《模具特种加工方法》PPT课件.ppt

1、第三章模具特殊加工方法，3.1模具火花整形加工，火花加工是在特定介质中通过工具电极与工件电极之间的脉冲火花放电时传记腐蚀现象加工工件，达到图纸中规定的形状、大小和表面粗糙度要求的工艺方法。EDM电路图，如图31所示。3.1.1 EDM工作原理，刀具电极4和工件1分别连接到脉冲电源供应装置2的两个输出端，并锁定在工作液中。自动进给调节装置3在刀具电极和工件之间保持恒定放电间隙(通常约0.010.2mm)。脉冲电源继续在工具电极和工件之间释放脉冲电压，当脉冲电压增加到间隙中工作液的击穿电压时，发生火花放电，放电区域的高温熔化了那里的电极和工件材料，甚至汽化。电极和工件表面腐蚀小材料碎片，形成小凹痕

2、。(1)工件电极和刀具电极之间必须保持一定的间距，通常为0.010.2mm。(2)火花放电必须具有脉冲性和间歇性，放电持续时间一般为10-710-4s。(3)火花放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。液体介质如果没有一定的绝缘性能，就不能通过放电形成火花通道。3.1.2火花必须具备的条件，(1)可以用普通加工方法加工难以加工或无法加工的材料。(2)刀具电极和工件在加工过程中不接触，没有明显的机械力，工件不受力变形，可轻松加工小孔、深孔、薄壁、窄间隙、各种类型的面和型腔零件。(3)利用直接电进行加工，便于加工过程的自动控制。3.1.3火花加工的特征，(4)脉冲参数易于调整，允许在同一机器上

3、继续粗加工、半精加工和精加工。(5)电极材料不必比工件材料硬，柔软，能结实。(6)只能加工导电材料，加工过程中有电极损耗，影响加工精度。(1)主机包括主轴头、床、柱、工作台、工作罐等。(2)脉冲电源供应装置。(3)自动进给调节系统。(4)工质净化和循环系统。3.1.4火花整形机，火花加工广泛应用于模具制造中各种冲压模具的凹模型孔加工。类型孔越复杂，火花加工的优越性就越明显。对于孔形状复杂的模具，使用火花加工，可以使用整体结构，而不是拼写结构。这简化了模具的结构，延长了模具的寿命。3.1.5火花在模具制造中的应用，1凹模型孔加工，(1)确保凸模、凹模配合间隙的方法1)直接拼写法2)混合法3)冲压

4、成形法4)二次电极方法，(2)电极设计1)电极材料中常用的电极材料如下2)电极结构aa .电极长度大小LKH1H2 (0.40.8) (N1) KHB。根据电极的横截面大小凹模型孔大小和公差确定电极的横截面尺寸时，电极的轮廓必须比孔均匀减小放电间隙值。c .确定电极公差的长度方向上的尺寸公差没有严格的要求。电极横截面的尺寸公差通常采用与压铸模边相对应的尺寸公差的三分之一。电极侧平行度误差在100mm长到0.01mm以下。电极工作表面的粗糙度不大于类型孔的表面粗糙度。(3)凹型毛坯准备凹型毛坯准备是指火花加工前的所有工艺。典型的模具库存准备程序见表32。(4)电极和工件的钳制和补偿1)电极的钳制

5、和补偿整体电极通常使用钳制将电极夹在机器主轴的底部。镶嵌型电极通常使用耦合板将多个电极块组合成一个，然后夹紧在机器主轴上，寻找正数。组合式电极可以添加定位块到标准夹具上，嵌入或作为专用夹具。电极补偿的目的是将电极牢固地安装在主轴上的电极夹具上，将电极轴与主轴进给轴匹配，使电极垂直于工作台和工件，电极截面的基准必须平行于机床表牵引板的纵向和横向移动方向。常用的校正方法有精密的角度尺校正方法和刻度盘校正方法。2)工件的夹具火花加工的工件比较简单。通常，可以将工件直接插入垫或工作台，然后通过工作台的坐标移动，使工件的中心线和交叉滑板移动方向一致，从而便于工件和电极之间的校准，最后压缩到压板上。工件的

