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1、精品学习资源模块二典型零件的机械加工 钳工方向 工程五电火花成型加工冲压模工作任务：按要求完成冲压模加工：冲模零件如下列图，其外形已加工，余量均为0.50mm，粗线为需要加工部位，要求编制其加工程序，工件的编程原点设在.30mm孔的中心上方；任务一：挑选电极、机床和安装方式1、 电极类型与选用；（ 1）电极的结构形式；电极的结构形式应依据模具型孔或型腔的尺寸大小，复杂程度及电极的加工工艺性等来确定 , 常用的电极结构有以下几种形式：整体电极整体电极就是用一整块电极材料加工出的完整电极，这是型孔或型腔加工中最常用的电极结构形式，图4.2.4所示即为型腔加工用整体电极的结构形式；当电极面积较大时,
2、 可在电极上开一些孔，或者挖空以减轻重量；对于穿孔加工，有时为了提高生产率和加工精度，降低表面粗糙度，可以采纳阶梯式整体电极；所谓阶梯式整体电极就是在原有的电极上适当增长，而增长部分的截面尺寸适当匀称减小（ f=0.10.3mm ），呈阶梯形；如图4.2.5所示， L1 为原有电极的长度， L2 为增长部分的长度（为型孔深度的1.22.4倍）；加工时利用电极增长部分来粗加工，蚀除掉大部分金属，只留下很少余量，让原有的电极进行精加工；阶梯电极有很多优点：能充分欢迎下载精品学习资源发挥粗加工的作用，大幅度提高生产效率，使精加工的加工余量降低到最小，特殊相宜小斜度型孔的加工，易保证模具的加工质量，并
3、且可削减电规准的转换次数；a 无固定板式；b有固定板式图 4.2.4整体电极结构形式图 4.2.5阶梯式整体电极1- 冲油孔； 2-石墨电极； 3- 电极固定板组合电极在冲模加工中常遇到需要在同一凹模上加工出几个型孔，对于这样的凹模可以用单个电极分别加工各孔，也可以采纳组合电极加工，即把多个电极组合装夹在一起；如图4.2.6 所示，一次完成凹模各型孔的电火花穿孔加工；采纳组合电极加工时，生产率高， 各型孔间的位置精度也较为精确，但必需保证组合电极各电极间的定位精度，并且每个电极的轴线要垂直于安装表面；图 4.2.6组合电极图 4.2.7分解式电极1） 分解式电极当工件外形比较复杂，就可将电极分
4、解成简洁的几何外形，分别制造成电极，以相应的加工基准，逐步将工件型腔加工成形；采纳分解式电极成形加工，可简化电加工工艺；但是，必需统一加工基准，否就将增加加工误差，如图4.2.7所示；分解式电极多用在外形复杂的异型孔和型腔的加工；2） 镶拼式电极对外形复杂而制造困难的电极，可分解成几块外形简洁的电极来加工，加工后镶拼成整体的电极来电加工型孔，该电极即为镶拼式电极；如图4.2.8所示， 是将 E 字形硅钢片冲模所用的电极分成三块，加工完毕后再镶拼成整体；这样即可保证电极的制造精度，得到了尖锐的凹角，而且简化了电极的加工，节省了材料，降低了制造成本；但在制造中应保证各电极分块之间的位置精确，协作要
5、紧密坚固；欢迎下载精品学习资源图 4.2.8 镶拼式电极（2） 电极尺寸的确定；（一）寸的确定电极横截面尺寸是依据凹模（或凸模）的尺寸及公差，凸模、凹模协作间隙和放电间隙的大小确定的；电火花放电间隙的大小与电极材料、模具材料、电规准的挑选、设备的精度及工作液等有关；为了保证模具加工后的表面粗糙度，最终必需用精规准修出，因此在确定电极尺寸时，应先按相应的条件得到放电间隙值；在凸模、凹模零件图上标注的公差时，依据模具的设计基准不同，有不同的标注方法；因此，电极截面尺寸的确定也要按以凹模设计为基准，仍是凸模设计为基准两种情形来争论；1） 按凹模尺寸和公差确定电极横截面尺寸如图 4.2.9所示凹模型孔
