第5章 模具的特種加工ppt課件

1、第5章 模具的特種加工5.1 電火花成形加工5.2 電火花線切割加工5.3 電化學(xué)及化學(xué)加工5.4 超聲加工5.1 電火花成形加工 5.1.1 電火花加工的基本原理 5.1.2 型孔的加工 5.1.3 型腔的加工 5.1.4 電極設(shè)計(jì)與制造5.1 電火花成形加工 5.1.1 電火花加工的基本原理 1.基本原理 液體介質(zhì)中進(jìn)行，自動進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置使工件與工具電極之間保持適當(dāng)?shù)姆烹婇g隙，當(dāng)在電極和工件之間施加很強(qiáng)的脈沖電壓使間隙中液體介質(zhì)被擊穿的電壓時(shí)，就會擊穿介質(zhì)絕緣強(qiáng)度最低處間隙最小處形成瞬間火花放電，電流密度很大，放電區(qū)能量高度集中，瞬時(shí)溫度達(dá)1000012000，工件和電極表面金屬放電點(diǎn)就被

2、熔化，甚至汽化而被蒸發(fā)。5.1 電火花成形加工圖5.1 電火花成形加工原理圖1工件;2脈沖電源；3自動進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置；4工具電極；5工作液；6過濾器；7泵5.1 電火花成形加工 5.1.1 電火花加工的基本原理 這些熔化或汽化的金屬在電、熱、流體、化學(xué)等各種力的作用下被拋入工作液中冷卻為金屬小顆粒，然后被工作液迅速沖離工作區(qū)，使電極和工件表面形成一個(gè)個(gè)微小的凹坑，同時(shí)放電過程中，電壓又隨之迅速降為零，介質(zhì)絕緣性能恢復(fù)，等待下一次放電。 如此反復(fù)，電極不斷下降，工件不斷被蝕除，最后就在工件上復(fù)制出了電極形狀型腔內(nèi)形，達(dá)到成形加工的目的。 所以，電火花加工就是不斷放電腐蝕金屬的過程。5.1 電火花成

3、形加工 5.1.1 電火花加工的基本原理 2.電火花成形加工的基本條件 (1)電火花成形加工必須采用脈沖電源、提供瞬時(shí)脈沖性放電 (2)脈沖放電必須有足夠的放電能量 (3)工具電極和工具之間必須保持一定的放電間隙 (4)火花放電必須在一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行5.1 電火花成形加工 5.1.1 電火花加工的基本原理 3.電火花成形加工的機(jī)理 (1)液體介質(zhì)電離、擊穿和通道形成 (2)能量的轉(zhuǎn)換和傳遞 (3)電蝕屑的拋出 (4)間隙介質(zhì)的消電離 5.1 電火花成形加工 5.1.1 電火花加工的基本原理 4.電火花加工的主要特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 以柔克剛，適用于難切削材料的加工 工件不變形，可以加工特殊

4、及復(fù)雜形狀的零件 易于實(shí)現(xiàn)控制和加工自動化 可以改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，改善結(jié)構(gòu)的工藝性 缺點(diǎn) 工具電極制造困難，加工效率低，只適用于導(dǎo)電材料 存在電極損耗，最小角部半徑有限制 5.1 電火花成形加工 5.1.1 電火花加工的基本原理 5.電火花成形加工的設(shè)備 電火花成形加工機(jī)床及其附件 (1)機(jī)床 主軸頭、床身、立柱、工作臺和工作液槽等組成。 主軸頭由進(jìn)給系統(tǒng)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、電極夾具和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成，是關(guān)鍵部件。圖5.4 電火花成形加工機(jī)床1床身；2液壓油箱；3工作臺;4工作液槽；5主軸頭；6立柱;7工作液箱；8電源箱5.1 電火花成形加工 5.1.1 電火花加工的基本原理 5.電火花成形加工的設(shè)備 （2脈

5、沖電源脈沖發(fā)生器） 調(diào)節(jié)電流輻值、脈寬和脈沖間歇等參數(shù)，滿足粗、中、精加工的需要。 電規(guī)準(zhǔn) 1)脈沖寬度的影響 2)脈沖間隙的影響 3)峰值電流的影響 （3自動進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng) 確保電極和工件之間在加工過程中始終保持一定的放電間隙。自動補(bǔ)償間隙的大小。圖5.5 脈沖寬度與加工速度關(guān)系曲線圖4.5 脈沖間隙與加工速度關(guān)系曲線 圖4.6 峰值電流與加工速度的關(guān)系圖5.5 電火花成形加工本體和機(jī)械傳動系統(tǒng)1床身;2,5手柄;3,4,10絲桿;6縱橫工作臺；7立柱；8主軸頭；9主軸座;11齒輪系統(tǒng);12電動機(jī)圖5.6 噴嘴-擋板式電液自動調(diào)節(jié)裝置工作原理1油箱;2溢流閥;3葉片泵;4電動機(jī);5壓力表;6濾

