模具电火花電極設計基礎(3)講義-2D電極設計基礎講義

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2D電極設計基礎 大綱:? 電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系 ? 復合形狀電極設計? 電極拆分原則 ? 電極治具的設計 ? 電極的工藝結構與制程排配 電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系1.方形﹕ d`’ 電極的截面尺寸可分別計算如下﹕ B1=B-2*d’ L1=L-2*d’ B 1 B B1﹕電極寬度 B﹕工件寬度 工件 L1﹕電極長度 L﹕工件長度 d’﹕放電間隙 L1 L 在計算截面尺寸時﹐只要每邊 電極 均減去一個放電間隙即可 電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系2.圓形﹕ 如圖所示電極的截面尺寸可計算如下﹕ D1=D-2*d’ 工件 電極D1﹕電極直徑 D﹕工件直徑 D1d’﹕放電間隙 D 電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系3.球形﹕ 電極的截面尺寸可計算如下﹕ 電極 SR1=SR-d’SR1﹕電極尺寸 SR﹕工件尺寸 d’﹕放電間隙 d’ SR SR搖擺方式﹕ 1(1). 對于有球形搖擺的機台來說﹐可使 用該功能。(2).使用圓形加工方式(G02 G03)。(3).使用圓形搖擺方式。 電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系 無論在使用圓形搖擺方式還是圓形加工方式均會造成加工后球面 2SR的底部有一小平面。 如果工件底部不充許有平面﹐則需要再設計一精加工電極﹐則可以 SR’解決此問題。 S電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系4.倒角﹕ 如圖所示﹐計算如下﹕ B A1=A-(1-tgδ/2)*d’ 1 工件 B1=B-(1-tg(90-δ)/2)*d’ A1 A δ C1=C-2*d’ B 電極 C1搖擺方式﹕1.采用方形搖擺。 C 2.采用方形跑位。電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系 但是不論是采用方形搖擺還是直接采用方形跑位加工﹐如果只是采用 一種粗放電極加工后倒角尺寸會偏小﹐對于這種狀況﹐可采取以下兩種 方法解決﹕ 1.采用粗精兩種電極加工﹐但會增加制造成本。 2.在設計電極時﹐尺寸C按粗加工間隙設計﹐而對尺寸A﹑B則按 精加工間隙設計﹐計算如下﹕ A1=A-(1-tgδ/2)*d” B1=B-(1-tg(90-δ)/2)*d” C1=C-2*d’ d’﹕粗加工放電間隙 d”﹕精加工放電間隙電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系5.倒圓﹕ 如圖所示﹐計算如下﹕ Ra1=Ra+d’ RA1 Rb1=Rb-d’ RA R A1=A-2*d’ B1 d’:粗加工放電間隙 RB A1 A電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系 對于右圖﹐在設計時﹐可以采用兩種方法﹕1.圓形搖擺加工﹐RB1=RB- d’ d’:粗加工放電間隙 RB RB12.方形搖擺加工﹐ RB1=RB- d’ d’:精加工放電間隙電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系 6.斷差﹕ 斷差的設計一般等于圖面的尺寸﹐ 即:A1=A A A1 一般來說﹐放電加工時的斷差尺寸由 A1 電極保証﹐因此﹐在電極設計時﹐對此 A 類尺寸的公差要求要嚴一些; 對深度方向的斷差﹐如右圖所示。