輪 廓 無尖 角 時 ， K取 小 值 ； 反 之 ， 則 取 大值 ） 。 3、 階 梯 電 極（ 1） 階 梯 電 極 中 原 有 電 極 的 截 面 尺 寸 d1和 長 度 尺 寸 L1按 前 面 所 述 方 法 確 定 。（ 2） 階 梯 部 分 的

13、 截 面 尺 寸 ： d2=d1 2f d2階 梯 部 分 橫 截 面 直 徑 d1原 有 電 極 橫 截 面 直 徑 f階 梯 部 分 單 面 縮 小 量 ， 通 常 取 0.08 0.15mm。（ 3） 階 梯 部 分 長 度 ： L2=h L 2階 梯 部 分 長 度 h型 孔 厚 度電 極 長 度 損 耗 系 數(shù) 。 當(dāng) 電 極 材 料 為 鑄 鐵 和 純 銅 時 ， 取 1.1 1.5； 當(dāng)電 極 材 料 為 鋼 和 黃 銅 時 ， 取 1.2 1.6； 對 形 狀 簡 單 的 電 極 ， 值 可 取 小 些 ，當(dāng) 加 工 硬 質(zhì) 合 金 模 具 時 值 取 大 些 (取 3)。 例

14、 題 粗 加 工 凹 模 刃 口 ， 尺 寸 見 圖 ， 粗 加 工 放電 間 隙 取 雙 面 0.6mm， 試 確 定 電 極 截 面 尺 寸 。 解 ： （ 1） 先 畫 出 電 極 截 面 形 狀 與 凹 模 刃 口 截 面 形 狀 的 關(guān) 系 圖 （ 2） 從 分 析 電 極 基 本 尺 寸 與 凹 模 刃 口 實 際 差 值 入 手 ， 確定 電 極 基 本 尺 寸 ： A22=22-2 =21.4 A20=20-2 =19.4 A10=10+2 =10.6 A12=12 AR5=5+ =5.3 AR3=3- =2.7 小 結(jié) 一 次 脈 沖 放 電 的 四 個 過 程電 火 花 加 工 的 五 大 優(yōu) 點機(jī) 床 的 四 個 組 成 部 分保 證 Z值 的 五 種 加 工 方 法電 極 設(shè) 計 的 五 點 要 求 、 兩 種 方 法作 業(yè) 復(fù) 習(xí) 和 預(yù) 習(xí) P102-114