6、一般定位方法如下：a .虚线b .测量块角度测量方法，(5)从传记标准选择和转换火花中选择的一组传记脉冲参数称为传记规范。必须根据工件的加工要求、电极和工件的材料、加工的工艺指标等选择传记规格。通常，完成凹模型孔加工的整个过程需要几个茄子传记规范。传记规格分为粗、中、正。从一种传记规格调整到另一种称为传记规格的转换。2型腔加工，(1)型腔加工的工艺方法1)单电极加工法单电极加工法是指用一个电极加工所需型腔的方法。2)多电极加工法3)分解电极法，(2)电极设计1)电极材料型腔加工中常用的电极材料主要是石墨和自动。在特殊型腔加工中采用铜合金和银合金是理想材料。2)电极结构与火花加工型孔一样，用于空

7、腔加工的电极也有三种茄子结构形式。3)确定电极尺寸所需的电极尺寸如下：a .电极横截面大小计算aAKb，b .电极高度大小计算电极总高度大小的确定图319所示。Hh1h2 h1H1C1 H1C2 SJ，4)排气孔和冲孔孔比加工型孔时差，因此在设计电极时，必须在电极上安装适当的排气孔和冲孔孔，以免排气、碎屑流不畅，从而影响加工速度、加工稳定性和加工质量。一般来说，冲孔应在难以倾斜的角落、狭窄的缝隙等处设计。排气口应在侵蚀面积大的位置设计。(3)电极和工件的夹紧和补偿1)电极的夹紧和补偿型腔模式电极的夹紧方法与孔火花加工中的电极夹紧基本相同。电极夹紧后，常用的校正方法有三种。a .固定板基准修正法

8、b .电极侧修正法c .电极末端火花放电修正法。2)校准了电极和工件的定位型腔模具电极和工件夹具后，必须徐璐放置，以确保模具中腔的位置精度。典型的定位方法如下：a .测量块角度标尺定位方法b .十字定位方法c .定位板定位方法，(4)在传记标准选择和转换腔模型火花中选择的传记标准也分为粗、中、精。开始加工时，首先使用粗糙标准参数进行加工，减小型腔轮廓接近加工深度(约1mm的馀量)时的传记标准，然后转换到中等标准、精密角度档案参数加工，直到达到所需的尺寸精度和表面粗糙度。3.2模具火花线切割，火花线切割基本上与火花加工相同的方式工作，均利用火花放电熔化或汽化金属。但是，EDM与EDM相比具有几个

9、茄子优势，在复盖范围上也有所不同。WEDM电路图如图326所示。3.2.1火花线切割的工作原理、特性和应用，1火花线切割的工作原理，火花线切割使用微细钼丝或细铜丝5作为刀具电极，通过事先钻在工件3上的小孔(穿线孔)，导轮6由筒体9驱动，相对于工件上下移动。加工能量由脉冲电源供应装置4供给，工件连接脉冲电源供应装置的阳极，电极连接阴极。脉冲电压穿透极线和工件之间的间隙(放电间隙)，产生瞬间火花放电，部分熔化或汽化工件放电区域，使切割加工成为可能。2火花线切割的特点，(1)无需制作成型的刀具电极，从而降低电极设计、制造成本，缩短生产周期，(2)电极丝比较细，可以加工微小的异形孔、狭窄的缝隙、形状复

10、杂的工件。(3)加工过程中电极损耗很小，有利于提高加工精度。(4)自动化水平高，操作方便，加工周期短，成本低。(5)不能加工百叶帘孔类或台阶类整形曲面。3火花线切割的应用节目，(1)加工模具零件适合加工硬化钢、硬质合金模具零件、各种形式的小零件、窄槽等。(2)用于加工火花成型的电极适用于加工普通火花加工型孔时使用的电极，以及加工锥形型腔时使用的电极。(3)加工零件适用于加工品种多、数量少的零件，特别是难加工的材料零件等。快速制丝机是我国生产和使用的主要机型。使用钼丝(0.080.2mm)或铜丝(约0.3mm)作为电极。电极师在储藏室的驱动下通过加工间隙进行往复循环运动，继续使用，直到线断裂。丝