6、不同部位的尺寸公差标注；其相应部位电极横截面尺寸的运算公式如下：欢迎下载精品学习资源a A2ScCr1 R1S0b B0r22S R2 0S 0欢迎下载精品学习资源式中 S单面放电间隙； 电极制造公差，通常取模具公差 的 1/2 2/3 ，并按“入体原就”标注；2） 按凸模尺寸和公差确定电极横截面尺寸图 4.2.10所示为凸模尺寸及公差标注， 由于凹模、凸模协作间隙的不同又存在三种情形：凸模、凹模单边协作间隙等于放电间隙（Z/2 S）：电极横截面尺寸和凸模截面尺寸完全相同，电极公差取凸模公差1/23/2 ；凸模、凹模单边协作间隙小于放电间隙（Z/2 S）：电极应按凸模四周每边匀称缩小一个值（
7、S Z/2 ），电极横截面尺寸运算公式如下：欢迎下载精品学习资源图 4.2.9凹模尺寸及公差标注图 4.2.10凸模尺寸及公差标注欢迎下载精品学习资源a AcC2 SZ / 2 0b B2 SZ / 2 0欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源r1 R1SZ/ 2 0r2 R2 SZ / 2 0欢迎下载精品学习资源凸模、凹模协作间隙大于放电间隙（Z/2 S），电极应按凸模四周每边匀称放大一个值（ Z/2 S），电极横截面尺寸运算公式如下：欢迎下载精品学习资源a AcCr1 R12 Z / 2Z / 2S 0b BS 02Z / 2S 0欢迎下载精品学习资源式中 S单面放电间隙；r2 R2 Z
8、 / 2S 0欢迎下载精品学习资源Z/2 凸模、凹模单边间隙； 电极制造公差 , 取模具公差 的 1/2 2/3 ；由以上相应公式设计运算出的电极横截面尺寸适合一般型孔的电火花加工，对加工型腔的电极仍应考虑精加工及抛光加工余量；图 4.2.11穿孔加工用电极长度图 4.2.12加工型腔电极纵截面尺寸1- 电极； 2- 凹模（二）电极长度的确定欢迎下载精品学习资源在电极长度确定方面，穿孔加工与型腔加工是不同的，穿孔加工只运算电极长度，而型腔加工仍须考虑各纵截面的外形和尺寸；1) 穿孔加工电极长度的确定图 4.2.11所示为穿孔加工用电极长度；电极长度按下式运算：LL1L2欢迎下载精品学习资源t式
9、中 L 电极总长度；1.3 1.8 T11.6 2.0TT2欢迎下载精品学习资源L1精加工用的电极长度； L2粗中加工用的电极长度；t 电极长度损耗（用铸铁电极，当加工钢模具时, t =0.9T1；当加工硬质合金模具时 , t =1.7T1 ；用钢电极，当加工钢模具时, t =1.1T1；当加工硬质合金模具时, t=2.1T 1）；T1凹模有效刃口厚度； T2凹模中有较大斜度的漏料部分厚度； T粗中加工的电极端面损耗比；当凹模的刃口为全刃口，没有斜度较大的漏料部分时，电极长度仅运算L1 部分，即L=L1，但此时凹模有效刃口厚度T1 应为 T；以上运算所得的电极长度是电火花穿孔加工时的工作部分长
10、度，需要夹持时，仍要加上夹持部分长度；如采纳同一只电极加工几副模具时，其电极的长度应加长，每多加工一副模具应比原先的长度约增加0.4 0.8倍；但电极总长度一般不应超过110 120mm，否就将会给加工带来困难；2) 型腔加工电极纵截面尺寸的确定型腔加工电极纵截面的外形和尺寸，应依据型腔底部的外形和尺寸并考虑放电间隙而确定；对型腔底部不同部位的尺寸，其电极的尺寸运算也有所不同；图4.2.12所示为加工型腔时，电极纵截面尺寸，尺寸的运算如下：欢迎下载精品学习资源H HR1R1SR2R2BBS2S tan 90 / 2欢迎下载精品学习资源式中： S 为单面放电间隙；H、R1、R2、B 为型腔要求尺
11、寸；H、 R1、 R2、 B为电极尺寸；以上的运算方法仅适合型腔加工中低损耗加工的电极设计，并且精加工或抛光余量应另行考虑；2、机床（ 1）机床的功能与型号图 4.2.1所示的电火花成形加工机床通常包括：床身、立柱、工作台及主轴头等主机欢迎下载精品学习资源部分；液压泵 油泵 、过滤器、各种掌握阀、管道等工作液循环过滤系统；脉冲电源、伺服进给（自动进给调剂）系统和其他电气系统等电源箱部分；1. 床身和立柱床身和立柱是基础结构，由它确保电极与工作台、工件之间的相互位置精度；位置精度的高低对加工有直接的影响，假如机床的精度不高，加工精度也难以保证；因此，不但床身和立柱的结构应当合理，有较高的刚度，能