6、油器;7節(jié)流孔;8噴嘴;9電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器;10動圈;11靜圈;12擋板;13壓力表;14液壓缸;15活塞;16工具電極;17工件5.1 電火花成形加工 5.1.1 電火花加工的基本原理 5.電火花成形加工的設(shè)備 （5工作液循環(huán)過濾系統(tǒng) 起到不斷排除電蝕物，提高加工精度的作用。 過濾方法：自然沉淀法、靜電過濾法、離心過濾法和介質(zhì) 過濾法常用方法 循環(huán)方法：抽油式、沖油式二種。（如圖）圖5.7 沖抽油方式(a)下沖油式 (b)上沖油式 (c)下抽油式 (d)上抽油式圖5.8 工作液循環(huán)系統(tǒng)油路1粗過濾器;2單向閥;3渦旋泵;4電機(jī);5安全閥;6壓力表;7精過濾;8壓力調(diào)節(jié)閥;9射流抽吸管;10沖油

7、選擇閥;11快速進(jìn)油控制閥;12沖油壓力表;13抽油壓力表5.1 電火花成形加工 5.電火花成形加工的設(shè)備 （6機(jī)床附件 平動頭：主要用于型腔的加工 電極夾具：可以調(diào)節(jié)于主軸的垂直度。5.1 電火花成形加工 5.1.2 型孔的加工 1.圓形型孔凹模 單型孔凹模：制造工藝簡單，毛坯經(jīng)鍛造退火后，進(jìn)行車削及鉆、鏜型孔，并留余量，熱處理后磨型孔 多型孔凹模：對于一系列尺寸和位置有較高精度要求的孔，常采用坐標(biāo)法加工。一般在坐標(biāo)鏜床上或立式銑床上加工。對于鑲塊結(jié)構(gòu)的凹模，凹模鑲件經(jīng)淬火、回火和磨削后分別壓入固定板的相應(yīng)孔內(nèi)5.1 電火花成形加工 5.1.2 型孔的加工 1.圓形型孔凹模 多型孔凹模 在坐

8、標(biāo)鏜床上按坐標(biāo)法鏜 孔，將各孔間的尺寸轉(zhuǎn)化為 直角坐標(biāo)尺寸。 在工件的安裝過程中，為使 工件上的基準(zhǔn)面a或b與主軸 的軸線對準(zhǔn)，可以采用多種 方法，如圖5.10用定位角鐵 和光學(xué)中心測定器找正。 若無坐標(biāo)鏜，鑲塊結(jié)構(gòu)的多 型孔也可在立銑床上用坐標(biāo)法 加工 整體結(jié)構(gòu)的多型孔凹模，原 材料一般為碳素工具鋼或合金 工具鋼，先鍛造在粗、精加工 最好在數(shù)控機(jī)床上加工孔系， 可保證各型孔間的位置精度5.1 電火花成形加工 5.1.2 型孔的加工 2.非圓形型孔凹模 此種凹模機(jī)械加工比較困難，可采用數(shù)控線切割技術(shù)加工。 把非圓形孔凹模的毛坯常鍛造成矩形，加工各平面后進(jìn)行劃線，再將型孔內(nèi)部的余料去除。 切除余

9、料后，可采用仿形車削、銑削數(shù)控加工和坐標(biāo)磨削。5.1 電火花成形加工 5.1.3 型腔的加工 型腔的電火花加工特點(diǎn) 金屬蝕除量大 工作液循環(huán)困難 排屑條件差 加工面積變化大，加工過程中要求電規(guī)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)范圍大 型腔復(fù)雜時(shí)，電極損耗不均勻，直接影響加工精度5.1 電火花成形加工 5.1.3 型腔的加工 1.型腔的加工工藝方法 1單電極加工方法：形狀簡單、精度不高的型腔。為提高電火花加工效率，型腔在電火花加工前先采取機(jī)械加工方法進(jìn)行預(yù)加工，留出余量。單邊余量0.10.5mm，底面余量0.20.7mm 單電極平動法加工型腔：只需一個(gè)電極、一次安裝便可完成整個(gè)型腔的粗、精加工。先采用粗規(guī)準(zhǔn)加工，再利用平

