【文章內(nèi)容簡介】 流經(jīng)的“死區(qū)”。 第四章 電火花加工工藝及實例 例 已知某零件如圖 421(a)所示 ， 現(xiàn)有其毛坯如圖 421(b)所示 ， 請設計加工該零件的精加工電極 。 第四章 電火花加工工藝及實例 ( d ) 電極立體圖 － 0 10 －0.05 0 10 ( a ) 零件圖 02 . 0 10 眪 苶 02 . 0 20 眪 苶 45176。 ( b ) 毛坯圖 02 . 0 10 眪 苶 50 －0.05 0 ( c ) 電極圖 90176。 5 45176。 30 苶 24 苶 □ 35 □ 40 15 55 20 132 70 －0.05 0 50 － 0 70 －0.05 0 02 . 0 30 眪 苶 02 . 0 40 眪 苶 02 . 0 30 眪 苶 02 . 0 40 眪 苶 圖 421 電極的設計 第四章 電火花加工工藝及實例 解 (1) 結構設計： 該電極共分四個部分 (如圖 421(d)所示 )， 各個部分的作用如下： 1— 該部分為直接加工部分 。 2— 電極細長 ， 為了提高強度 ， 適當增加電極的直徑 。 3— 因為電極為細長的圓柱，在實際加工中很難校正電極的垂直度，故增加 3部分，其目的是方便電極的校正。另外，由于該電極形狀對稱，為了方便識別方向，特意在本電極的 3部分設計了 5 mm的倒角。 第四章 電火花加工工藝及實例 4— 電極與機床主軸的裝夾部分 。 該部分的結構形式應根據(jù)電極裝夾的夾具形式確定 。 (2) 尺寸分析： 長度方向尺寸分析：該電極實際加工長度只有 5 mm， 但由于加工部分的位置在型腔的底部 ， 故增加了尺寸 (如圖 421(c)所示 )。 橫截面尺寸分析： ① 該電極加工部分是一錐面 ， 故對電極的橫截面尺寸要求不高； ② 為了保證電極在放電過程中排屑較好 ， 電極的 2部分直徑不能太大 。 (3) 材料選擇： 由于加工余量少，采用紫銅做電極。 第四章 電火花加工工藝及實例 3. 電極的制造 在進行電極制造時 ， 盡可能將要加工的電極坯料裝夾在即將進行電火花加工的裝夾系統(tǒng)上 ， 避免因裝卸而產(chǎn)生定位誤差 。 常用的電極制造方法有： 1) 切削加工 過去常見的切削加工有銑 、 車 、 平面和圓柱磨削等方法 。 隨著數(shù)控技術的發(fā)展 ， 目前經(jīng)常采用數(shù)控銑床 (加工中心 )制造電極 。 數(shù)控銑削加工電極不僅能加工精度高 、形狀復雜的電極 ， 而且速度快 。 第四章 電火花加工工藝及實例 石墨材料加工時容易碎裂 、 粉末飛揚 ， 所以在加工前需將石墨放在工作液中浸泡 2～ 3天 ， 這樣可以有效減少崩角及粉末飛揚 。 紫銅材料切削較困難 ， 為了達到較好的表面粗糙度 ， 經(jīng)常在切削加工后進行研磨拋光加工 。 在用混合法穿孔加工沖模的凹模時 ， 為了縮短電極和凸模的制造周期 ， 保證電極與凸模的輪廓一致 ， 通常采用電極與凸模聯(lián)合成型磨削的方法 。 這種方法的電極材料大多數(shù)選用鑄鐵和鋼 。 當電極材料為鑄鐵時，電極與凸模常用環(huán)氧樹脂等材料膠合在一起，如圖 422所示。對于截面積較小的工件，由于不易粘牢，為了防止在磨削過程中發(fā)生電極或凸模脫落，可采用錫焊或機械方法使電極與凸模連接在一起。當電極材料為鋼時，可把凸模加長些，將其做電極，即把電極和凸模做成一個整體。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 422 電極與凸模粘結 21 31— 電極； 2— 粘結面； 3— 凸模第四章 電火花加工工藝及實例 電極與凸模聯(lián)合成型磨削 ， 其共同截面的公稱尺寸應直接按凸模的公稱尺寸進行磨削 ， 公差取凸模公差的 1/2～ 2/3。 當凸 、 凹模的配合間隙等于放電間隙時 ， 磨削后電極的輪廓尺寸與凸模完全相同；當凸 、 凹模的配合間隙小于放電間隙時 ， 電極的輪廓尺寸應小于凸模的輪廓尺寸 ， 在生產(chǎn)中可用化學腐蝕法將電極尺寸縮小至設計尺寸；當凸 、 凹模的配合間隙大于放電間隙時 ，電極的輪廓尺寸應大于凸模的輪廓尺寸 ， 在生產(chǎn)中可用電鍍法將電極擴大到設計尺寸 。 具體的化學腐蝕或電鍍法可參考有關資料。 