12、承担主轴负重和运动部件突然加速运动的惯性力，仍应能减小温度变化引起的变形；2. 工作台工作台主要用来支承和装夹工件；在实际加工中，高性能伺服电机通过转动纵横向精密滚珠丝杠，移动上下滑板，转变工作台上工件与电极的相对位置；工作台上装有工作液箱，用以容纳工作液，使电极和工件浸泡在工作液里，起到冷却、排屑、消电离等作用；工作台也是操作者装夹找正时常常移动的部件；（ a）结构组成b外观1- 床身； 2- 过滤器； 3- 工作台； 4- 主轴头； 5- 立柱； 6- 液压泵； 7- 电源箱图 4.2.1电火花成形加工机床3. 主轴头主轴头是电火花成形加工机床的一个关键部件，在结构上由伺服进给机构（步进电
13、动机、直流电动机或沟通伺服电动机作进给驱动）、导向和防扭机构、帮助机构三部分组 成；用以掌握工件与工具电极之间的放电间隙；主轴头的好坏直接影响加工的工艺指标，如生产率、几何精度以及表面粗糙度，因此对主轴头有如下要求：1 ）有肯定的轴向和侧向刚度及精度；2 ）有足够的进给和回升速度；3 ）主轴运动的直线性和防扭转性能好；4 ）灵敏度要高，无爬行现象；5 ）具备合理的承载电极质量的才能；电火花加工机床成形加工时，主轴头最重要的附件是平动头，它是实现单电极型腔电欢迎下载精品学习资源火花加工所必备的工艺装备；在加工大间隙冲模和零件上的异形孔时，平动头常常得到应用；平动头包括两部分，一是由电动机驱动的偏
14、心机构，二是平动轨迹保持机构；通过偏心机构和平动轨迹保持机构，平动头将伺服电动机的旋转运动转化成工具电极上每一个质点都在水平面内环绕其原始位置做平面圆周平移运动 如图 4.2.2所示 ，各个小圆的外包络线就形成加工表面，小圆的圆周半径（即平动量 ），通过平动头偏心量来调剂可由零逐步扩大， S 为放电间隙；采纳平动头加工的特点是：用一个工具电极就能由粗至精直接加工出工件（由粗加工转至精加工时，放电规准、放电间隙要减小）, 在加工过程中，工具电极的轴线偏移工件的轴线 , 这样，除了处于放电区域的部格外, 在其他地方工具电极与工件之间的间隙都大于放电间隙，这有利于电蚀产物的排出，提高加工稳固性，但由
15、于有平动轨迹半径的存在，因此，无法加工出有清角直角的型腔；平动头的结构形式有多种，常使用的有：停机手动调偏心量平动头、不停机调偏心量平动头、数控平动头，其结构见电火花成形机床手册；图 4.2.2平动加工时电极的运动轨迹图 4.2.3冲、抽油方式4. 电火花加工机床的工作液和循环过滤系统电火花加工时工作液的作用有以下几方面:1 ）放电终止后复原放电间隙的绝缘状态（消电离），以便下一个脉冲电压再次形成火花放电；为此，要求工作液有肯定的绝缘强度；2 ）使电蚀产物较易从放电间隙中悬浮、排泄出去，免得放电间隙严峻污染，导致火花放电点不分散而形成有害的电弧放电；3 ）冷却工具电极和降低工件表面瞬时放电产生
16、的局部高温，否就表面会因局部过热而产生结炭、烧伤并形成电弧放电；4 ）工作液仍可压缩火花放电通道，增加通道中压缩气体、等离子体的膨胀及爆炸力，以抛出更多熔化和气化了的金属，增加蚀除量；工作液循环过滤系统中，冲油的循环方式比抽油的循环方式更有利于改善加工的稳固欢迎下载精品学习资源性, 所以大都采纳冲油方式，如图 4.2.3 所示；电火花成形加工中随着深度的增加，排屑困难，应使间隙尺寸、脉冲间隔和冲液流量加大；5. 电火花成型机床的脉冲电源脉冲电源的作用是把工频沟通电转换成肯定频率的单向脉冲电流，供应火花放电间隙所需要的能量来蚀除金属；脉冲电源的电参数包括脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲频率、峰值电流、开
