任務(wù)6-2-壓塊型腔模電火花加工重點(diǎn)課件壓塊型腔模電火花加工項(xiàng)目，其模具材料為40Cr，熱處理硬度HRC40-45，零件如圖所示，制定成型工藝并給定電規(guī)準(zhǔn)參數(shù)；設(shè)計(jì)成型電極?！救蝿?wù)要求】壓塊型腔模電火花加工項(xiàng)目，其模具材料為40Cr，熱處理硬1.單電極直接成形工藝問1.常用型腔電火花加工的工藝方法有哪些?一、電火花加工工藝方法1.單電極直接成形工藝問1.常用型腔電火花加工的工藝方法有2.多電極更換成形工藝2.多電極更換成形工藝3.分解電極成形工藝3.分解電極成形工藝

4.數(shù)控移動(dòng)成形工藝普通電火花加工機(jī)床為了修光側(cè)壁和提高其尺寸精度而添加平動(dòng)頭，使工具電極軌跡向外可以逐步擴(kuò)張，即可以平動(dòng)。對數(shù)控電火花機(jī)床，由于工作臺(tái)是數(shù)控的，可以實(shí)現(xiàn)工件加工軌跡逐步向外擴(kuò)張，即搖動(dòng)，故數(shù)控電火花機(jī)床不需要平動(dòng)頭。平動(dòng)頭擴(kuò)大間隙原理圖4.數(shù)控移動(dòng)成形工藝平動(dòng)頭擴(kuò)大間隙原理圖任務(wù)6-2-壓塊型腔模電火花加工重點(diǎn)課件電火花三軸數(shù)控?fù)u動(dòng)類型放電間隙、蝕除速度和進(jìn)給速度電火花三軸數(shù)控?fù)u動(dòng)類型放電間隙、蝕除速度和進(jìn)給速度與一般電火花加工工藝相比較，采用平動(dòng)頭電火花加工有如下特點(diǎn)：①可以通過改變軌跡半徑來調(diào)整電極的作用尺寸，因此尺寸加工不再受放電間隙的限制。②用同一尺寸的工具電極，通過軌跡半徑的改變，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換電規(guī)準(zhǔn)的修整，即采用一個(gè)電極就能由粗至精直接加工出一副型腔。③在加工過程中，工具電極的軸線與工件的軸線相偏移，除了電極處于放電區(qū)域的部分外，工具電極與工件的間隙都大于放電間隙，實(shí)際上減小了同時(shí)放電的面積，這有利于電蝕產(chǎn)物的排除，提高加工穩(wěn)定性。④工具電極移動(dòng)方式的改變，可使加工的表面粗糙度大有改善，特別是底平面處。與一般電火花加工工藝相比較，采用平動(dòng)頭電火花加工有如下特點(diǎn)：電火花機(jī)床常見功能電火花機(jī)床常見功能搖動(dòng)的軌跡除了可以像平動(dòng)頭的小圓形軌跡外，數(shù)控?fù)u動(dòng)的軌跡還有方形、菱形、叉形和十字形，且搖動(dòng)的半徑可為9.9mm以內(nèi)任一數(shù)值。11(1)可以精確控制加工尺寸精度。(2)可以加工出復(fù)雜的形狀，如螺紋。(3)可以提高工件側(cè)面和底面的表面粗糙度。(4)可以加工出清棱、清角的側(cè)壁和底邊。(5)變?nèi)婕庸榫植考庸ぃ欣谂判己图庸し€(wěn)定。(6)對電極尺寸精度要求不高。具體來說，搖動(dòng)加工的作用是：搖動(dòng)的軌跡除了可以像平動(dòng)頭的小圓形軌跡外，數(shù)控?fù)u動(dòng)的軌跡還有5.數(shù)控多軸聯(lián)動(dòng)成形工藝數(shù)控電火花多軸聯(lián)動(dòng)加工是一種新型的工藝，通常采用中空圓柱棒電極，加工中高速旋轉(zhuǎn)，工作臺(tái)及主軸多坐標(biāo)數(shù)控伺服運(yùn)動(dòng)，加工三維空間復(fù)雜曲面。5.數(shù)控多軸聯(lián)動(dòng)成形工藝電火花數(shù)控?fù)u動(dòng)類型一覽表電火花數(shù)控?fù)u動(dòng)類型一覽表數(shù)控?fù)u動(dòng)的伺服方式共有以下三種：自由搖動(dòng)：選定某一軸向(例如Z軸)作為伺服進(jìn)給軸，其他兩軸進(jìn)行搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)。例如：G01LN001STEP30Z-10.G01表示沿Z軸方向進(jìn)行伺服進(jìn)給。LN001中的00表示在X—Y平面內(nèi)自由搖動(dòng)，1表示工具電極各點(diǎn)繞各原始點(diǎn)作圓形軌跡搖動(dòng)，STEP30表示搖動(dòng)半徑為30μm，Z-10.表示伺服進(jìn)給至Z軸向下10mm為止。數(shù)控?fù)u動(dòng)的伺服方式共有以下三種：步進(jìn)搖動(dòng)：在某選定的軸向作步進(jìn)伺服進(jìn)給，每進(jìn)一步的步距為2μm，其他兩軸作搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)。例如：G01LN101STEP20Z-10.G01表示沿Z軸方向進(jìn)行伺服進(jìn)給。LN101中的10表示在X—Y平面內(nèi)步進(jìn)搖動(dòng)，1表示工具電極各點(diǎn)繞各原始點(diǎn)作圓形軌跡搖動(dòng)，STEP20表示搖動(dòng)半徑為20μm，Z-10.表示伺服進(jìn)給至Z軸向下10mm為止。步進(jìn)搖動(dòng)限制了主軸的進(jìn)給動(dòng)作，使搖動(dòng)動(dòng)作的循環(huán)成為優(yōu)先動(dòng)作。