10、動頭的平面小圓運(yùn)動，按照粗、半精、精的順序逐漸改變電規(guī)準(zhǔn)，依次加大平動量，完成加工 數(shù)控電火花機(jī)床加工：工作臺按照數(shù)控程序作搖動來修光型腔側(cè)面，工作臺的運(yùn)動軌跡可達(dá)三維。 創(chuàng)成加工：用簡單形狀電極，來完成型腔的加工5.1 電火花成形加工 5.1.3 型腔的加工 2多電極加工法 用多個(gè)電極加工同一個(gè)型腔的方法，將電火花加工過程分成粗、精加工幾個(gè)階段。先用一個(gè)電極粗加工，蝕除大量金屬，再換上一個(gè)新電極進(jìn)行精加工。 加工精度高、粗糙度小、棱角清晰。 需更換電極，因此對電極的定位要求更高 型腔加工過程中，放電間隙變化，前后電極的尺寸也不一樣，這給電極的制造增加了工作量，此外，各階段點(diǎn)規(guī)準(zhǔn)的選擇也不相同

11、 3型腔加工電蝕產(chǎn)物的排除 型腔加工多為盲孔加工，排屑條件很差。 排屑孔法 定時(shí)抬刀法圖5.10 多電極加工示意圖1模塊；2精加工后的型腔；3中加工后的型腔；4粗加工后的型腔5.1 電火花成形加工 5.1.4 電極設(shè)計(jì)與制造 電火花加工模具的精度主要靠工具電極來保證，因此對工具電極的要求也較高。電極設(shè)計(jì)，必須選擇合適的電極材料、合理的尺寸以及較好的加工工藝性。 1.電極的結(jié)構(gòu)形式 整體式、組合式、分解式、鑲拼式 加工型孔的電極 整體式電極：用整塊材料加工的，適合尺寸較小，不太復(fù)雜的型孔加工。 鑲拼式電極 分解式電極：將形狀復(fù)雜的電極分解成若干形狀簡單的電極，對型孔進(jìn)行若干次分別加工成型。 組合

12、式電極：一模多孔情況下，可一次裝夾，簡化定位，提高型孔加工的位置精度和加工速度。 加工型腔的電極：整體式電極、鑲拼式電極，由于型腔多為盲孔，設(shè)計(jì)時(shí)通過設(shè)置排氣、排屑孔和沖油孔來改善加工條件。電極的結(jié)構(gòu)形式圖5.11 電極的結(jié)構(gòu)形式(a)整體電極 (b) 組合式電極 1固定板;2電極;(c)鑲拼式電極1,2,3,4,5電極拼塊; 6定位銷;7固定螺釘5.1 電火花成形加工 5.1.4 電極設(shè)計(jì)與制造 2.電極的截面尺寸確定 電極的截面尺寸分成橫向和 （1穿孔電極尺寸確定 縱向尺寸 電極長度 H是凹模加工厚度 H1為0.40.8H L是夾持端長度 K與電極材料、型孔的復(fù)雜程度以及加工方式有關(guān)的系數(shù)

13、，一般根據(jù)電極的材料按經(jīng)驗(yàn)選取。 生產(chǎn)實(shí)踐中，還廣泛使用階梯電極，即在原電極的基礎(chǔ)上適當(dāng)加長1LkHH 型腔電極的尺寸與型腔的大小、加工方式、放電間隙、電極的損耗有關(guān)。一般分為水平尺寸和垂直尺寸。 當(dāng)采用平動加工方法時(shí)，電極尺寸的計(jì)算為：電極截面尺寸： 1按凹模尺寸和公差確定 電極截面尺寸 a=Ak a電極水平方向尺寸 A型腔的基本尺寸 k系數(shù)，雙邊取2，單邊取1 電極輪廓凹為正， 反之為負(fù) 精加工時(shí)的放電間隙； 2按凸模尺寸和公差確定電極 截面尺寸 a、若凸模與凹模的配合間隙X等于放電間隙，此時(shí)電極的截面尺寸與凹模的截面尺寸完全相同b、若凸模和凹模的配合間隙X大于放電間隙，電極的截面尺寸在凸

14、模的四軸均勻增大一個(gè)X-，見圖5-27C、若凸模和凹模的配合間隙X小于放電間隙，電極的截面尺寸在凸模的四軸均勻縮小一個(gè)-X，見圖5-28（2型腔電極尺寸確定橫向截面尺寸的計(jì)算與穿孔電極一樣，只是要考慮精加工與拋光余量型腔電極的縱向尺寸確定是以型腔尺寸和放電間隙為依據(jù)進(jìn)行計(jì)算的5.1 電火花成形加工 5.1.4 電極設(shè)計(jì)與制造 3.電極材料的選擇 損耗小、成形快、加工穩(wěn)定性好、機(jī)械加工工藝性好、價(jià)格適宜 4.電極制造的工藝方法 石墨電極加工：以機(jī)械加工方法為主，對于鑲拼結(jié)構(gòu)一定要注意每一個(gè)拼塊材料相同，纖維組織的方向一致， 否則電極損耗不均勻。 銅電極加工：一般是機(jī)械加工配合鉗工的修研，對于特別

