型腔与型芯成型面加工

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1、§4.3成型面的电火花加工一.电火花加工原理在一定的加工介质中，利用两个电极之间产生火化放电时的电蚀效应来蚀除金属材料的加工方法。电火花加工过程分析：3.热膨胀：电子和离子高速运动时相互碰撞产生大量热，同时电子和离子撞击阳极和阴极也产生大量热，形成临时高温热源，温度可达5000ºC～10000ºC。电极、工件熔化，介质气化或分解为游离的碳黑和H2、C2H2、C2H4等气体。1.电离：工件与电极表面相距最近点处电场强度最大，液体介质首先被电离为电子和正离子。2.放电：在电场作用下，电子高速奔向阳极，正离子奔向阴极，形

2、成放电通道。电流强度可达到104～107A/cm2。4.抛出金属：由于热膨胀具有爆炸的特性（放电时间极短，10-7～10-5S），爆炸力将熔化和气化了的金属抛入介质中。5.恢复介质绝缘状态：脉间时通道中带电离子复合为中性粒子，恢复绝缘状态。二.电火花加工的特点1.可以加工任何高硬度、高强度、高脆性、高韧性的金属材料。2.有利于实现微细加工，电极制造方便：工件与电极不接触，不受工件和电极刚性限制。3.脉冲参数调节方便，可以一次装夹连续进行粗、半精和精加工，易于实现加工过程的自动化。4.加工精度高。精加工时，尺寸形状精

3、度可达（0.01~0.001）mm,表面粗糙度Ra可达（18~0.32）μm5.与切削加工相比，加工速度慢，加工量小三.电火花加工常用术语1.放电间隙（Δ）：指加工时工具电极和工件之间产生火化放电的距离间隙。其大小一般在0.01～0.5mm之间。2.电规准（或电参数）：电火花加工时为达到预定的工艺指标而选用的电加工用量，主要有脉冲宽度、脉冲间隙、峰值电流、开路电压等脉冲参数。ti——脉冲宽度（μs）t0——脉冲间隙（μs）tp——脉冲周期（μs）td——击穿延时（μs）te——放电时间（μs）ûi——开路电压，即间

4、隙开路时电极间的最高电压（v），等于电源的直流电压。一般晶体管方波脉冲电源ûi=80～100V，高低压复合脉冲电源ûi=175～300Vîe——峰值电流（A），火花放电时脉冲电流最大值。3.极性效应：在电火花加工脉冲放电过程中，工具电极和工件都受到电腐蚀作用，即使是同一种材料，正、负两极的蚀除进度也不相同，这种现象称为极性效应。在电火花加工中，极性效应越明显越好。4.正、负极性加工：以工件为准，工件接电源正极称为正极性加工，一般用于精加工；工件接电源负极称为负极性加工，一般用于高效率、低损耗加工。5.加工速度（Vw

5、或Vm)：单位时间(min)内从工件上蚀除金属的体积（或质量）（mm3/min,g/min）。大功率电源粗加工时Vw>500mm3/min，精加工时通常Vw<20mm3/min。6.损耗速度（VE）：单位时间(min)内工具电极的损耗量（体积或质量）（mm3/min,g/min）7.电极相对损耗或损耗比：工具电极损耗速度与工件加工速度之比。体积(重量）相对损耗比：式中VE、VW—电极损耗速度和工件加工速度长度相对损耗比：式中:h1—工件已加工好的高度尺寸（mm）h2—工具电极长度方向上已损耗的高度尺寸(mm)H—工

6、件厚度（mm）8.面积效应：电火花加工时，随加工面积大小变化而加工速度、电极损耗比和加工稳定性等工艺指标随之变化的现象。一般加工面积过大或过小，工艺指标通常降低。这是由于电流密度过大或过小引起的。四.电火花成型加工方法1.电火花仿形加工按照工件形状尺寸及其精度要求，将电极制造成与工件凸凹形状相反，尺寸精度相同，但留有加工余量，用以进行成型加工的方法，称为电火花仿型加工。1）单电极加工：（1）单电极不加平动：使用一个整体式电极或者用有多个电极装配在一起的组合电极，不加平动或摇动，一次电火花成型的加工方法。适用范围：主

7、要用于加工深度很浅的型腔模，如各种纪念章、花纹、中英文字母等。另外也可用于型孔的加工、窄槽的加工。（2）单电极平动法：使用一只成型电极，一次装夹定位，先用粗规准无平动加工，然后使用中、精规准加电极平动的方法完成整个型腔的加工。特点：方便快捷、成本低，但难以获得高精度型腔，尤其是清楞、清角的型腔。是最为常用的加工方法。（3）单电极平动加工中所使用的平动头（i）双偏心蜗轮蜗杆簧片式平动头：给电极一个平面圆周平移运动。（ii）数控插补平动头：运用纵、横双向插补原理，通过程序由数控装置控制平动轨迹。为区别夹持在主轴上的平动

8、头的运动，通常将其称为摇动。（iii）三坐标伺服平动头：X、Y、Z三个方向作插补，实现三坐标伺服摇动。如球形摇动、圆柱形摇动、3轴放射摇动2）多电极更换法（1）多电极更换法：在没有平动或摇动加工的条件时，使用两个或两个以上电极依次更换加工同一型腔，一个作粗加工，其它作半精加工和精加工。（2）特点：加工精度高，表面质量好，可得到棱角分明的型腔。但电极制造精度高