17、路电压等；脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工速度、加工过程的稳固性和工具电极损耗等技术经济指标有很大的影响；现在普及型（经济型）的电火花加工机床都采纳高低压复合的晶体管脉冲电源；中、高档的电火花加工机床都采纳微机数字化掌握的脉冲电源，而且内部存有电火花加工工艺规准数据库，可以通过微机设置和调用各档电加工粗、中、精加工工艺规准参数；6. 电火花加工机床的伺服进给电火花加工与切削加工不同，属于“不接触加工”；正常电火花加工时，工具和工件间有一放电间隙S；假如间隙过大，脉冲电压击不穿间隙间的绝缘工作液，就不会产生火花放电，必需使电极工具向下进给，直到间隙等于或小于某一值（S=0.010.5
18、mm，与加工规准有关），才能击穿并产生火花放电；在正常的电火花加工时，工件以Vw 的速度不断被蚀除，间隙S 将逐步扩大，必需使电极工具以速度v 补偿进给，以维护所需的放电间隙；如进给量 v 大于工件的蚀除速度Vw，就间隙 S 将逐步变小，甚至等于零，形成短路；当间隙过小时，必需削减进给速度v；假如工具与工件间一旦短路（S 0），就必需使工具以较大的速度 v 反向快速回退，排除短路状态，随后再重新向下进给，保证加工中具有的正确放电间隙，使电火花加工能够正常进行；（ 2）机床的组成与技术性能；1. 电火花成形加工的掌握参数掌握参数可分为离线参数和在线参数，表4.2.1是一些主要掌握参数对工艺指标的
19、影响程度；离线参数是在加工前设定的，加工中基本不再调剂，如放电电流、开路电压、脉冲宽度、电极材料、极性等；在线参数是加工中常需调剂的参数，如进给速度（伺服进给参考电压）、脉冲间隔、冲油压力与冲油油量、抬刀运动等；（ 1）离线掌握参数虽然这类参数通常在加工前预先选定，加工中基本不变，但在以下一些特定的场合， 它们仍是需要在加工中转变；1） 加工起始阶段这时的实际放电面积由小变大，过程扰动较大，因此，先采纳比预定规准较小的放电电流，以使过渡过程比较平稳，等稳固加工几秒钟后再把放电电流调 到设定值；2） 加工深型腔通常开头时加工面积较小，所以，放电电流必需选较小值，然后，随着加工深度（加工面积）的增
20、加而逐步增大电流，直至达到为了满意表面粗糙度，侧面间欢迎下载精品学习资源隙所要求的电流值；（ 2）在线掌握参数在线掌握参数在加工中的调整没有一般的规律可循，主要依靠体会；它们对表面粗糙度和侧面间隙的影响不大，主要影响加工速度和工具电极相对损耗速度；表 4.2.1一些主要掌握参数对工艺指标的影响程度2. 影响工件的加工速度、工具电极的损耗速度的主要因素电火花加工时，工件和工具同时遭到不同程度的电蚀；单位时间内工件的电蚀量称为加工速度，即生产率；单位时间内工具电极的电蚀量称为损耗速度；它们是一个问题的两个方面；在生产实际中，衡量工具电极是否耐损耗，不只看工具损耗速度，仍要看同时能达到的加工速度，因
21、此，常采纳工具电极相对损耗速度或称相对损耗比（工具损耗速度与加工速度之比）作为衡量工具电极耐损耗的指标；（ 1）极性效应的影响产生极性效应的缘由是：正、负电极表面分别受到负电子和正离子的轰击和瞬时热源的作用，在两极表面所安排到的能量不一样，因而熔化、气化抛出的电蚀量也就不一样；电子的质量和惯性较小，简洁获得很高的速度和加速度，在击穿放电的初始阶段就有大量的电子奔向正极，把能量传递给正极表面，使正极材料快速熔化和气化；而正离子由于质量和惯性较大，启动和加速较慢，在击穿放电的初始阶段只有小部分正离子来得及到达负极表面并传递能量；所以在用短脉冲加工时，正极材料的蚀除速度大于负极材料的蚀除速度，这时工
22、件应接正极；当采纳长脉冲加工时，质量和惯性大的正离子将有足够的时间加速，到达并轰击负极表面，由于正离子的质量大，对负极表面的轰击破坏作用强，故采纳长脉冲时负极的蚀除速度要比正极大，工件应接负极；（ 2）工具电极材料的影响耐蚀性高的电极材料有钨、钼、铜钨合金、银钨合金、纯铜及石墨电极等；钨、钼的熔点和沸点都较高，损耗小，但其机械加工性能不好，价格又贵，所以除线切割加工采纳钨、钼丝外，其他场合很少采纳；铜钨、银钨合金等复合材料，熔点高，并且导热性好， 因而电极损耗小，但也由于成本高且机械加工比较困难，一般只在少数的超精密电火花加工中采纳；故常用的是纯铜和石墨，这两种材料在宽脉冲粗加工时都能实现低损
