电加工基础知识课件

模具制造工艺及失效分析Diemanufacturingandfaultanalysis模具制造工艺及失效分析Diemanufacturinga1第5章模具特种加工电火花加工（ElectricalDischargeMachining,简称EDM）：在加工的过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部瞬时产生的高温把金属蚀除下来，通常也称为放电加工或电蚀加工。包括使用模具电极的成形加工和使用电极丝的线切割加工。第5章模具特种加工电火花加工（ElectricalDi2第5章模具特种加工1）原理：利用工件与电极之间脉冲放电时的电腐蚀现象，并有控制地去除工件材料，以达到一定的形状、尺寸和表面粗糙度要求。一、模具电火花成形加工

1、电火花加工的基本原理第5章模具特种加工1）原理：利用工件与电极之间脉冲放电时3工件表面由无数小凹坑组成第5章模具特种加工工件表面由无数小凹坑组成第5章模具特种加工4电火花加工表面变化层表面变化层的厚度大约在0.01～0.5mm;熔化层(0.01～0.1mm)和热影响层(无金相组织变化)第5章模具特种加工电火花加工表面变化层表面变化层的厚度大约在0.01～0.55电火花成形加工

视频电火花成形加工视频6介质的击穿与放电通道的形成能量的转换、分布与传递电极材料的抛出极间介质的消电离2）电火花加工的物理本质第5章模具特种加工介质的击穿与放电通道的形成2）电火花加工的物理本质第5章7极间放电电流密度要足够高（约106～108A/cm2）,能使放电点金属熔化和汽化。极间放电是瞬时脉冲性的。每一次放电结束后能及时消电离恢复其介电性能（极间必须有绝缘强度较高的液体介质）。3）电火花加工设备必须具备的条件工具电极和工件之间必须保持一定的间隙,可自动调节，以确保极间电压能击穿极间介质，又不会形成短路接触。第5章模具特种加工极间放电电流密度要足够高（约106～108A/cm2）,8

电火花加工的特点：1）以柔克刚2）非接触加工，不存在宏观“切削力”3）电脉冲参数可以任意调节4）易于实现自动控制及自动化电火花加工的应用范围：1）穿孔加工（异形孔及微孔）2）型腔加工3）强化金属表面（凸凹模刃口）4）磨削平面及圆柱面2、模具电火花加工的特点及应用范围第5章模具特种加工电火花加工的特点：2、模具电火花加工的特点及应用范围第593、电火花成形加工的设备设备组成：机床主体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液循环系统、机床附件等电火花成型设备3、电火花成形设备组成：机床主体、脉冲电源、自动进给调节系10组成：主轴头（最关键部件）床身立柱工作台工作液槽等1）机床主体第5章模具特种加工组成：1）机床主体第5章模具特种加工11也称为电脉冲发生器作用：输出具有足够能量的单向脉冲电流，即产生电火花蚀除金属。脉冲电源参数可调（粗、中、精、精微）稳定性好2）脉冲电源第5章模具特种加工也称为电脉冲发生器2）脉冲电源第5章模具特种加工123）自动进给调节系统作用：确保工件与电极之间在加工过程中始终保持一定的放电间隙，能自动补偿放电蚀除金属后间隙增大的部分。稳定性、灵敏度、快速反应能力第5章模具特种加工3）自动进给调节系统作用：确保工件与电极之间在加工过程中始终13喷嘴—挡板式电液压自动调节器工作原理喷嘴—挡板式电液压自动调节器工作原理144）工作液循环系统第5章模具特种加工

组成：贮油箱、电动机、泵、过滤器、工作液槽、油杯、管道、阀门、压力表等。作用：排除电火花加工过程中不断产生的电蚀产物，提高电蚀过程的稳定性和加工速度，减小电极损耗，确保加工精度和表面质量。4）工作液循环系统第5章模具特种加工组成：贮油箱、电动15工作液循环系统油路图工作液循环系统油路图165）机床附件（1）平动头：常用附件应用范围：主要应用于型腔模半精加工和精加工时精修侧面作用：提高仿形精度，保证加工稳定性，有利于极间排屑，防止短路和烧弧等。第5章模具特种加工(a)机械式平动头(b)数控平动头5）机床附件（1）平动头：常用附件第5章模具特种加工(a17平动头调整间隙原理图