15、復(fù) 雜的型腔電極也可采用電鑄的方法，以減少鉗工量。 銅鎢合金、銀鎢合金電極加工常用電極制造工序5.1 電火花成形加工 5.1.5 電火花加工前的生產(chǎn)準(zhǔn)備 工件的預(yù)加工： 一般在電火花加工前，都用機(jī)械加工的方法去除大部分余量，留下均勻的電火花蝕除量單邊0.25-1mm） 。對于直接電火花加工的工件必須給出定位和找正的基準(zhǔn)線和面。 熱處理：根據(jù)性能和尺寸要求，可以安排在電火花加工前、后。 除銹、去磁：在電火花加工前，必須進(jìn)行除銹和去磁，以免吸附鐵屑，產(chǎn)生電弧而燒傷，影響加工質(zhì)量。常用工件預(yù)加工的準(zhǔn)備工序5.1 電火花成形加工 5.1.6 電火花加工的電規(guī)準(zhǔn)及其選擇 在電火花加工中，電參數(shù)電壓、電流

16、、脈沖寬度、脈沖間歇等的最佳配合，稱為電規(guī)準(zhǔn)。電規(guī)準(zhǔn)一般在機(jī)床的說明書中可查出，也有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累。 電規(guī)準(zhǔn)一般分為粗、中、精三種，每一種電規(guī)準(zhǔn)又分為幾擋，可根據(jù)加工工藝要求選擇和轉(zhuǎn)換。 一般粗規(guī)準(zhǔn)分為二擋，粗規(guī)準(zhǔn)的工藝特點(diǎn)：生產(chǎn)率高，輸出功率最大，蝕除量50mm3/min，粗糙度Ra25m，加工速度快，電極損耗小，加工的孔會有一定的斜度。 精規(guī)準(zhǔn)的工藝特點(diǎn)： 加工穩(wěn)定，速度較慢，蝕除量較小，擋數(shù)比較多，粗糙度Ra 可達(dá)1.6-0.4m，是滿足零件最后指標(biāo)加工工步。電火花加工的電規(guī)準(zhǔn)及其選擇5.1 電火花成形加工 5.1.7 電火花加工中工作液的選擇 是具有一定絕緣性能的液體介質(zhì)。 工作液的作用

17、：形成火花擊穿的放電通道，并在放電結(jié)束后迅速恢復(fù)間隙的絕緣狀態(tài)；對放電通道產(chǎn)生壓縮作用；幫助電蝕物的拋出與排除；冷卻電極和工件。 目前，主要采用油類工作液： 粗加工時(shí)選擇介電性能好，黏度大的機(jī)油； 精加工時(shí)放電間隙小，排屑困難一般選用黏度小、流動性好、滲透性好的煤油。5.2 電火花線切割加工 5.2.1 電火花線切割加工的原理與特點(diǎn) 5.2.2 線切割加工工藝 5.2.3 工作介質(zhì)的選擇 5.2.4 工件的裝夾與預(yù)防變形5.2 電火花線切割加工 5.2.1 電火花線切割加工的原理與特點(diǎn) 電火花線切割加工與電火花成形加工都是直接利用電能對金屬材料進(jìn)行加工，同屬蝕除加工，加工原理相似。 但加工方式

18、不同，電火花成形加工采用的是成形電極，而線切割采用細(xì)金屬絲為電極，線切割可以加工帶有一定錐度的型孔或型芯等。 線切割加工時(shí)，一方面線電極對工件不斷地上下移動，另一方面裝夾工件的十字工作臺，由數(shù)控伺服電動機(jī)驅(qū)動，在x、y方向?qū)崿F(xiàn)進(jìn)給，使線電極沿加工圖形的軌跡，對工件進(jìn)行切割加工。5.2 電火花線切割加工 5.2.1 電火花線切割加工的原理與特點(diǎn) 加工原理圖5.17 電火花線切割加工的原理圖(a)切割圖形 (b)加工原理圖電火花線切割機(jī)床分類 按走絲速度 快走絲 慢走絲 按其切割軌跡的控制方式不同 靠模仿形 光電跟蹤 數(shù)字控制數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床圖5.18 數(shù)控電火花線切割加工機(jī)床1電動機(jī);2