11、绸速度约为810m/s，加工精度低，目前可达到的加工精度为0.01mm，表面粗糙度为Ra2.50.63m。3.2.2火花线切割机，1高速线切割机，2慢线切割机，慢线切割机是国外生产和使用的主要型号。使用铜、黄铜、钨、钼等作为电极，直径约为0.030.35mm。一般线材速度低于0.2m/s。电极单方向不通过加工间隙重复使用，防止电极导线损耗对工件加工精度的影响。慢丝电火花线切割机的加工精度可达0.001mm，表面粗糙度可达Ra0.32m。3B节目格式为B X B Y B J G Z。其中b是分隔符。x，y是坐标的绝对值。j是计数长度。g是计数方向。z是加工命令。我国常用的CNC线切割机的程序是3

12、B格式的程序，多用于快速线切割机。3.2.3火花线切割数控节目准备，13B格式节目准备，24B格式节目准备，3B格式数控系统没有间隙补偿功能，必须根据电极中心轨迹编程。零件复杂时，编程工作量大。4B格式是基于3B格式开发的。牙齿格式根据工件轮廓进行编译。数字控制系统根据工件轮廓自动执行间隙补偿，并将R和D或DD(弧的凸、凹)添加到节目格式。4B节目格式如表36，3ISO代码节目编写中所示，ISO代码是国际标准编程代码，与可变段格式3B、4B格式相比，它更简单、更灵活。为了便于国际交流，使用ISO代码进行数字编程是传记加工编程的必然趋势。表38显示了我国在快速线材数控火花线切割机中常用的ISO指

13、令代码，与国际使用的标准基本一致。电火花线切割通常是工件加工的最后一道工序，在设备的特定情况下合理选择工艺方法和工艺路线是满足加工零件精度和表面粗糙度要求的重要保证。火花线切割过程可以分为6个阶段：模式分析、库存准备、工艺准备、工件夹紧和曹征、编程、加工和检查。3.2.4 EDM加工工艺，1图案分析，(1)尖角无法得到“明确角度”，因为弧半径线切割加工工件的凹角时，电极史上存在一定的半径和放电间隙。也就是说，可以获得过渡弧。(2)加工精度和表面粗糙度应合理使用EDM，合理加工精度为IT6，表面粗糙度Ra0.4m。超出牙齿范围，经济和技术都很难实现。2毛坯准备、火花线切割中使用的毛坯通常通过冲裁

14、锻造退火机粗加工粗加工粗加工和回火磨削等工艺获得。必须合理确定加工起点和加工路径。否则，加工精度将大大降低。同时，毛坯应尽可能选择锻造性能、淬透性、热处理变形小的材料制作(如CrWMn、Cr12MoV、G Cr15等)，并制定严格的热处理规范。3工艺准备，(1)检查机器钢丝机架的导轮、固定器和拖轮对的间隙，如果不符合要求，应立即调整更换，以免影响加工精度。(2)选择脉冲参数(3)工作液选项(4)选择电极导线(5)开机调试，确认丝绸是否正常。4零件夹紧和曹征，(1)零件夹紧火花线切割机通常在工作台上有安装夹具，常用的夹紧方法如下：1)悬臂装夹2)简单支撑装夹3)桥支撑方法装夹4)板支撑方法装夹，

15、(2)零件曹征1)用千分表寻找正数3.3模具电解磨削，电解磨削，又名传记化学磨削，英语简称ECG是结合金属的传记化学阳极溶解作用和机械研磨作用的复合研磨工艺。1传记磨削原理，传记磨削加工的结构图如图346所示。与普通磨削加工相比，电解磨削具有以下特点：加工范围广，加工效率高。磨削后表面质量好。四轮损失小。与普通磨削相比，电解磨削也不足。传记研磨机由机器主体、电解电源供应装置、电解质循环过滤系统等组成。2电解磨削机、3导电砂轮、导电砂轮的作用在电解磨削中用作阴极，用于在保持工件和一定电解间隙的情况下刮除工件表面的阳极钝化膜。导电砂轮的要求必须具有良好的导电性和足够的机械强度，导电砂轮容易成型和修整，使用寿命长，价格便宜。(1)电解平面磨削。(2)电解内外圆磨削。(3)电解整形研磨。4传记磨削应用节目，3.4模具传记铸造整形加工，传记铸造整形原理如图3-52所示。在直流电源供应装置3的作用下，阳极的表面金属发生阳极溶解反应，变成正离子，进入传记铸液，传记铸液中的金属离子以阴极沉积复盖模型。1传记铸造整形原理，3.4.1传记铸造整形原理和特性，传记铸造磨削的结构图见图352。复制精度高。传记铸件具有良好的使用性