步進(jìn)搖動(dòng)用在深孔排屑比較困難的加工中。它較自由搖動(dòng)的加工速度稍慢，但更穩(wěn)定，沒有頻繁的進(jìn)給、回退現(xiàn)象。步進(jìn)搖動(dòng)：在某選定的軸向作步進(jìn)伺服進(jìn)給，每進(jìn)一步的步距為2μ鎖定搖動(dòng)：在選定的軸向停止進(jìn)給運(yùn)動(dòng)并鎖定軸向位置，其他兩軸進(jìn)行搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在搖動(dòng)中，搖動(dòng)半徑幅度逐步擴(kuò)大，主要用于精密修擴(kuò)內(nèi)孔或內(nèi)腔。例如：G01LN202STEP20Z-5.G01表示沿Z軸方向進(jìn)行伺服進(jìn)給。LN202中的20表示在X—Y平面內(nèi)鎖定搖動(dòng)，2表示工具電極各點(diǎn)繞各原始點(diǎn)作方形軌跡搖動(dòng)，Z-5.表示Z軸加工至-5mm處停止進(jìn)給并鎖定，X、Y軸進(jìn)行搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)。鎖定搖動(dòng)能迅速除去粗加工留下的側(cè)面波紋，是達(dá)到尺寸精度最快的加工方法。它主要用于通孔、盲孔或有底面的型腔模加工中。如果鎖定后作圓軌跡搖動(dòng)，則還能在孔內(nèi)滾花、加工出內(nèi)花紋等。鎖定搖動(dòng)：在選定的軸向停止進(jìn)給運(yùn)動(dòng)并鎖定軸向位置，其他兩軸進(jìn)電極的結(jié)構(gòu)形式2(1)加工型孔的電極①整體式電極這種電極是用整塊材料加工出的。電極的結(jié)構(gòu)形式2(1)加工型孔的電極181-床身2-液壓油箱；3-工作臺(tái)和工作液槽；4-主軸頭；5-立柱；6-工作液箱；7-電源箱1.電火花機(jī)床及應(yīng)用二、電火花機(jī)床操作181-床身2-液壓油箱；3-工作臺(tái)和工作液槽；4-主軸頭；我國國標(biāo)規(guī)定，電火花成型機(jī)床均用D71加上機(jī)床工作臺(tái)面寬度的1/10表示。例如D7132中，D表示電加工成型機(jī)床(若該機(jī)床為數(shù)控電加工機(jī)床，則在D后加K，即DK)；71表示電火花成型機(jī)床；32表示機(jī)床工作臺(tái)的寬度為320mm。小型(D7125以下)、中型(D7125～D7163)和大型(D7163以上)；非數(shù)控、單軸數(shù)控和三軸數(shù)控。我國國標(biāo)規(guī)定，電火花成型機(jī)床均用D71加上機(jī)床工作臺(tái)面寬度的類別加工方法特點(diǎn)用途備注1電火花穿孔成型加工1.工具和工件之間只有一個(gè)相對的伺服進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。2.工具為成形電極，與被加工表面有相應(yīng)的截面或形狀。1.型腔加工：加工各類型腔模及復(fù)雜的型腔零件。2.穿孔加工：各類沖模、擠壓模及微孔。約占電火花機(jī)床的30%，典型有D7125,D7140等。2電火花線切割加工1.工具電極順電極絲軸線移動(dòng)的線電極。2.工具和工件在兩個(gè)水平方向同時(shí)有相對伺服運(yùn)動(dòng)。1.切割各種沖模和具有直紋面的零件。2.下料、截割、窄縫加工。約占電火花機(jī)床的60%，典型有DK6725,DK6732等。3電火花內(nèi)孔、外圓成形磨削1.工具與工件有相對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2.工具與工件間有軸向和徑向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。1.加工高精度、良好表面粗糙度的小孔，如拉絲模。2.加工外圓、小模數(shù)滾刀。約占電火花機(jī)床的3%，典型有DK6310電火花內(nèi)圓磨床等。4電火花同步共軛回轉(zhuǎn)加工1.工具與工件均作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，角速度相等或成整數(shù)倍，相對應(yīng)接近的放電點(diǎn)可有切向相對運(yùn)動(dòng)速度。2.工具與工件可作縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。1.以同步回轉(zhuǎn)、展成回轉(zhuǎn)、倍角速度回轉(zhuǎn)等不同方式。加工各種復(fù)雜型面的零件，如高精度異形齒輪，精密螺紋環(huán)規(guī)。約占電火花機(jī)床的1%，典型有JN-2、JN-8內(nèi)外螺紋成形機(jī)床等。5電火花高速小孔加工1.采用細(xì)管電極（>Φ0.3mm），管內(nèi)沖入高壓水基工作液。2.細(xì)管電極旋轉(zhuǎn)。3.穿孔速度極高，60mm/min1.加工線切割穿絲預(yù)孔。2.加工深徑比很大的小孔，如噴嘴。約占電火花機(jī)床的1%，典型有DK703A等。6電火花表面強(qiáng)化、刻字1.工具在工件表面上振動(dòng)。2.工具相對工件移動(dòng)。3.在空氣中加工。1.模具刃口強(qiáng)化。2.電火花刻字、打印記。