19、儲絲筒;3鉬絲;4絲架;5導(dǎo)輪;6工件;7十字托板;8床身圖5.4 走絲機(jī)構(gòu)原理圖(a)快速走絲機(jī)構(gòu)1絲架;2導(dǎo)電器;3導(dǎo)輪;4電極絲;5工件;6工作臺;7儲絲筒(b)慢速走絲機(jī)構(gòu)1,4,10滑輪;2,9壓緊輪;3制動輪;5供絲卷筒;6卷絲筒;7導(dǎo)向輪；8卷絲滾輪;11,15導(dǎo)電器;12,13金銅石導(dǎo)向器;14工件 線切割加工時(shí)，是在電極絲和工件之間進(jìn)行脈沖放電。電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工件接脈沖電源的正極，每個(gè)電脈沖產(chǎn)生一次放電，在放電通道的中心溫度可高達(dá)10000，熔化或汽化金屬材料，后汽化了的工作液被熱膨脹和局部微爆炸的作用將熔化和汽化的金屬拋出，實(shí)現(xiàn)對工件材料的電蝕切割加工過程。 一般

20、情況下，線切割的放電間隙為0.01-0.02mm，編程時(shí)，線切割的放電間隙取0.01mm計(jì)算，放電間隙與脈沖電壓密切相關(guān)，一般來講，脈沖電壓高，放電間隙會變大。 在切割加工的過程中，為了減少電極絲的損耗和防止電極絲被燒斷，除了向放電間隙注入大量的工作液外充分冷卻電極絲外，同時(shí)，電極絲以710m/s的速度相對于工件做軸向運(yùn)動，高速運(yùn)動的電極絲有利于將工作液帶入放電間隙，也有利于把電蝕物從間隙中帶出來，從而避免電弧放電的產(chǎn)生電極絲局部損耗，提高切割的加工精度。5.2 電火花線切割加工 5.2.1 電火花線切割加工的原理與特點(diǎn) 線切割加工的特點(diǎn) 與電火花成形加工相比，有如下特點(diǎn)： 不需要制造成形電極

21、，工件材料的預(yù)加工工作量少。 能方便地加工復(fù)雜截面的型柱、型孔和窄縫等。 脈沖電源的加工電流較小，脈沖寬度較窄，采用正極性加工，即正極接工件，負(fù)極接電極絲。不需要轉(zhuǎn)換電規(guī)準(zhǔn)，都是一次加工成形。 采用運(yùn)動的電極絲，電極的單位損耗少，加工精度較高。 只對工件進(jìn)行切割，余料可以繼續(xù)使用，材料利用率高。 自動化程度高，操作方便，加工周期短，成本低。 不能加工盲孔類或階梯類成形表面的零件。 工作液選用水基乳化液，不是煤油，平安，可靠，節(jié)約。5.2 電火花線切割加工 5.2.2 線切割加工工藝 零件的工藝分析 凹角和尖角的尺寸分析：線切割加工在工件的凹角只能是圓角，因此在凸凹模設(shè)計(jì)圖上應(yīng)說明拐角處的過渡圓

22、弧半徑 表面粗糙度及加工精度分析：在相同的表面粗糙度和有潤滑油的情況下，線切割的表面潤滑性能和耐磨性能均比機(jī)械加工好，因此在確定加工表面粗糙度時(shí)應(yīng)考慮到該因素的影響5.2 電火花線切割加工 5.2.2 線切割加工工藝 工藝準(zhǔn)備：主要包括電極準(zhǔn)備、工件準(zhǔn)備和工作液配制 電極準(zhǔn)備：電極準(zhǔn)備包括電極材料和直徑的選擇 工件準(zhǔn)備：工件材料、基準(zhǔn)的選擇、穿絲孔的確定及切割路線的確定 工作液配制：根據(jù)線切割機(jī)床的類型和加工對象，選擇工作液種類、濃度及導(dǎo)電率。5.2 電火花線切割加工 5.2.2 線切割加工工藝 加工參數(shù)的選擇 電參數(shù)的選擇 當(dāng)要求切割速度高時(shí)，對表面粗糙度的要求就不高，可選擇高電壓、大峰值電

23、流和大脈沖寬度。前提：在滿足粗糙度的前提下再提高切削速度。 要求的表面粗糙度小時(shí)，應(yīng)該選擇小的脈沖寬度、峰值電流、低電源電壓，同時(shí)脈沖頻率要適當(dāng) 要求電極絲損耗小時(shí)，選擇大的脈沖寬度。 當(dāng)切割厚度大時(shí)，應(yīng)選擇高電壓、大電流、大脈沖寬度和大脈沖間隔5.2 電火花線切割加工 5.2.2 線切割加工工藝 加工參數(shù)的選擇 速度參數(shù)的選擇 進(jìn)給速度：進(jìn)給速度大，容易產(chǎn)生短路和斷絲；進(jìn)給速度慢，則加工表面的腰鼓量就會增大，但表面粗糙度較小 走絲速度：速度應(yīng)盡量快一些，有利于減少因線電極損耗對加工精度的影響。 線徑偏移量：正式加工前，切割一個(gè)與工件同樣材料的正方形，確定線徑偏移量，為加工正式工件積累工藝數(shù)據(jù)

