常州族蜜酶耄枝斯学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 4.2电火花加工工艺与编程 4.2.1电极的设计与制造 1、型孔电极的设计与制造 模具型孔的尺寸精度是由电极来保证的。 (1)型孔的电火花加工方法 如图4-2，L2=L1+2δ δ一放电间隙主要取决于 电参数和机床的精度。 模具型孔的加工方法： ①凸模修配法； ②直接配合法： ③混合法。 a)型腔 b)型孔 图4-2加工斜度
4.2 电火花加工工艺与编程 4.2.1电极的设计与制造 1、型孔电极的设计与制造 模具型孔的尺寸精度是由电极来保证的。 ⑴型孔的电火花加工方法 如图4－2，L2=L1＋2δ δ－放电间隙主要取决于 电参数和机床的精度。 模具型孔的加工方法： ①凸模修配法； ②直接配合法； ③混合法
常州挨宣脑耄枝斯学院 CHANGZHOU INSTTTUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY (2)电极材料于结构形式 电极材料种类和性能如表4一1： 表4-1常用电极材料的性能 电火花加工性能 电极材料 机械加工性能 说明 加工稳定性电极损耗 钢 较差 中等 好 选择电参数时应注意加工的稳定性，可以用凸模作电 铸铁 一般 中等 好 石墨 尚好 较小 尚好 机械强度较差，易崩角 黄铜 好 大 尚好 电极损耗太大 紫铜 好 较小 较差 磨削困难 铜钨合金 好 小 尚好 价格贵，多用于深孔、直壁孔、硬质合金孔 银钨合金 好 小 尚好 价格昂贵，用于精密及有特殊要求的加工
⑵电极材料于结构形式 电极材料种类和性能如表4－1：
常州恢宦筋耄技斯学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 电极的结构形式有三种： ①整体式； ②组合式； ③镶拼式 减重孔 固定用螺孔 b) 图4-3电极的结构形式
电极的结构形式有三种： ①整体式； ②组合式 ； ③镶拼式
常州恢宦脐耄粒斯学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY (3)电极尺寸与技术要求 ①尺寸精度≥T7级，公差一般为型孔的1/2，按入体原则 标注； ②各表面平行度要求为0.01mm/100mm; ③表面粗糙度<1.25um,一般去型孔的粗糙度为好； 由于凸、凹模尺寸公差的标注往往只有一个，另一个是配 作，电极截面尺寸有两种情况： ①按凹模尺寸公差设计电极尺寸 电极截面尺寸由凹模尺寸与放 电间隙求出。 单面放电间隙一般取末挡精规 准时的放电间隙。(0.01-0.03) 图4-4电极与凹模的轮廓
⑶电极尺寸与技术要求 ①尺寸精度≥IT7级，公差一般为型孔的1/2,按入体原则 标注; ②各表面平行度要求为0.01mm/100mm; ③表面粗糙度＜1.25μm，一般去型孔的粗糙度为好； 由于凸、凹模尺寸公差的标注往往只有一个，另一个是配 作，电极截面尺寸有两种情况： ①按凹模尺寸公差设计电极尺寸 电极截面尺寸由凹模尺寸与放 电间隙求出。 单面放电间隙一般取末挡精规 准时的放电间隙。（0.01-0.03）
常州挨宣脑耄枝斯学院 CHANGZHOU INSTTTUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY ②按凸模尺寸公差确定电极尺寸 根据冲裁间隙Z的不同会有三种情况： a.当Z=2时，凸模与电极的横截面尺寸相同。 b.当Z>2时，电极轮廓按凸模每边外偏1/2(Z-2δ)。 c.当Z<2时，电极轮廓按凸模每边内偏1/2(Z-2δ)。 ③电极的长度取决于凹模的有效 深度、孔的复杂程度、电极材 料以及装夹的方法和制造工艺 (0.40.8(m1)KH 等原因。（如图） 电极长度的计算公式： L=KH+H,+H,+(0.4~0.8)n-1)KH 其中：H2:一般为10-20mm 图4-5电极长度的计算
②按凸模尺寸公差确定电极尺寸 根据冲裁间隙Z的不同会有三种情况： a.当Z=2δ时，凸模与电极的横截面尺寸相同。 b.当Z＞2δ时，电极轮廓按凸模每边外偏1/2(Z-2δ)。 c.当Z＜2δ时，电极轮廓按凸模每边内偏1/2(Z-2δ)。 ③电极的长度取决于凹模的有效 深度、孔的复杂程度、电极材 料以及装夹的方法和制造工艺 等原因。（如图） 电极长度的计算公式： L = KH + H1 + H2 + (0.4 ~ 0.8)(n −1)KH 其中：H2 :一般为10－20mm
常州恢宦筋耄技斯学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY n一电极使用的次数： K-经验系数：紫铜2-2.5，黄铜3-3.5，石墨1.7-2，铸铁2.5-3 钢3-3.5，电极材料损耗少孔型简单无尖角时，K取较小值， 在加工硬质合金时，电极的损耗较大，还要加长，但是一般情况 下，电极总长不要超过120mm. 一般来讲，电极的制造精度要高于型孔的精度，粗糙度也要比 型孔要求低一级，直线度、平行度在100mm内不大于0.01mm ④另一种加工方法 也可以将电极做成阶梯型 分别进行粗、精加工。 L2=(1.5-2)H a=0.08-0.15mm 图4-6阶梯电极