第四章 電火花加工工藝及實例 2) 線切割加工 除用機械方法制造電極以外 ， 在比較特殊需要的場合下也可用線切割加工電極 ， 即適用于形狀特別復雜 ， 用機械加工方法無法勝任或很難保證精度的情況 。 圖 423所示的電極，在用機械加工方法制造時，通常是把電極分成四部分來加工，然后再鑲拼成一個整體，如圖 423(a)所示。由于分塊加工中產(chǎn)生的誤差及拼合時的接縫間隙和位置精度的影響，使電極產(chǎn)生一定的形狀誤差。如果使用線切割加工機床對電極進行加工，則很容易地制作出來，并能很好地保證其精度，如圖 423(b)所示。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 423 機械加工與線切割加工 ( b )( a )第四章 電火花加工工藝及實例 3) 電鑄加工 電鑄方法主要用來制作大尺寸電極 ， 特別是在板材沖模領域 。 使用電鑄制作出來的電極的放電性能特別好 。 用電鑄法制造電極 ， 復制精度高 ， 可制作出用機械加工方法難以完成的細微形狀的電極 。 它特別適合于有復雜形狀和圖案的淺型腔的電火花加工 。 電鑄法制造電極的缺點是加工周期長 ， 成本較高 ， 電極質地比較疏松 ， 使電加工時的電極損耗較大 。 第四章 電火花加工工藝及實例 電極裝夾與校正 電極裝夾的目的是將電極安裝在機床的主軸頭上 ， 電極校正的目的是使電極的軸線平行于主軸頭的軸線 ， 即保證電極與工作臺臺面垂直 ， 必要時還應保證電極的橫截面基準與機床的 X、 Y軸平行 。 1． 電極的裝夾 電極在安裝時 ， 一般使用通用夾具或專用夾具直接將電極裝夾在機床主軸的下端 。 常用裝夾方法有下面幾種： 小型的整體式電極多數(shù)采用通用夾具直接裝夾在機床主軸下端 ， 采用標準套筒 、 鉆夾頭裝夾 (如圖 42 圖 425所示 )；對于尺寸較大的電極 ， 常將電極通過螺紋連接直接裝夾在夾具上 (如圖 426所示 )。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 424 標準套筒形夾具 121— 標準套筒； 2— 電極第四章 電火花加工工藝及實例 圖 425 鉆夾頭夾具 211— 鉆夾頭； 2— 電極第四章 電火花加工工藝及實例 圖 426 螺紋夾頭夾具 第四章 電火花加工工藝及實例 鑲拼式電極的裝夾比較復雜 ， 一般先用連接板將幾塊電極拼接成所需的整體 ， 然后再用機械方法固定 (如圖 427(a)所示 )；也可用聚氯乙烯醋酸溶液或環(huán)氧樹脂粘合 (如圖 427(b)所示 )。 在拼接時各結合面需平整密合 ， 然后再將連接板連同電極一起裝夾在電極柄上 。 當電極采用石墨材料時 ， 應注意以下幾點： (1) 由于石墨較脆 ， 故不宜攻螺孔 ， 因此可用螺栓或壓板將電極固定于連接板上 。 石墨電極的裝夾如圖 428所示 。 (2) 不論是整體的或拼合的電極 ， 都應使石墨壓制時的施壓方向與電火花加工時的進給方向垂直 。 如圖 429所示 ，圖 (a)箭頭所示為石墨壓制時的施壓方向 ， 圖 (b)為不合理的拼合 ， 圖 (c)為合理的拼合 。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 427 連接板式夾具 12341— 電極柄；2— 連接板；3— 螺栓；4— 粘合劑第四章 電火花加工工藝及實例 圖 428 石墨電極的裝夾 ( a ) ( b )第四章 電火花加工工藝及實例 圖 429 石墨電極的方向性與拼合法 ( a ) ( b ) ( c )第四章 電火花加工工藝及實例 2． 電極的校正 電極裝夾好后 ， 必須進行校正才能加工 ， 即不僅要調(diào)節(jié)電極與工件基準面垂直 ， 而且需在水平面內(nèi)調(diào)節(jié) 、 轉動一個角度 ， 使工具電極的截面形狀與將要加工的工件型孔或型腔定位的位置一致 。 電極與工件基準面垂直常用球面鉸鏈來實現(xiàn) ， 工具電極的截面形狀與型孔或型腔的定位靠主軸與工具電極安裝面相對轉動機構來調(diào)節(jié) ， 垂直度與水平轉角調(diào)節(jié)正確后 ， 都應用螺釘夾緊 ， 如圖 430所示 。