由于 較深的部分在加工時消耗要大一些﹐故 在設計時應將尺寸標注為正公差 電極間隙及其几何形狀與搖擺的關系 7:斜面﹕斜面與倒角有類似之處﹐但斜面存在尖點﹐在 d‘ 加工時應特別注意到在精加工時﹐如果是用 粗電極加工﹐應該先加工尖點的一側﹐再跑 位加工另外一側﹐這時應該Z軸抬起一個深 度﹕ d‘ t=X’*tgδ t﹕Z軸應減小的深度 X’﹕X軸的搖 δ 擺量 δ﹕斜面角度當然﹐采用粗﹑精兩種電極的設計方案也是可 行的。 復合形狀電極設計 復合形狀是一般我們要設計的圖形﹐它是基本 几何形狀組合而成﹐其設計方法與基本几何形狀 的設計大同小異﹐但由于各種几何形狀組合在一 起他們之間相互有所制約。因此﹐在設計時應加 以注意﹐特別是在只設計一種電極來完成粗﹑精 加工的情況下﹐如果沒有注意選擇合適的設計方 法﹐往往會造成加工后尺寸超差或不到位的情況 發生﹐下面由一個例子來說明此種情況﹕ 復合形狀電極設計 如圖所示﹐我們由前面的計算方法可得﹕ 粗放電極﹕A1=A-(1-tgδ/2)*d A B1=B-2*d E1=E-2*d B 精放電極﹕A2=A-(1-tgδ/2)*d” δ C B2=B-2*d” E2=E-2*d” E# 如要用一種電極加工﹐可以先將工件尺寸整體內縮精修間隙﹐再單獨對直邊進行間隙的縮放 電極拆分原則 好的設計方案不僅能在電極的制造上節約很 多成本﹐而且在放電加工時也方便﹑省時﹐對 整個加工成本及加工時間的降低有很好的幫助。 在實際的電極設計的工作中﹐很多時候的設計 方案都不是唯一的。但以下几個方面是我們必 須要考慮到的﹕ 電極拆分原則1﹑加工深度方向尺寸最淺之原則﹕ 在電極設計時﹐應保証在電極的放電加工的 方向最淺(在可能的情況下)﹐ 向 向電極拆分原則2﹑開向尺寸延長之原則﹕ 在放電設計時﹐由于電極的尖角極易消耗﹐加上放 電的間隙﹐在角落處就會形成圓角。對于開向尺寸 的加工時﹐如果電極設計得剛好和開向形狀一樣大 小﹐則在開向尺寸的外邊就會有一部分余料留下﹐ 故在設計時﹐對于開向尺寸應加于延長. 余料 平直無余料電極拆分原則3﹑可重復利用之原則﹕ 在電極設計時﹐可能同一工位可以有兩種或兩種 以上的方案可供選擇﹐此時﹐可考慮使電極在加工 后﹐經簡單的修整后即可再次使用﹐如例﹕ 方案A 方案B電極拆分原則4﹑電極應易于加工﹕ 在電極設計時﹐應注意設計出的電極在現有 工藝條件下應能達到。同時﹐除非萬不得已﹐ 不可將電極設計成需要放電工段來加工﹐否則 ﹐會造成放電加工困難﹐電極制造成本過高等 弊病。電極拆分原則5﹑尺寸公差要合理﹕ 在尺寸的公差方面﹐應在保証圖面要求的情況下 ﹐盡可能降低對各加工工段的要求﹐用±0.10mm的公 差能滿足使用要求﹐就決不要標注成±0.01的尺寸公 差﹐否則造成各加工工段將時間花費在無關緊要的 部分﹐造成不必要的浪費。電極拆分原則6﹑電極的毛刺應易去除﹕1.電極的制程(工段的選擇及工段的先后順序)2.電極的拆解方式 A面 A面 方案A 方案B電極拆分原則7﹑電極應易于校正﹑對刀﹕ 只要我們在設計時多考慮一點﹐增加校正面﹑對刀 面﹐完全可以解決(見圖B) (電極由CNC加工)。 校正﹑對刀面 圖A 圖B電極拆分原則8﹑電極的種類盡可能少﹕ 電極是放電加工的刀具﹐電極的種類越多成本就會越高﹔對于現場加工來說﹐電極的種類越多﹐其加工前所花的輔助時間越多﹐抓尺寸次數也會越多﹐這樣阻礙了現場效率的提升。 所以﹐電極拆分的種類越少越有利于現場加工﹐也有利于控制電極的成本!電極拆分原則 9﹑薄電極﹑小齒電極采用銅鎢或銀鎢材料﹕ 由于銅鎢及銀鎢材料具有較好的剛性﹐用它們制成 的薄小電極剛性較銅材好﹐不易變形﹐對電極的制作 工段來說﹐難度也降低了﹐故對于在0.20m
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