第一章-2009模具制造技术-电火花加工

1、第一章第一章 电火花加工电火花加工 (Electrical Discharge Machining)(Electrical Discharge Machining)1.1.11.1.1电火花电火花加工的产生与发展加工的产生与发展1.1.11.1.1电火花加工电火花加工的产生与发展的产生与发展1.1.2 1.1.2 电火花加工的基本原理电火花加工的基本原理 电蚀现象用于加工的条件电蚀现象用于加工的条件加工原理图加工原理图动态动态1.1.2 1.1.2 电火花加工的基本原理电火花加工的基本原理1.1.3 1.1.3 电火花加工的材料去除机理电火花加工的材料去除机理材料蚀除过程材料蚀除过程电蚀区材料

2、蚀除又包含电蚀区材料蚀除又包含4 4个过程个过程1.1.3 1.1.3 电火花加工的材料去除机理电火花加工的材料去除机理1.3 1.3 电火花加工的材料去除机理电火花加工的材料去除机理+1. 3 电火花加工的材料去除机理电火花加工的材料去除机理三种作用力抛出材料三种作用力抛出材料热爆炸力热爆炸力 瞬时膨胀瞬时膨胀电动力电动力电离离子对电极的电离离子对电极的冲击压力冲击压力流体动力流体动力蒸发、分解气体蒸发、分解气体+1.3 1.3 电火花加工的材料去除机理电火花加工的材料去除机理带电离子带电离子 中性离子中性离子介质恢复绝缘介质恢复绝缘电蚀物排除电蚀物排除热能排除热能排除1.4 1.4 电火花

3、加工中的基本规律电火花加工中的基本规律 极性效应对电蚀量的影响极性效应对电蚀量的影响 电子的质量电子的质量 正离子的质量正离子的质量 电子的惯性小电子的惯性小 窄脉冲：正极性加工窄脉冲：正极性加工 长脉冲：负极性加工长脉冲：负极性加工 极性效应的利用极性效应的利用影响电蚀量的其它因素影响电蚀量的其它因素t粗加工：粗加工：t半、精加工：半、精加工：t线切割：线切割：1.2.1 1.2.1 电火花加工的速度和工具损耗速度电火花加工的速度和工具损耗速度 100%WEvv高温热分高温热分解解碳胶粒碳胶粒（带负电荷）（带负电荷）电场作用电场作用只适用于负极性加工只适用于负极性加工对形成炭黑膜有利的因素对

4、形成炭黑膜有利的因素脉宽大、脉间小脉宽大、脉间小工作液流动速度和压力小工作液流动速度和压力小1.2.2 1.2.2 电火花加工的表面质量电火花加工的表面质量1.2.3 1.2.3 电火花加工的表面质量电火花加工的表面质量电火花加工表面缺陷电火花加工表面缺陷 电火花加工中所选用的一组电脉冲参数称为电火花加工中所选用的一组电脉冲参数称为- 电规准。电规准。（1 1）粗规准）粗规准 主要用于粗加工，表面质量差、精度低。主要用于粗加工，表面质量差、精度低。（2 2）中规准）中规准 是粗、精加工间过渡加工采用的电规准，是粗、精加工间过渡加工采用的电规准， 用以减小精加工余量，促使加工稳定性用以减小精加工

5、余量，促使加工稳定性 和保证一定的加工速度。和保证一定的加工速度。（3 3）精规准）精规准 用来进行精加工，获得高表面质量和高精度。用来进行精加工，获得高表面质量和高精度。合理选择电规准获得高表面质量和精度合理选择电规准获得高表面质量和精度1.2.41.2.4 电火花加工的特点电火花加工的特点1.2.5 1.2.5 电火花加工设备及操作电火花加工设备及操作设备组成设备组成电火花操作电火花操作加工安全加工安全1.2.6 1.2.6 电火花加工的应用电火花加工的应用小孔的电火花加工小孔的电火花加工电极刚性差电极刚性差电极导热差电极导热差盲孔排屑难盲孔排屑难点极导向点极导向电极材料电极材料电极材料电

6、极材料加强冷却加强冷却空心电极空心电极+ +强迫循环强迫循环电极上下震动电极上下震动孔径：孔径：0.052mm0.052mm型腔模的电火花加工型腔模的电火花加工 优点优点n可实现复杂形状加工可实现复杂形状加工缺点：缺点：n盲孔加工盲孔加工电蚀物不易排除电蚀物不易排除电极损耗不易补偿电极损耗不易补偿n加工面积大加工面积大各点的电极损耗不均匀各点的电极损耗不均匀异型小孔的电火花加工异型小孔的电火花加工异型小孔的电火花加工异型小孔的电火花加工刻蚀图案刻蚀图案表面强化表面强化 1.2.7 1.2.7 型孔电火花加工型孔电火花加工1.2.8 1.2.8 电极的设计与制造电极的设计与制造（1 1）电极材料