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 430 垂直和水平轉角調(diào)節(jié)裝置的夾頭 8 7 9 6 A B B 4 5 2 3 11 10 B A A B 1 1— 調(diào)節(jié)螺釘； 2— 擺動法蘭盤； 3— 球面螺釘； 4— 調(diào)角校正架； 5— 調(diào)整墊； 6— 上壓板； 7— 銷釘； 8— 錐柄座； 9— 滾珠； 10— 電源線； 11— 垂直度調(diào)節(jié) 螺釘 ( a ) 結構圖 ( b ) 實物 第四章 電火花加工工藝及實例 電極裝夾到主軸上后 ， 必須進行校正 ， 一般的校正方法有： (1) 根據(jù)電極的側基準面 ， 采用千分表找正電極的垂直度 ， 如圖 431所示 。 (2) 電極上無側面基準時 ， 將電極上端面作輔助基準找正電極的垂直度 ， 如圖 432所示 。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 431 用千分表校正電極垂直度圖 14231— 凹模； 2— 電極； 3— 千分表； 4— 工作臺第四章 電火花加工工藝及實例 圖 432 型腔加工用電極校正 第四章 電火花加工工藝及實例 目前瑞士 EROWA公司生產(chǎn)出一種高精度電極夾具 ，可以有效地實現(xiàn)電極快速裝夾與校正 。 這種高精度電極夾具不僅在電火花加工機床上使用 ， 還可以在車床 、 銑床 、磨床 、 線切割等機床上使用 ， 因而可以實現(xiàn)電極制造和電極使用的一體化 ， 使電極在不同機床之間轉換時不必再費時去找正 。 1) 高精度電極裝夾系統(tǒng)簡介 圖 433是 EROWA公司的工具電極精密快速裝夾 、 更換系統(tǒng) 。 該系統(tǒng)裝夾固定在電火花機床主軸端面上 。 第四章 電火花加工工藝及實例 電極裝夾系統(tǒng)的卡盤通過夾緊插銷與定位板連接 ， 在卡盤外部有兩種相互垂直的基準面 ， 當卡盤裝夾在機床主軸頭上時 ， 該基準面分別與機床的 X、 Y軸平行 。 在基準面下面又有四個分別與基準面垂直的定心菱形體 。 電極可以直接裝在定位板上 (如圖 434所示 ， 多用于大電極裝夾 )， 也可以通過另外的電極夾頭裝夾在定位板上 (如圖 435所示 ， 多用于中小電極裝夾 )。 當電極及定位板與卡盤連接時 ， 四個定心棱形體插入定心板上相應的四個定心槽中進行定位 ， 并由夾緊插銷進行夾緊 ， 定位板上的四個支承腳起限位作用 。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 433 電極裝夾系統(tǒng) 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 434 定位板直接與電極連接 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 435 定位板與電極夾相連 第四章 電火花加工工藝及實例 2) 電極夾 前面講過電極夾裝在電極裝夾系統(tǒng)的定位板上 ， 電極又裝在電極夾上 。 電極夾有多種形式 ， 有興趣的讀者不妨參考 EROWA公司的相關資料 。 (1) 方形電極夾。方形電極夾如圖 436所示，有不同的規(guī)格。插在電極夾方孔中的電極柄是經(jīng)過專門精密加工制作而成的。它可以直接作為制造電極的坯料 (如圖 437(a)所示 )，也可以只作為專門的電極柄。專門的電極柄與電極可以用焊接或粘結的方法固定 (如圖 437(b)所示 )，也可以用螺釘進行機械固定 (如圖 437(c)所示 )。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 436 方形電極夾 ( a ) ( b )第四章 電火花加工工藝及實例 圖 437 方形電極柄 ( a ) ( b ) ( c )第四章 電火花加工工藝及實例 (2) 圓形電極夾。圓形電極夾的結構如圖 438(a)所示，電極夾安裝在定位板上。在圓形電極夾的內(nèi)孔中裝入像大多數(shù)數(shù)控銑床一樣的彈簧套筒夾頭 (如圖 438(b)所示 )，可用來裝夾圓形電極。圖 438(c)所示為精密鉆夾頭，可裝入圓形電極夾的內(nèi)孔中，鉆夾頭可以夾持的范圍為 ～ mm，一般用來裝夾直徑很小的電極。 第四章 電火花加工工藝及實例 圖 438 圓形電極夾結構 84 ～ 20( a ) ( b ) ( c )20?52?第四章 電火花加工工藝及實例 (3) 標準電極夾。標準電極夾如圖 439所示。標準電極夾通用