24、5.2 電火花線切割加工 5.2.3 線切割加工工作介質(zhì)的選擇 1、基本要求 工作液是放電介質(zhì)又是冷卻液，一般快走絲用專用乳化液，慢走絲用去離子水。所有工作介質(zhì)必須具有以下性能： 具有一定的絕緣性，適合線切割的電阻率104105cm 較好的洗滌性能，對工件具有較好的附著力、滲透性和 除污能力。 較好的冷卻性，具有良好的吸熱、傳熱和散熱性能。 環(huán)境無污染，對人體無害，配制方便，使用壽命要長。 2、工作介質(zhì)對工藝指標(biāo)的影響 純凈的介質(zhì)容易形成放電通道，介質(zhì)太臟，消除電離困難容易引起二次放電。5.2 電火花線切割加工 5.2.4 工件的裝夾與預(yù)防變形 電火花線切割工件的裝夾形式比較簡單，一般使用壓板

25、螺釘固定工件，還可以使用磁力夾具、旋轉(zhuǎn)夾具和專用夾具。 電極絲初始位置的確定： 對于要求較低的零件，采用目測法，通過基準(zhǔn)和劃線采用火花放電的方法來找正。 對于加工要求較高的零件，采用電阻法，用電表的斷路和短路測定電極絲的位置。 自動找正功能，先進(jìn)的線切割配備的功能。 5.2.4 工件的裝夾與預(yù)防變形 工件裝夾的基本要求 夾具精度要高，工件至少兩個(gè)側(cè)面固定在夾具或工作臺上。 工件的裝夾基準(zhǔn)面清潔無毛刺 裝夾工件的位置要利于工件的找正 裝夾工件的作用力要均勻，不得使工件變形或翹曲 裝夾細(xì)小、精細(xì)、薄壁工件時(shí)，工件應(yīng)固定在輔助工作臺或不易變形的輔助夾具上 5.2.4 工件的裝夾與預(yù)防變形 工件的裝夾

26、方式 懸臂支撐方式 兩端支撐方式 橋式支撐方式 板式支撐方式 復(fù)式支撐方式5.2 電火花線切割加工 5.3.5 模具電火花線切割加工工藝過程 主要分為七個(gè)步驟：圖樣分析、毛坯準(zhǔn)備、工藝準(zhǔn)備、 程序編制、工件裝夾、切割加工、檢驗(yàn)。 圖樣分析：尖角處理，精度和粗糙度的分析，一般合理的精度為IT6,粗糙度為Ra0.4m。 毛坯準(zhǔn)備：線切割毛坯一般的加工工序是下料、鍛造、退火、機(jī)械粗加工、預(yù)制穿絲孔、熱處理、磨基準(zhǔn)面。 工藝準(zhǔn)備：主要是檢查機(jī)床的狀況，選擇電規(guī)準(zhǔn)參數(shù)。 編制程序：根據(jù)圖紙和預(yù)加工的毛坯、穿絲孔的位置編制切割程序。 工件裝夾：合理裝夾工件，找正和確定電極絲的初始位置。 切割加工:對于復(fù)雜

27、形狀零件，可以用薄鋼板預(yù)切割。5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.1 電解加工 5.3.2 電解拋光加工 5.3.3 電鑄成型加工 5.3.4 電解磨削加工5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.1 電解加工 電解加工的基本原理 利用金屬在電解液中發(fā)生電化學(xué)陽極溶解的原理，將工件加工成形的一種工藝方法。 加工時(shí)，工具接直流電源的陰極，工件接陽極。兩極之間保持一定的間隙0.1-1mm）。具有一定壓力的電解液，從兩極的間隙高速流過。 當(dāng)電路接通后，工件表面就產(chǎn)生陽極溶解。隨著工具電極間工件的不斷送進(jìn)，工件表面不斷被溶解電解產(chǎn)物被電解液沖走），使電極間隙逐漸趨于均勻，工具電極的形狀就復(fù)制在工件上了。電解加工