約占電火花機(jī)床的1-2%，典型有DK9105等。電火花加工方法分類類別加工方法特點(diǎn)用途備注1電火花穿孔成型加工1.工具和工件之間隙參考值增益設(shè)定控制裝置進(jìn)給系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較器放大器間隙傳感器脈沖電源床身工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)(a)原理圖(b)實(shí)物機(jī)床系統(tǒng)間隙參考值增益設(shè)定控制裝置進(jìn)給系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較器有速度和位置反饋的全閉環(huán)控制的主軸頭噴嘴—擋板式電液壓自動(dòng)調(diào)節(jié)器有速度和位置反饋的全閉環(huán)控制的主軸頭噴嘴—擋板式電液壓自動(dòng)23工作液循環(huán)系統(tǒng)油路23工作液循環(huán)系統(tǒng)油路加工參數(shù)對工件的加工影響很大。在同樣的設(shè)備條件下，加工參數(shù)決定生產(chǎn)率、表面粗糙度、尺寸精度。各數(shù)控電火花成形機(jī)床的加工參數(shù)大同小異，一般有16個(gè)參數(shù)分為三類：1)與放電脈沖設(shè)定有關(guān)的參數(shù)。屬于這一類的參數(shù)有ON、OFF、PL、IP、V、HP、PP。2)與加工調(diào)節(jié)有關(guān)的參數(shù)。它們是MA、SV、UP、DN、C、S。3)與搖動(dòng)動(dòng)作有關(guān)的參數(shù)：LN、STEP、LD2.電火花成形機(jī)床加工參數(shù)的選擇加工參數(shù)對工件的加工影響很大。在同樣的設(shè)備條件下，加工參數(shù)決加工參數(shù)符號(hào)機(jī)能PL極性轉(zhuǎn)換（輸入＋或－）ON脈沖放電時(shí)間OFF脈沖間隙時(shí)間IP主電源峰值電流值V主電源電壓HP輔助電源電壓PP電極無損耗脈沖控制MA脈沖間隙時(shí)間調(diào)整SV伺服基準(zhǔn)電壓UP跳躍上升時(shí)間DN跳躍放電時(shí)間C極間電容S伺服速度LN搖動(dòng)模式選擇STEP搖動(dòng)幅度L搖動(dòng)速度脈沖放電時(shí)間ON：此參數(shù)用于設(shè)定脈沖放電的時(shí)間，一般從1-1250μs（微秒）的范圍內(nèi)選擇。脈沖放電時(shí)間對電極損耗、粗糙度、加工表面變質(zhì)層及斜度等均有影響。此外，它對加工穩(wěn)定性，決定加工極性以及是否容易燒弧也有影響。其它條件不變時(shí)，增大放電脈寬，可使電極損耗減小，表面粗糙度變大，間隙增大，生產(chǎn)率提高、表面變質(zhì)層增厚，斜度變大。一般脈寬較大時(shí)加工穩(wěn)定性會(huì)好些。脈沖間隙時(shí)間OFF：在放電脈沖間歇中，電極與工件之間被擊穿的工作介質(zhì)液恢復(fù)絕緣，電蝕產(chǎn)物排出，所以參數(shù)OFF主要決定加工穩(wěn)定性，避免電弧的產(chǎn)生。它對生產(chǎn)率有明顯的影響，對電極損耗也有一定影響。一般加大脈沖間隙時(shí)間加工穩(wěn)定性提高，但電極表面溫度降低，電蝕產(chǎn)物對電極的覆蓋效應(yīng)減小，電極損耗會(huì)有所增加。加工形狀復(fù)雜的盲孔時(shí)，排屑不好，可增大脈沖間歇時(shí)間。主電源峰值電流值IP：IP對生產(chǎn)率、表面粗糙度、放電間隙、電極損耗、表面變質(zhì)層均有明顯作用。對加工穩(wěn)定性的影響也較大。一般提高峰值電流將使生產(chǎn)率提高、加工表面粗糙度變大，間隙增大、電極損耗上升，表面變質(zhì)層加深，能改善加工穩(wěn)定性。提高蜂值電流雖然能提高生產(chǎn)率，但有個(gè)限度，超過這個(gè)限度，加工穩(wěn)定性會(huì)破壞，電極和工件會(huì)產(chǎn)生拉弧燒傷。主電源電壓V：V是供給主電源電路的電壓。在其它條件不變的情況下，改變主電源電壓V可得到不同的加工速度和電極損耗。有的電火花機(jī)床制造廠推薦下述經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)：粗加工采用30-70V，中加工采用70-90V，精加工采用90-150V。輔助電源電壓HP：除V的主電源以外，另有電流控制電路與高壓電路配合的輔助電源，根據(jù)工件與電極情況控制脈沖。輔助電壓與加工性能的關(guān)系見表電極無損耗脈沖控制PP：該參數(shù)利用電極少無損耗條件來提高銅電極對鋼工件的加工性能。減少電極損耗，穩(wěn)定放電間隙、抑制電極表面皺紋、塌角以及由于熱影響引起的翹曲，并且使電加工開始接觸時(shí)的放電狀態(tài)變得良好，進(jìn)行穩(wěn)定放電。電極少無損耗脈沖控制參數(shù)一般在長脈沖條件下使用，IP大時(shí)作用顯著。脈沖間歇時(shí)間調(diào)整參數(shù)MA:MA的作用是把由脈沖間歇時(shí)間OFF決定的間歇幅度設(shè)定得擴(kuò)大幾倍。在加工狀態(tài)有短路或放電弧傾向時(shí)，MA起作用使脈沖間歇時(shí)間加長，以使加工正常進(jìn)行伺服基準(zhǔn)電壓SV:

伺服動(dòng)作控制是按極間電壓變化來進(jìn)行的。當(dāng)極間電壓V0較SV設(shè)定的基準(zhǔn)電壓高時(shí)，進(jìn)行加工；極間電壓較基準(zhǔn)電壓低時(shí)(有時(shí)也有短路)工具電極回退,間隙加大，SV值增大，極間距離增大，一個(gè)放電循環(huán)的長度加大，加工速度就減慢。跳躍上升時(shí)間UP:

在電火花成形加工過程中，為了排除電蝕廢屑，工具電極要進(jìn)行往復(fù)跳躍運(yùn)動(dòng)(抬刀)。這樣加工的穩(wěn)定得到保證。設(shè)定跳躍上升時(shí)間的參數(shù)是UP。UP值增大，排屑狀況改善，加工穩(wěn)定，生產(chǎn)效率降低。跳躍放電時(shí)間DN

設(shè)定工具電極跳躍下降放電時(shí)間的參數(shù)是DN。參數(shù)要設(shè)定得使放電狀態(tài)穩(wěn)定。

DN值過大時(shí)，放電重復(fù)次數(shù)多，電蝕切屑量多，排屑狀況惡化，二次放電和電弧放電的危險(xiǎn)性就增大。極間電容的設(shè)定參數(shù)C

極間電容C值與放電頻率有關(guān)。增大C值，其效果是加工速度提高，電極損耗增加，電蝕量增大，粗糙度變粗。的危險(xiǎn)性就增大。設(shè)定伺服速度S：S值大送進(jìn)速度低，生產(chǎn)效率低，在伺服動(dòng)作調(diào)節(jié)時(shí)，要防止產(chǎn)生振動(dòng)。S值有0-9檔，一般取2-5檔。搖動(dòng)模式選擇LN：

LN的設(shè)