23、耗；欢迎下载精品学习资源铜的熔点虽然低，但其导热性好，会使电极表面保持较低温度从而削减损耗；纯铜不易产生电弧，在较困难的条件下也能实现稳固加工；精加工时比石墨电极损耗小，易于加工成精密、微细的花纹，采纳精微加工能达到Ra1.25 m 的表面粗糙度；用过的电极经锻造后仍可加工为其他外形的电极，材料利用率高；但纯铜的机械加工性能不如石墨好；石墨电极的优点是：机械加工成形简洁 但不易做成精密、微细的花纹 ；电火花加工的性能也很好，在长脉冲粗加工时能吸附游离的碳来补偿电极的损耗，因此目前已广泛用做型腔粗加工的电极；缺点是石墨电极简洁产生电弧烧伤现象，所以，在加工时应配有短路快速切断装置；精加工时电极损
24、耗较大，加工表面只能达到成Ra2.5 m；对石墨电极材料的要求是颗粒小、组织细密、强度高和导电性好；目前已有在3 个方向等强度加压烧结的高性能石墨，它各向同性、匀称细密，加工中任何方向的表面不会脱层、剥落，在制造重要的模具时应选购这类优质石墨作工具电极；（3） 电参数的影响无论工具电极是正是负，都存在单个脉冲的蚀除量与单个脉冲的能量在肯定范畴内成正比的关系，某一段时间内的总蚀除量等于这段时间内各单个脉冲蚀除量的总和，故正、负极性的蚀除速度与单个脉冲能量、脉冲频率成正比；所以要提高电蚀量和生产率的途 径：1） 减小脉冲间隔，提高脉冲频率；2） 增加放电电流及脉冲宽度，增加单个脉冲能量；但在实际生
25、产时要考虑到这些因素之间的相互制约关系和对其他工艺指标的影响；例如，脉冲间隔时间过短，会使加工区的工作液来不及消电离、排除电蚀产物及气泡，形成破坏性的电弧放电；假如加工面积较小，而采纳的加工电流较大，会使局部电蚀产物浓度过高，且放电后的余热来不及扩散而积存起来，造成过热，易形成电弧，破坏加工的稳固性；增加单个脉冲能量，会恶化加工表面质量，降低加工精度；因此，这两种途径一般只用于粗加工和半精加工的场合，在精加工中为降低表面粗糙度就需要显著降低加工速度；脉宽与峰值电流的挑选，粗加工时，主要按蚀除速度和电极损耗比来考虑，精加工时,主要按表面粗糙度来考虑；3. 影响工件加工精度的主要因素（ 1）放电间
26、隙的大小电火花加工时，工具电极的凹角与尖角很难精确地复制在工件上，由于在棱角部位电场分布不均，间隙越大，这种现象越严峻；当工具电极为凹角时，工件上对应的尖角处由于放电蚀除的概率大、简洁遭受腐蚀而成为圆角；当工具电极为尖角时，由于放电间隙的等距性，工件上只能加工出以尖角顶点为圆心、以放电间隙值为半径的圆弧，另外工具上的尖角本身因尖端放电蚀除的概率大而简洁耗损成圆角；为了削减加工误差，应当采纳较弱的加工规准，缩小放电间隙；精加工的单面放电间欢迎下载精品学习资源隙一般只有 0.01 0.03mm，粗加工时就为 0.5mm左右；（ 2）工具电极的损耗假设工具电极从上往下做进给运动，工具电极下端由于加工
27、时间长，所以肯定损耗较上端大；另外，在型腔入口处由于电蚀产物的存在而简洁产生二次放电（由于已加工表面与电极的间隙中进入电蚀产物而再次进行非必要的放电），结果是在加工深度方向上产生斜度，上宽下窄，俗称喇叭口；为了削减加工误差，需要对工具电极各部分的损耗情形进行猜测，然后对工具电极的外形和尺寸进行补偿修正；4. 影响工件表面质量的主要因素电火花加工的表面和机械加工的表面不同，它是由无方向性的很多小坑和硬凸边所组成, 特殊有利于储存润滑油；而机械加工表面就存在着切削或磨削刀痕，具有方向性；两者相比 , 电火花加工表面的润滑性能和耐磨损性能均比机械加工的表面好；电火花加工的表面质量主要包括表面粗糙度和
28、表面力学性能；（ 1）表面粗糙度对表面粗糙度影响最大的是单个脉冲能量；脉冲能量大，就每次脉冲放电的蚀除量也大，放电凹坑既大又深，从而使表面粗糙度恶化；电火花加工的表面粗糙度可以分为底面粗糙度和侧面粗糙度；侧面粗糙度由于有二次放电的修光作用，往往要稍好于底面粗糙度；要提高表面粗糙度可用平动头或数控摇动工艺；工件材料对加工表面的粗糙度也有影响；熔点高的工件材料（如硬质合金），单脉冲形成的凹坑较小，在相同能量下加工，其表面粗糙度要比熔点低的工件材料（如钢）好；当然，其加工速度也相应下降；工具电极的表面粗糙度也影响到加工表面的粗糙度；由于加工石墨电极时很难得到特别光滑的表面，因此，与纯铜电极相比，用石