28、的基本原理5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.1 電解加工 電解加工的特點(diǎn) 加工生產(chǎn)率高：比電火花加工提高4倍工效 可加工高硬度、高強(qiáng)度、高韌性等難切削的材料 加工中工具和工件間無切削力存在，所以適用于加工易變形的零件 加工過程中工具損耗極小 加工后的表面無殘余應(yīng)力和毛刺 但工具電極設(shè)計(jì)、制造和修正困難 附屬設(shè)備多、占地面積較大 電解液對機(jī)床設(shè)備有腐蝕作用，并且易污染環(huán)境 5.3.1 電解加工 型腔電解加工工藝 工具電極的設(shè)計(jì)：一般是先根據(jù)被加工型腔的尺寸，確定電極的尺寸，再通過工藝試驗(yàn)對工具電極的尺寸、形狀進(jìn)行修正，以保證電解加工的精度 型腔的混氣電解加工： 混氣電解加工是將具有一定壓力的氣體

29、二氧化碳、氮?dú)獾龋?jīng)混氣裝置與電解液混合在一起，使電解液成為均勻氣、液混合物，送入加工區(qū)進(jìn)行電解加工。 好處是使電解液的電阻率增加，加工間隙內(nèi)電流密度較低的部位電解作用趨于停止，使間隙迅速趨于均勻，因而能保證較高的加工精度。5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.2 電解拋光加工 基本原理 被拋光零件接直流電源的陽極，耐腐蝕材料不修改或鋁材作為工具接電源的陰極。將零件和工具放入電解槽中，零件、工具和電解液中就有電流通過，陽極在電化學(xué)作用下產(chǎn)生溶解現(xiàn)象，其表層的金屬被一層層蝕除，使被拋光零件的表面粗糙度下降，而零件的形狀和尺寸不受影響。5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.2 電解拋光加工 電解拋光特點(diǎn)

30、 經(jīng)電化學(xué)拋光后，表面粗糙度值可從1.63.2 m下降到0.20.4 m ，拋光后的尺寸精度和形狀精度可控制在0.01mm之內(nèi) 電化學(xué)拋光的效率是普通手工拋光的幾倍 電化學(xué)拋光工藝簡單，操作容易，而且設(shè)備簡單，投資少5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.2 電解拋光加工 電解拋光方式 整體電化學(xué)拋光法 逐步電化學(xué)拋光法5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.3 電鑄成型加工 1. 原理 用導(dǎo)電的原模作陰極，電鑄材料用陽極，電鑄材料的金屬鹽溶液作電鑄鍍液。在直流電源的作用下，金屬鹽溶液中的金屬離子，在陰極獲得電子沉積鍍復(fù)在原模表面，陽極上的金屬原子失去電子成為正離子不斷地補(bǔ)充入電鑄鍍液中，保持電鑄鍍液的濃

31、度基本不變。當(dāng)原模上電鑄層逐漸加厚到預(yù)定厚度后，將其與原模分離，即可獲得與原模型面凹凸相反的電鑄件。5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.3 電鑄成型加工 2.特點(diǎn) 能準(zhǔn)確地復(fù)制形狀復(fù)雜的成型表面，制件表面粗糙度(Ra0.1 m左右)小，用同一原模能生產(chǎn)多個(gè)電鑄件(其形狀、尺寸的一致性極好)。 使用設(shè)備簡單、操作容易。 電鑄速度慢，電鑄件的尖角和凹槽部位不易獲得均勻鑄層；尺寸大而薄的殼型鑄件容易變形。 在模具制造中，電鑄加工法主要用于加工塑料壓模、注塑模等模具的型腔。為了保證型腔有足夠的強(qiáng)度和剛度，其鑄層厚度一般為48 mm。用鎳為電鑄材料時(shí)，電鑄時(shí)間約8天左右，不需進(jìn)行熱處理。 對承受沖擊載荷的

32、型腔(如鍛模型腔)，不宜采用電鑄法制造。5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.3 電鑄成型加工 3.電鑄成型加工與電鍍對比 電鑄成型加工的基本原理與電鍍相同，但兩者又有明顯的區(qū)別5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.3 電鑄成型加工 4.電鑄成型加工的工藝過程 預(yù)先按型腔的形狀、尺寸做成原模，在原模上電鑄一層適當(dāng)厚度的鎳或銅后將鎳殼從原模上脫下，外形經(jīng)過機(jī)加工，鑲?cè)肽Ｌ變?nèi)作型腔。 原模：尺寸與型腔一致，沿型腔的深度方向其尺寸較型腔大58mm，以備電鑄后切去交接面的粗糙部分?？蛇x用鎳、鋁、低熔點(diǎn)合金、樹脂、塑料等材料來制造原模 電鑄溶液：銅、鎳、鐵 襯背和脫模：有些電鑄件在成型后，需要用其他材料在其背面