平动头调整间隙原理图

18（2）电极夹具：十字铰链式电极夹具调节装置球面（钢球）铰链式电极夹具调节装置标准钻孔夹头标准螺纹夹头作用：把工具电极装夹固定在主轴上，调节电极的轴线与主轴轴线重合或平行。第5章模具特种加工（2）电极夹具：第5章模具特种加工19第5章模具特种加工第5章模具特种加工20电火花机床常见功能加工视频电火花机床常见功能加工视214、影响电火花加工速度的基本因素1）极性效应：在电火花加工过程中，由于正、负极性不同而导致材料蚀除量不同的现象叫做极性效应。第5章模具特种加工正极性加工（精）：短脉冲加工，正极蚀除量较大，工件接正极负极性加工（粗、中精度）：较宽脉冲加工，负极蚀除量较大，工件接负极4、影响电火花加工速度的基本因素1）极性效应：在电火花加工222）脉冲参数对电蚀量的影响（Q=kwft）3）脉冲宽度对电蚀量的影响4）材料的热力学常数对电蚀量的影响第5章模具特种加工2）脉冲参数对电蚀量的影响（Q=kwft）第5章模具特种235、电火花穿孔加工1）电火花穿孔加工：加工冲模的凹模2）工艺特点：①可在淬火处理后进行②复杂凹模采用整体式结构③电极材料可以任意选择第5章模具特种加工对拼型腔加工法5、电火花穿孔加工1）电火花穿孔加工：加工冲模的凹模第5章243）电火花加工工艺方法直接加工法间接加工法混合加工法第5章模具特种加工3）电火花加工工艺方法第5章模具特种加工254）电极的设计与制造第5章模具特种加工电火花加工常用电极材料的性能4）电极的设计与制造第5章模具特种加工电火花加工常用电极26电极材料：对于钢工件，各种电极材料的加工稳定性好坏次序如下：紫铜(铜钨合金、银钨合金)>铜合金(包括黄铜)>石墨>铸铁>不相同的钢>相同的钢；淬火钢比不淬火钢工件加工时稳定性好；硬质合金、铸铁、铁合金、磁钢等工件的加工稳定性差。电极的结构形式：整体式镶拼式组合式叶轮组合电极镶拼式电极整体式电极材料：叶轮组合电极镶拼式电极整体式27用阶梯工具电极加工冲模无预孔或加工余量较大小间隙、无间隙电极的设计：①电极长度L（公式5-3）②电极的截面尺寸（公式5-4）

按凹模尺寸和公差确定按凸模尺寸和公差确定③阶梯电极的设计用阶梯工具电极加工冲模无预孔或加工余量较大小间隙、无间隙电极28分解电极图电极的制造工艺电火花线切割加工、普通机械加工+成形磨削分解电极图电极的制造工艺29大、中型腔加工电极开孔示意图大、中型腔加工电极开孔示意图305）工件（模坯）的准备第5章模具特种加工5）工件（模坯）的准备第5章模具特种加工316）工具电极和工件的装夹定位第5章模具特种加工

电极的装夹简单小型或整体式：标准套筒或标准钻头夹具尺寸大电极：标准螺纹夹头装夹多电极：通用夹具+定位块或专用夹具镶拼式：用连接板将电极组合成整体6）工具电极和工件的装夹定位第5章模具特种加工电极的装32瑞士EROWA公司高精度电极夹具电极的装夹瑞士EROWA公司高精度电极夹具电极的装夹33大电极定位板装夹电极的装夹第5章模具特种加工大电极定位板装夹电极的装夹第5章模具特种加工34中小电极装夹：定位板与电极夹相连电极的装夹第5章模具特种加工中小电极装夹：定位板与电极夹相连电极的装夹第5章模具特种35方形电极夹圆形电极夹结构第5章模具特种加工方形电极夹圆形电极夹结构第5章模具特种加工36标准电极夹标准电极夹376）工具电极和工件的装夹定位第5章模具特种加工工件的装夹：压板和螺钉压紧

校正和调整：电极轴心垂直于工作台面校正方法：精密角尺校正法、百分表校正法

定位：划线法、块规角尺法、侧面定位法7）电规准的选择与转换：粗、中、精6）工具电极和工件的装夹定位第5章模具特种加工工件的装夹38工件的固定第5章模具特种加工工件的固定第5章模具特种加工39有侧面基准用千分表校正电极垂直度图

无侧面基准，型腔加工用电极上端面作辅助基准找正电极的垂直度电极装夹到主轴上后，必须进行校正有侧面基准无侧面基准，型腔加工用电极装夹到主轴上后，必须进行40第5章模具特种加工原理：与电火花成形加工原理相同.在线切割中，电极丝与高频脉冲电源的负极相接，工件则与正极相接，利用线电极与工件之间产生的火花放电而腐蚀工件。同时，按所需的形状移动，将一定形状的工件切割下来。二、模具电火花线切割加工

1、电火花线切割加工的基本原理第5章模具特种加工原理：二、模具电火花线切割加工1、电41线切割原理图线切割原理图42第5章模具特种加工返回第5章模具特种加工返回43第5章模具特种加工第5章模具特种加工44线切割制品第5章模具特种加工线切割制品第5章模具特种加工451）脉冲放电加工，无宏观切削力2）电极丝沿轴向运动，并相对工件作进给运动，反复使用，节约成本3）多用于加工零件上的直壁表面4）切缝可窄达仅0.005mm