29、墨电极加工出的工件表面粗糙度较差，所以石墨电极只用于粗加工；（ 2）表面力学性能电火花加工过程中，在火花放电的瞬时高温高压，以及工作液的快速冷却作用下，材料的表面层发生了很大的变化；工件的表面变质层分为熔化凝固层和热影响层；熔化凝固层位于表面最上层，是表层金属被放电时的瞬时高温熔化后大部分抛出，小部分滞留下来，并受工作液快速冷却而凝固形成的；显微裂纹一般在熔化凝固层内显现；由于熔化凝固层和基体的接合不坚固，简洁剥落而加快磨损；热影响层位于熔化凝固层与基体之间；热影响层的金属材料并没有熔化，只是受到高温的影响，使材料的金相组织发生了变化；对淬火钢，热影响层包括再淬火区、高温回火欢迎下载精品学习资
30、源区和低温回火区，再淬火区的硬度稍高或接近于基体硬度，回火区的硬度就比基体材料低；对未淬火钢，热影响区主要为淬火区，热影响层的硬度比基体材料高；电火花表面由于瞬时的先热胀后冷缩，因此加工后的表面存在残余拉应力，使抗疲惫强度减弱，比机械加工表面低了很多；采纳回火热处理来降低残余拉应力，或进行喷丸处理把残余拉应力转化为压应力，能够提高其耐疲惫性能；3、电极和工件的安装（1） 电极装夹夹具；1. 电极装夹夹具在电火花加工之前，电极必需安装在电加工机床主轴头上，并使电极轴线平行于主轴头的轴线，必要时仍应使电极的横剖面基准与机床的纵横滑板平行；为保证电极装夹的要求，必定要使用电极装夹夹具；因此，电极装夹
31、夹具是电火花加工中必不行少的工装之 一；（ 1）整体式电极装夹夹具小型整体式电极大多数是用通用夹具直接装夹在电火花机床主轴头下端；如图4.2.15所示的标准套筒形夹具，适合装夹圆柱形电极；图4.2.16所示的钻夹头夹具，适合装夹直径较小的电极；图4.2.17所示的螺纹夹头夹具，常用于尺寸较大电极的装夹，将电极通过螺纹连接直接装夹在夹具上；当电极采纳石墨材料时，由于石墨材料性脆不相宜攻螺孔，可以采纳螺栓或压板将电极固定于连接板上，石墨电极的装夹如图4.2.18所示；图 4.2.15标准套筒形夹具图 4.2.16钻夹头夹具图 4.2.17螺纹夹头夹具1- 标准套筒； 2- 电极1-钻夹头； 2-
32、电极（ 2）镶拼式电极装夹夹具如图 4.2.19所示的连接板式夹具，可用于镶拼式电极的装夹；一般是先用连接板将几块电极拼块连接成所需的整体，可用机械方法固定（图a），也可用聚氯乙烯醋酸溶液或环氧树脂粘合（图b）；留意拼合面需平整密合，然后再将连接板连同电极一体装夹图4.2.15标准套筒形夹具在电极柄上；欢迎下载精品学习资源a）b）a）b）图 4.2.18石墨电极装夹图 4.2.19连接板式夹具（ 3）多电极装夹夹具对于多型孔工件的电加工，可采纳单电极一个个地加工，也可将几个电极按正确的位置装夹在多电极装夹夹具中，同时加工出多个型孔；图4.2.20所示为常见的多电极装夹通用夹具，依据多个电极的相
33、对位置设计的定位块配置a），或依据两个电极的距离配置标准垫块b），在通用夹详细上，即可对多电极进行定位和紧固；这些夹具通常是以电极的侧面作为定位和紧固基准；a）b）c图 4.2.20多电极装夹通用夹具1- 电极； 2- 标准垫块； 3- 夹详细图 4.2.20c所示为一通用性较强的多电极装夹夹具，夹具的a、b 侧面为一对相互垂直的定位基准面 , c 、d 侧面上的夹紧螺钉可随滑块在槽内移动；当配置适当的标准或专用垫块后，就可在任意位置处定位和夹紧电极；对于加工批量较小及外形简洁的模具, 相宜采纳通用的多电极装夹夹具；而对批量较大或外形复杂的模具加工，就宜采纳专用的多电极装夹夹具；图4.2.21