n－电极使用的次数； K－经验系数：紫铜2-2.5,黄铜3-3.5,石墨1.7-2,铸铁2.5-3 钢3-3.5,电极材料损耗少孔型简单无尖角时,K取较小值. 在加工硬质合金时,电极的损耗较大,还要加长,但是一般情况 下,电极总长不要超过120mm. 一般来讲,电极的制造精度要高于型孔的精度,粗糙度也要比 型孔要求低一级,直线度、平行度在100mm内不大于0.01mm ④另一种加工方法 也可以将电极做成阶梯型 分别进行粗、精加工。 L2=（1.5-2）H a=0.08-0.15mm
常州恢霞脐耄枝斯学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 2、型腔电极的设计与制造 型腔的特点：形状复杂，精度要求高，粗糙度要求较高： 工作液循环比较困难，电蚀物排除较难；电极的损耗不能用 增加长度来补偿；加工面积大，在加工过程中电规准调节的 范围大，电极的损耗不均匀，对精加工影响较大。 ()型腔加工的工艺方法 主要有三种：单电极平动法、多电极更换法和分解电极加工法 ①单电极平动法 应用广泛，是采用机床的平动头，用一个电极完成型腔的 粗、中、精加工的一种方法。 加工原理：先采用低损耗高生产率的电规准粗加工，然后用 平动头作平面圆周运动，逐级转换电规准，增加平动量，完成 型腔的最后加工。（如图4一7)
2、型腔电极的设计与制造 型腔的特点：形状复杂，精度要求高，粗糙度要求较高； 工作液循环比较困难，电蚀物排除较难；电极的损耗不能用 增加长度来补偿；加工面积大，在加工过程中电规准调节的 范围大，电极的损耗不均匀，对精加工影响较大。 ⑴型腔加工的工艺方法 主要有三种：单电极平动法、多电极更换法和分解电极加工法 ①单电极平动法 应用广泛，是采用机床的平动头，用一个电极完成型腔的 粗、中、精加工的一种方法。 加工原理：先采用低损耗高生产率的电规准粗加工，然后用 平动头作平面圆周运动，逐级转换电规准，增加平动量，完成 型腔的最后加工。（如图4－7）
常州挨宣脑耄枝斯学院 CHANGZHOU INSTTTUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 平动后电极 到达的位置 型腔 电极 图4-7平动法加工电极的运动轨迹 平动法一次装夹加工的误差一般为士0.05mm,缺点是难易获 得更高精度，难以加工出清角或清棱的地方。所以对于棱或 角要求的型腔常采用重复定位的方法来加工
平动法一次装夹加工的误差一般为±0.05mm,缺点是难易获 得更高精度，难以加工出清角或清棱的地方。所以对于棱或 角要求的型腔常采用重复定位的方法来加工
常州機宦脑耄技斯学疙 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY ②多电极更换法 一般用于精密型腔的加工，就是采用多个电极依次更换但 采用不同的电规准加工同一个型腔的方法，这样就要求电极 制造的一致性和精度要高，装夹定位的精度要高。 ③分解电极加工法 是前两种的综合应用，先用主电极加工，再用副电极加工 清角、清棱或窄缝等内加工部分。 (2)型腔电极的设计 设计的主要内容：选择电极材料、确定结构形式和尺寸。 常用的电极材料：石墨、紫铜。 ◆石墨：加工容易，密度小，重量轻，但力学强度较差，当宽 脉冲大电流加工时容易起弧烧伤
②多电极更换法 一般用于精密型腔的加工，就是采用多个电极依次更换但 采用不同的电规准加工同一个型腔的方法，这样就要求电极 制造的一致性和精度要高，装夹定位的精度要高。 ③分解电极加工法 是前两种的综合应用，先用主电极加工，再用副电极加工 清角、清棱或窄缝等内加工部分。 ⑵型腔电极的设计 设计的主要内容：选择电极材料、确定结构形式和尺寸。 常用的电极材料：石墨、紫铜。 ◆石墨:加工容易，密度小，重量轻，但力学强度较差，当宽 脉冲大电流加工时容易起弧烧伤
常州恢宦藏耄粒撕学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY ◆紫铜：组织致密，韧性强，主要用于加工形状复杂，轮廓 清晰，精度要求和表面粗糙度要求较高的型腔，但切削性能 差，重量大、价格比较昂贵，不适用做大中型电极 ◆铜钨合金和银钨合金是较理想的型腔电极材料，但价格太 贵，只有在特殊情况下使用。 其它的损耗大，速度慢，一般不适合加工型腔 型腔电极的结构形式同样分为：整体式、镶拼式和组合式。 由于型腔加工的特殊性（盲孔，排气、排屑效果差）， 般应考虑在电极上设置排气孔和冲油孔来改善加工条件，排 气孔要设置在蚀除面积较大和电极端部有凹入的部位；冲油 孔应设置在难于排屑的部位。孔的直径为平动头偏移量的1/2 以下，一般为1-2mm。总之，以不产生气体和电蚀物积存为 原则。（如图48，-9
◆紫铜：组织致密，韧性强，主要用于加工形状复杂，轮廓 清晰，精度要求和表面粗糙度要求较高的型腔，但切削性能 差，重量大、价格比较昂贵，不适用做大中型电极。 ◆铜钨合金和银钨合金是较理想的型腔电极材料，但价格太 贵，只有在特殊情况下使用。 其它的损耗大，速度慢，一般不适合加工型腔。 型腔电极的结构形式同样分为：整体式、镶拼式和组合式。 由于型腔加工的特殊性（盲孔，排气、排屑效果差），一 般应考虑在电极上设置排气孔和冲油孔来改善加工条件，排 气孔要设置在蚀除面积较大和电极端部有凹入的部位；冲油 孔应设置在难于排屑的部位。孔的直径为平动头偏移量的1/2 以下，一般为1-2mm。总之，以不产生气体和电蚀物积存为 原则。（如图4-8,-9）