特种加工方法

电火花成形加工电火花线切割加工其他特种加工特种加工与一般机械加工的：切除材料的能量形式工具材料的硬度不必比工具高，或者无工具无显著的切削力讨论：什么是切削加工？比较特种加工与切削加工？切削加工－－利用刀具，去除金属材料层，获得具有一定形状、尺寸和表面光洁度要求的零件。切削加工实现的三个前提一、刀具和工件之间必须有相对运动二、刀具材料比工件材料硬三、刀具必须具有合理的几何角度切屑的形成过程特种加工与一般机械加工的：切除材料的能量形式工具材料的硬度不必比工具高，或者无工具无显著的切削力讨论：什么是切削加工？比较特种加工与切削加工？特种加工方法主要是为了解决难加工工件的加工问题：材料太硬材料太软形状复杂，刀具无法进入加工部位工作原理在一定介质中，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。用于型孔和型腔的加工。1-工件2-脉冲电源3-自动进给调节装置4-工具电极5-工作液6-过滤器7-泵一次脉冲放电可分为以下四个主要阶段：①介质击穿和通道形成；②火花放电，熔化（汽化）电极和工件材料；③电极材料蚀除，抛出；④形成凹坑，不断进给；1943年，前苏联拉扎林柯夫妇研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被蚀除掉。从而开创和发明了电火花加工方法。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。一般为0.01~0.2mm。否则不能击穿或短路。电火花放电必须是脉冲性和间歇性的。脉冲电源电压波形图：ti约为10-7~10-4s。时间短，使放电控制在极小范围内熔化；间隔，使介质恢复绝缘状态。P93读1）。为什么要有放电间隙？P93读2）。为什么必须是脉冲性放电？火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质（工作液）中进行。煤油、皂化液、去离子水等以利于产生脉冲性火花放电，形成火花通道，同时还能起到排屑、对工件冷却的作用。此外，放电点要有足够的火花放电强度，以使部分金属熔化和气化。P93读3）。液体介质的作用？优点难加工材料的加工任何导电的硬、脆、软、粘或高熔点的金属材料，淬硬件，硬质合金冲模。避免了，热处理后零件的变形，免去热处理后再进行的精加工。电极与工件不接触，无明显的机械力，工件不变形无形状限制，可加工窄小型面，复杂型面优点脉冲参数调节方便，可连续完成粗、半精、精加工利用电能加工，便于实现自动控制零件加工精度高操作方便电极材料较软，紫铜、石墨，工具电极易制造复杂形状必须制作工具电极增加了制作电极的费用和时间，并且存在电极损耗。加工部分形成残留变质层；工件上电加工部位要经受上万度高温加热后急速冷却，表面受到强烈的热影响，生成电加工表面变质层。这种变质层容易造成加工部位的碎裂与崩刃。放电间隙使加工误差增大；加工精度受到电极损耗的影响；主要用于加工金属等导电材料；加工速度较慢；为弥补这一局限，通常在安排工艺时先采用切削加工去除大部分金属。缺点•冷冲模具的凹模、卸料板、固定板等各种型孔穿孔加工•各种模具的型腔型腔加工•凸凹模刃口强化金属表面•一般表面的精加工磨削平面及圆柱面等选择加工方法（配合法或二次电极）选择电极材料设计电极、加工电极装夹电极被加工零件准备校正电极、零件装夹定位、调整电极位置加工准备（设备调整）开机加工、调整及中间检查完成加工、零件检查脉冲电源立柱主轴头油箱工作液循环过滤系统床身D7132D—电加工机床71—电火花穿孔、成形加工机床32—第一主参数：工作台宽度320mm表3-1,3-2D6140AD—电加工机床61—电火花穿孔加工机床(窄脉冲电源）40—第一主参数：工作台宽度400mmD5540AD—电加工机床55—电火花成形加工机床(长脉冲电机电源）40—第一主参数：工作台宽度400mm1.