7、的基本要求）电极材料的基本要求 良好的导电性能良好的导电性能 良好的机械加工性能良好的机械加工性能 电极损耗量小电极损耗量小 加工稳定性好加工稳定性好 价格适宜，来源广泛价格适宜，来源广泛 型孔和型腔电火花加工型孔和型腔电火花加工电极设计电极设计 电极电极材料材料电火花加工性能电火花加工性能机加机加性能性能说明说明加工稳定性加工稳定性电极损耗电极损耗钢钢较差较差中等中等好好选电参数时应注意加工选电参数时应注意加工稳定性，可用凸模作电极稳定性，可用凸模作电极铸铁铸铁一般一般中等中等好好 石墨石墨较好较好较小较小较好较好机械强度较差，易崩角机械强度较差，易崩角黄铜黄铜好好大大较好较好电极损耗太大电

8、极损耗太大紫铜紫铜好好较小较小较差较差磨削困难磨削困难铜钨铜钨合金合金好好小小较好较好价格贵，多用于深孔价格贵，多用于深孔、直壁孔、硬质合金孔、直壁孔、硬质合金孔银钨银钨合金合金好好小小较好较好价格昂贵，用于精密及有特价格昂贵，用于精密及有特殊要求的加工殊要求的加工常用电极材料常用电极材料整体式 镶嵌式 组合式（2 2）电极结构）电极结构 2 2）整体式电极）整体式电极 2 2）组合式电极）组合式电极 3 3）镶拼式电极）镶拼式电极L=Kt+h+l+(0.40.8)(n-1)Ktn-电极使用次数电极长度（3 3）电极尺寸（按加工孔确定）电极尺寸（按加工孔确定）电极截面尺寸电极截面尺寸（3 3）

9、电极尺寸（按凸模尺寸和公差确定）电极尺寸（按凸模尺寸和公差确定）1.2.9 1.2.9 型腔加工型腔加工 型腔加工方法型腔加工方法（1 1）单电极加工法）单电极加工法 指用一个电极加工出所需型腔指用一个电极加工出所需型腔 1 1）用于加工形状简单、精度要求不高的）用于加工形状简单、精度要求不高的 型腔型腔 2 2）用于加工经过预加工的型腔）用于加工经过预加工的型腔 3 3）用平动法加工型腔）用平动法加工型腔（2 2）多电极加工法）多电极加工法 用多个电极，依次更换加工同一个型腔用多个电极，依次更换加工同一个型腔多电极加工示意图多电极加工示意图 根据型腔的几何形状，把电极分解成根据型腔的几何形状

10、，把电极分解成主型腔电极和副型腔电极分别制造。主型主型腔电极和副型腔电极分别制造。主型腔电极加工出型腔的主要部分，副型腔电腔电极加工出型腔的主要部分，副型腔电极加工型腔的尖角、窄缝等部位。极加工型腔的尖角、窄缝等部位。（3 3）分解电极法）分解电极法（1 1）电极材料和结构选择）电极材料和结构选择 1 1）电极材料：）电极材料： 石墨和纯铜（应用多）石墨和纯铜（应用多） 铜钨合金和银钨合金铜钨合金和银钨合金 2 2）电极结构）电极结构 整体式电极整体式电极 镶拼式电极镶拼式电极1.3.1 1.3.1 电极设计电极设计（2 2）电极尺寸的确定）电极尺寸的确定 与型腔凸出部分相对应的电极凹入与型腔凸出部分相对应的电极凹入部分尺寸应放大；部分尺寸应放大； 反之与型腔凹入部分相对应的电极反之与型腔凹入部分相对应的电极凸出部分尺寸应缩小。凸出部分尺寸应缩小。1-电极电极 2-型腔型腔1 1）电极水平截面尺寸）电极水平截面尺寸 2 2）电极垂直方向尺寸）电极垂直方向尺寸 电极在平行于主轴方向上的尺寸电极在平行于主轴方向上的尺寸 h h= =h h1+1+h h2 2 （3 3）排气孔和冲油孔）排气孔和冲油孔 1 1）冲油孔设计在难以排削、窄缝等处）冲油孔设计在难以排削、窄缝等处 2 2）排气孔设