34、为多电极装夹的专用夹具，专用夹具一般由夹详细和夹紧元件等组成，各电极装夹在预留的相应位置处，并常以电极侧面作为定位基准；图4.2.22为加工转子硅钢片冲孔凹模的多电极装夹专用夹具，该专用夹具由镶块2、热套圈 3、衬圈 1、斜销 4 等组成； 36 个电极靠 36 块镶块 2 进行定位；因此，镶块的制造精度要求很高，热处理后由成形磨削加工完成，装夹时只需将电极5 插人镶块槽内，用斜销轻小扣入，靠摩擦力自锁夹紧；欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源5- 电极图 4.2.21多电极装夹的专用夹具图 4.2.22转子硅钢片冲孔凹模的多电极装夹专用夹具1- 电极； 2- 夹详细1-衬圈； 2- 镶块
35、； 3- 热套圈； 4- 斜销；欢迎下载精品学习资源在设计和使用多电极装夹夹具时，必需保证各电极之间的相对位置及各电极间的相互平行，并且安装中心最好应通过组合电极的重心；（ 4）电极装夹的调剂装置电极及其装夹夹具安装在电加工机床主轴头上后，必需对电极进行校正，使其轴心线平行于主轴头的轴线（或垂直于机床的工作台面）；有时仍要调剂沿电极轴线的回转角， 以使电极横剖面的基准与机床纵横滑板平行；为达到校正的目的，一般应在机床主轴头与电极装夹夹具的电极柄之间装有调剂装置；调剂装置的结构形式较多，下面只介绍两种常用结构；图 4.2.23钢球铰链式调剂装置图 4.2.24带角度调整的钢球铰链式调剂装置1-调
36、剂螺钉； 2- 球面垫圈；1-夹详细； 2- 压板螺钉； 3- 碟形弹簧 4；外壳欢迎下载精品学习资源3- 钢球； 4- 电极装夹套； 5- 装置本体5、8- 调剂螺钉； 6- 钢球； 7-球面垫圈图 4.2.23所示为钢球铰链式调剂装置；由调剂螺钉1、球面垫圈2、钢球 3 及电极柄装夹套 4、装置本体 5 组成；电极装夹夹具的电极柄安装在装夹套4 内（对于简洁电极也可不用夹具直接装人），调整4 个调剂螺钉1，靠钢球和球面垫圈，可调整电极的垂直度；该装置的优点是结构简洁，轴向高度尺寸小；但缺点是电极垂直度的调剂范畴小，并且无法调剂电极沿轴线的回转角度；图 4.2.24为带角度调整的钢球铰链式调
37、剂装置；该装置对电极轴线垂直度的调剂，仍由钢球 6 和球面垫圈7 及调剂螺钉8 来完成；仍可将电极作回转角度调剂，即松开压板螺钉 2，由于碟形弹簧3 的压力使夹详细l与外壳 4 的平面间存在间隙，以便用调整螺钉5调整角度，使电极横剖面的基准与机床纵横滑板平行，调好后拧紧压板螺钉2，调整范畴为 15；使用调剂装置对电极垂直度进行校正时，可选用以下较简便的有用方法：图 4.2.25a所示为用精密角尺校正电极垂直度的方法；利用精密角尺在相互垂直的两个方向上进行校正，用灯光对精密角尺与电极之间的缝隙照耀，观看缝隙是否匀称，调整 调剂装置，直至上下缝隙匀称为止；图 4.2.25b所示为用千分表校正电极垂
38、直度的方法；由主轴带动电极做上、下移动， 在相互垂直的两个方向，用千分表找正；对于型腔加工用的电极，由于电极侧面可供校正的平直部分较短，因此多数采纳由千分表校正电极连接板上平面的方法来保证电极的垂直度，如图4.2.25c所示；（ 5）高精度电极夹具目前已有利用高精度电极夹具来简化以上的电极装夹和校正过程；电极可直接装上而不需要调整电极的垂直度和回转角度，就能保证电极的装夹精度；这种高精度电极夹具不仅在电火花加工机床上使用，仍可以在车床、铣床、磨床、加工中心等机床上使用；因可以实现电极制造和电极使用的一体化，使电极在不同机床之间转换时不必再费时去找正， 即精确又快捷，如 EROW电A 极快速装夹
39、系统；a 用精密角尺校正电极垂直度b用千分表校正电极垂直度c型腔加工用欢迎下载精品学习资源电极校正图 4.2.25电极垂直度的校正1- 电极； 2- 精密角尺 ； 3- 凹模； 4- 工作台欢迎下载精品学习资源（2） 电极与工件间的量块角尺法定位；先在凹模X 和 Y 方向的外侧表面上磨出两个定位基准面，并依据加工要求运算出电极至两基准面之间的距离x、y；电极装夹后下降至接近凹模，用精密角尺与凹模定位基准面 吻合，然后在角尺与电极之间垫入尺寸分别为x 和 y 的量块，调整凹模的位置使块规的松紧程度相宜，便可使工件正确定位并加以紧固；这种方法操作简洁省时，适用于电极基准与凹模基准相互平行的单型孔或