保证凸、凹模配合间隙的方法（一）直接法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、凹模配合间隙靠控制脉冲放电间隙来保证。特点：配合间隙均匀，质量高，不需另外专门制作电极，工艺简单。缺点：效率低，易磁化，电蚀物形成二次放电。1.保证凸、凹模配合间隙的方法（二）间接配合法将凸模的加长部分选用与凸模不同的材料，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。特点：电极材料可选，电加工性能好；配合间隙均匀。较广泛采用。1.保证凸、凹模配合间隙的方法（三）修配凸模法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。特点：无论间隙大小，均可采用此方法。但增加了制作电极和钳工修配的工作，且配合间隙不易均匀。适于形状较简单的冲模。1.保证凸、凹模配合间隙的方法（四）二次电极法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。1—一次电极；2—凹模；3—二次电极；4—凸模a）加工凹模；b）制造二次电极；c）加工凸模；d）凸、凹模配合1.保证凸、凹模配合间隙的方法（四）二次电极法特点：操作过程复杂，一般不选用；可调整放电间隙，加工无间隙和小间隙精冲模；注意：电火花加工会产生加工斜度，如图a，故凹模底朝上加工，装配如图d。2.电极设计--电极材料常见电极材料的性质电极材料电火花加工性能机械加工性能说明加工稳定性电极损耗钢较差中等好在选择电参数时应注意加工的稳定性，可用凸模作电极铸铁一般中等好石墨较好较小较好机械强度较差，易崩角黄铜好大较好电极损耗太大紫铜好较小较差磨削困难铜钨合金好小较好贵，多用于深孔、直壁孔、硬质合金穿孔银钨合金好小较好价格昂贵，用于精密及有特殊要求的加工整体式电极组合式电极镶拼式电极1,2,3,4,5—电极拼块；6—定位销；7—固定螺钉1—固定板；2—电极；2.电极设计--电极材料电极横截面尺寸当按凹模型孔确定电极横截面尺寸时，电极轮廓比凹模均匀缩小一个放电间隙当按凸模确定电极尺寸时：配合间隙Z=放电间隙2δ，电极与凸模基本尺寸完全一致配合间隙Z﹤放电间隙2δ，电极比凸模均匀小a1配合间隙Z﹥放电间隙2δ，电极比凸模均匀大a1电极单边缩小或放大数值a1：221122RrRrCcBbAa2211Za型孔尺寸电极尺寸2.电极设计—电极尺寸电极长度尺寸L=K·t+h+l+（0.4~0.8）（n-1）K·tn电极使用次数系数K（紫铜2~2.5，石墨1.7~2，铸铁2.5~3，钢3~3.5）阶梯电极可减少参数转换次数2.电极设计--电极尺寸电极公差：长度方向无严格要求；横截面尺寸公差取凹模刃口尺寸公差的1/2~1/3;侧面平行度误差不超过0.01/100mm；粗糙度不大于型孔表面粗糙度；2.电极设计--电极尺寸序号工序加工内容及技术要求1下料用锯床锯割所需的材料，包括需切削的材料2锻造锻造所需的形状，并改善其内部组织3退火消除锻造后的内应力，并改善其加工性能4刨（铣）刨（铣）四周及上下二平面，厚度留余量0.4~0.6mm5平磨磨上下平面及相邻两侧面，对角尺，达Ra0.63~1.25μm6划线钳工按型孔及其它安装孔划线7钳工钻排孔，去除型孔废料8插（铣）插（铣）出型孔，单边余量0.3~0.5mm9钳工加工其余各孔10热处理按图样要求淬火11平磨磨上下两面，为使模具光整，最好在磨四侧面12退磁退磁处理3.凹模模坯准备（一）电极的装夹装夹电极的夹具有：钻夹头、螺纹夹头、十字铰链式夹具、球面铰链式夹具等。电极标准套筒电极钻夹头电极标准螺钉夹头4.电极、工件的装夹与校正（二）工件的装夹工件一般直接压在工作台上；待找正后用压板和螺栓压紧。（三）找正与定位找准电极与工件间正确的相对位置，以保证模具的制造精度。而定位就是将电极和工件间找正后的位置确定下来，保证定位精度。