33、加固，以防止產(chǎn)生變形，然后再對電鑄件進(jìn)行脫模和機(jī)械加工。5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.4 電解磨削加工 原理 電解磨削時(shí)，工件接直流電源的陽極，導(dǎo)電砂輪接陰極。導(dǎo)電砂輪和工件表面之間除凸出的磨粒不導(dǎo)電接觸外，尚有極微小的間隙存在，該間隙即為電解間隙。 當(dāng)電解間隙中注入電解液，并有直流電流通過時(shí)，工件陽極表面便發(fā)生電化學(xué)陽極溶解，同時(shí)在表面生成一層極薄的氧化物薄膜，稱為陽極鈍化膜。這層鈍化膜膜具有較高的電阻，使金屬的陽極溶解過程減慢。由于導(dǎo)電砂輪的切削作用，磨粒將這層陽極鈍化膜去除，并由電解液帶走。使工件上又露出新的金屬表面，即使陽極表面重新活化。這樣在電解和磨削的綜合作用下工件表面鈍化、活

34、化不斷交替地進(jìn)行，直至將工件磨削到一定的尺寸和表面粗糙度為止。5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.4 電解磨削加工 特點(diǎn)： 加工范圍廣，加工效率高。 磨削后的表面質(zhì)量高。 砂輪的損耗小。 磨削加工中可能會產(chǎn)生電解液霧沫和有刺激性的氣體，應(yīng)采用相應(yīng)的防護(hù)性措施5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.4 電解磨削加工 電解液：在電解磨削加工中，電解液是直接參與陽極電化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。所以電解液的選擇對電解磨削的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量等都有很大影響。 使用強(qiáng)電解液(如NaCl水溶液)生產(chǎn)率高，但陽極溶解速度過快，會使工件的尖角部位形成半徑約0.10.25 mm的圓弧。對要求具有銳利刃口的工件不利，且不容易

35、控制加工精度和表面質(zhì)量。對機(jī)床、夾具的腐蝕性也大。所以磨削碳鋼時(shí)，一般用以NaNO3、NaN02、KN03等為主的電解液，以提高成形精度，減少雜散腐蝕。 磨削硬質(zhì)合金的電解液，可加入適當(dāng)?shù)慕j(luò)合劑，如酒石酸或酒石酸鉀鈉，它能夠與磨削過程中產(chǎn)生的鈷離子生成一種絡(luò)酒石酸鈷，有利于電解液的清潔，促進(jìn)鈷的溶解。 電解液溫度一般為2040(即室溫)，不另外加熱。其凈化程度對生產(chǎn)率和加工質(zhì)量影響很大，一般采用尼龍網(wǎng)過濾后再沉淀的方法凈化電解液。在磨削時(shí)，必須保證電解液能充分注入砂輪與工件的間隙內(nèi)，否則生產(chǎn)率會顯著降低。5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.4 電解磨削加工 電解磨削加工的主要工藝參數(shù) 電參數(shù) 工

36、作電壓：粗加工1020V，精加工515V 電流密度：粗加工50200A/cm2，精加工550A/cm2 磨輪陰極與工件件的導(dǎo)電面積：越大越好 磨削壓力：適當(dāng)增大壓力可提高生產(chǎn)率，0.20.5MPa 電解間隙：間隙小，則電流密度大，生產(chǎn)率高；但不可過小，否則易發(fā)生短路使陽極表面燒傷。一般為0.010.05mm 磨輪轉(zhuǎn)速：可適當(dāng)增加轉(zhuǎn)速，使電流密度增大，磨削作用增強(qiáng)。一般為2030m/s 電解液供給量：按被加工材料的性質(zhì)選擇，應(yīng)保證流量充分，均勻注入電解間隙。5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.5 化學(xué)腐蝕加工 1.原理 化學(xué)腐蝕加工是將零件要加工的部位暴露在化學(xué)介質(zhì)中，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使零件材料腐蝕

37、溶解，以獲得所需要形狀和尺寸的一種加工方?；瘜W(xué)腐蝕加工時(shí)，應(yīng)先將工件表面不加工的部位用抗腐蝕涂層覆蓋起來，然后將工件浸漬于腐蝕液中，將裸露部位的余量去除，達(dá)到加工的目的。常見的化學(xué)腐蝕加工有化學(xué)銑削、照相腐蝕和光刻等5.3 電化學(xué)與化學(xué)加工 5.3.5 化學(xué)腐蝕加工 2.特點(diǎn)： 加工后表面無毛刺、不變形、不產(chǎn)生加工硬化現(xiàn)象。 可加工金屬和非金屬(如玻璃、石板等)資料，不受被加工材料的硬度影響，不發(fā)生物理變化。 只要腐蝕液能浸入的表面都可以加工，故適合于加工難以進(jìn)行機(jī)械加工的表面。 腐蝕液和蒸氣污染環(huán)境，對設(shè)備和人體有危害作用，故需采用適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。 加工時(shí)不需要用夾具和貴重裝備。5.3 電化