40、多型孔的定位；图 4.2.26量块角尺法图 4.2.27测定器法1- 凹模； 2- 电极； 3- 量块 4- 角尺1-凹模； 2- 电极； 3- 量块 4 测定器； 5- 千分表（3） 电极与工件间的测定器法定位；测定器中两个基准平面间的尺寸z 是固定的，它可协作量块和千分表进行定位；在凹模外侧磨出基准面，并依据加工要求运算出电极至基准面之间的距离x，在测定器内垫入量块，尺寸为H=zx ，然后靠上千分表使表头接触量块，并登记读数；定位时，将千分表靠在凹模基准面上，表头接触电极，移动凹模使千分表指示为原读数, 这时定位尺寸即为 x，即可紧固工件；此方法也应在相互垂直的两个方向上进行定位；任务二：
41、拟定加工工艺冲压模具电火花加工工艺过程冲压模具是生产中应用较多的一种模具，由于外形复杂和尺寸精度要求高，所以它的制造已成为生产上的关键技术之一；特殊是有的凹模，用一般的机械加工是困难的，甚至不行能，采纳电火花成形加工能较好地解决这些问题；冲模采纳电火花加工工艺有如下优点：1 ）可以在工件淬火后进行加工，防止了热处理变形的影响； 2）冲模的协作间隙匀称，刃口耐磨，提高了模具质量； 3）不受材料硬度的限制，可以加工硬质合金等冲模，扩大了模具材料的选用范畴；欢迎下载精品学习资源4）对于中小型复杂凹模，可以不用镶拼结构，而采纳整体式，可以简化模具结构；（ 1）冲模的电火花加工工艺方法凹模的尺寸精度主要
42、靠工具电极来保证；因此，对工具电极的尺寸精度和表面粗糙度 都应有肯定的要求；因此，只要工具电极的尺寸精确；用它加工出的凹模也就比较精确； 其中火花间隙值SL 也影响凹模的尺寸精度，只要加工规准挑选恰当，保证加工的稳固性， 火花间隙值 SL 的误差就很小；冲模协作间隙的大小与匀称性都直接影响冲压件的质量及模具的寿命，在加工中必需赐予保证；电火花穿孔加工达到合理的协作间隙的方法有如下几种方法：图 4.2.31凹模的电火花加工图 4.2.32直接协作法 图 4.2.33间接协作法1-电极夹头； 2- 凸模刃口； 3- 凸模； 4- 凹模（工件）；5- 电极加工端； 6- 凹模刃口1） “钢打钢”、“
43、反打正用”直接协作法该方法是直接用加长的钢凸模（可用线切割或成型磨削加工出此凸模）作为电极直接加工凹模，加工时将凹模刃口端朝下形成向上的“喇叭口”，加工后将工件翻过来使“喇叭口”（此喇叭口正好符合刃口斜度，有利于冲模漏料）向下作为凹模，电极也倒过来把损耗部分切除或用低熔点合金浇固作为凸模， 见图 4.2.32 ；协作间隙靠调剂脉冲参数、掌握火花放电间隙来保证；电火花加工后的凹模可以不经任何修正而直接与凸模协作使用；这种方法协作间隙匀称、电极制造便利、钳工工作量 少；目前，该方法掌握的单边协作间隙最小可达0.01 0.02 mm ；但这种“钢打钢”时工具电极和工件都是磁性材料，在直流重量的作用下
44、易产生磁性,电蚀下来的金属屑可能被吸附在电极放电间隙的磁场中而形成不稳固的二次方电，使加工过程不稳固；2） 间接协作法间接协作法是将电火花性能良好的电极材料与冲头材料粘结在一起，共同线切割或磨削成型；然后，用电极材料的一端作为加工端，将工件反置固定，用“反打正用”的方法实行加工；这种方法可以充分发挥加工端材料好的电火花加工工艺性能，仍可以达到与直接协作法相同的加工成效；欢迎下载精品学习资源间接协作法的加工端材料可选用紫铜、铸铁或石墨；必需留意肯定要粘结在冲头的非刃口端，才符合“反打正用”的加工原就，如图4.2.33所示；3） 阶梯工具电极加工法阶梯工具电极加工法在冷冲压模具电火花成型加工中极为普遍；其应用方面有两种： 当无预孔或加工余量较大时，可以将工具电极制作为阶梯状，将工具电极分为两段，即缩小了尺寸的粗加工段和保持凸模尺寸的精加工段，如图4.