4.电极、工件的装夹与校正图3.23千分表法找正穿孔电极图3.24千分表法找正型腔电极量块角尺法定位1.凹模2.电极3.角尺4.量块电规准：电火花加工过程中的一组电参数，如电压、电流、脉宽、脉间等。(相当于切削参数）（一）粗规准（粗加工参数）生产率高（不低于50mm3/min），工具电极损耗小，主要采用较大电流，较长脉宽，ti=20~60μs。加工表面Ra﹤12.5μm主要用于粗加工5.电规准的选择和转换（二）中规准过渡性加工，以减少精加工时的加工余量，提高加工速度，采用的脉宽小于粗规准，ti=6~206μs。加工表面Ra达6.3~3.2μm主要用于减小精加工余量5.电规准的选择和转换（三）精规准精加工，最终保证模具所要求的配合间隙、表面粗糙度、刃口斜度等，故应采用小电流、高频率、短脉宽，ti=2~6μs。加工表面Ra达1.6~0.8μm粗规准和精规准的正确配合，可以适当的解决电火花加工时的质量和生产率之间的矛盾5.电规准的选择和转换特种加工与机械加工的区别？电火花成形加工的原理。电火花成形加工必须具备的条件。电火花加工的特点。工艺方法单电极加工法—用一个电极完成型腔的加工形状较简单、精度不高经过预加工的型腔：侧面单边余量0.1~0.5mm底面余量0.2~0.7mm平动法相当于轨迹法加工型腔与型孔加工的不同点？工艺方法多电极加工法多电极加工法将粗、精加工分开，用不同的电极更换加工同一个型腔，每个电极加工时必须把上一规准的放电痕迹去掉。多电极加工仿形精度高，适于尖角、窄缝多的型腔加工。相当于成形法加工工艺方法分解电极加工法分解电极加工法是单电极平动法和多电极加工法的综合应用。根据型腔形状特点，将电极分解为主、副型腔电极制造。配合不同的电规准，先加工主型腔，再用副型腔电极加工尖角、窄缝等处的副型腔。这种方法有利于提高加工速度和改善加工表面质量。工艺方法程控电极加工法程控电极加工法是将型腔分解为更为简单的表面，制造相应简单的电极，在数控电火花机床上，由程序控制自动更换电极和转换电规准，实现复杂型腔的加工。电极设计电极材料和结构选择1、电极材料：石墨和纯铜，铜钨合金和银钨合金2、电极结构：整体式电极、镶拼式电极电极结构整体式：尺寸不大、不很复杂镶拼式：尺寸大、形状复杂组合式：一模多腔电极设计电极材料和结构选择1、电极材料：石墨和纯铜，铜钨合金和银钨合金2、电极结构：整体式电极、镶拼式电极电极结构整体式：尺寸不大、不很复杂镶拼式：尺寸大、形状复杂组合式：一模多腔常见电极材料的性质电极材料电火花加工性能机械加工性能适用加工稳定性电极损耗钢较差中等好形状复杂，精度要求高的塑料模或压铸模石墨较好较小较好易作大、中型电极铜钨合金好小较好贵，多用于深孔、直壁孔、硬质合金穿孔银钨合金好小较好价格昂贵，用于精密及有特殊要求的加工电极设计电极尺寸横截面尺寸：a=A±Kbjjeb电极工件型腔式中“±”号及K值确定原则：如图所示，与型腔凸出部分相对应的电极凹入部分尺寸应放大，即用“+”号；反之与型腔凹入部分相对应的电极凸出部分尺寸应缩小，即用“－”号。当型腔尺寸以两加工表面为尺寸界线标注时，若蚀除方向相反，取K=2；蚀除方向相同，取K=0；当型腔尺寸以中心线或非加工面为基准标注时，取K=1；凡与型腔中心线之间的位置尺寸以及角度尺寸相对应的电极尺寸不缩不放，取K=0。电极设计电极尺寸高度尺寸：21hhhJSCHCHh211111.电极固定板2.电极3.工件电极设计排气孔和冲油孔冲油孔设计在难以排削、窄缝等处排气孔设计在蚀除面积较大的位置电极和工件的装夹与校正电极的装夹与校正固定板基面校正法电极侧面校正法电极端面火花放电校正法固定板基面校正法1.电极2.调节装置3.百分表4.工作台电极和工件的装夹与校正电极和工件的定位量块定位法十字线定位法定位板定位法十字线定位法1.电极2.模块3.刀口角尺4.电极固定板电极和工件的装夹与校正电极和工件的定位量块定位法十字线定位法定位板定位法定位板线定位法1.电极