第一部分 模具制造中常用設(shè)備及其工藝裝備在模具制造中的應(yīng)用

教育部職業(yè)教育與成人教育司推薦教材

中等職業(yè)學(xué)校模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)教學(xué)用書模具制造綜合技能訓(xùn)練電子教案第一部分主編戴剛第一部分模具制造中常用設(shè)備

及其工藝裝備1.1車床及其工藝裝備在模具制造中的應(yīng)用1.2銑床及其工藝裝備在模具制造中的應(yīng)用1.3鏜床及其工藝裝備在模具制造中的應(yīng)用1.4磨床及其工藝裝備在模具制造中的應(yīng)用1.5電火花機(jī)床及其工藝裝備在模具制造中的應(yīng)用1.6線切割機(jī)床及其工藝裝備在模具制造中的應(yīng)用1.1車床及其工藝裝備在模具制造中的應(yīng)用教學(xué)要求：1、掌握車床工藝裝備的選擇使用與模具零件的安裝2、掌握車刀的正確刃磨與選擇使用3、掌握模具零件車削工藝的分析與編制教學(xué)重點(diǎn)：1、車床工藝裝備的選擇使用與模具零件的安裝2、車刀的正確刃磨與選擇使用3、模具零件車削工藝的分析與編制教學(xué)難點(diǎn)：模具零件車削工藝分析與工藝編制難點(diǎn)處理方法：結(jié)合第六部分綜合制造課題中的回轉(zhuǎn)體模具零件，進(jìn)行具體分析和工藝編制1.1.1車床的結(jié)構(gòu)和工作原理

及其在模具制造中的應(yīng)一、車床的結(jié)構(gòu)

普通車床數(shù)控車床二、車床的工作原理

車床以主軸旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，溜板在平面內(nèi)做橫向、縱向或復(fù)合進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來完成零件的加工。根據(jù)其控制原理不同可分為普通車床和數(shù)控車床。三、車床在模具制造中的應(yīng)用

在模具制造中，其主要用于加工導(dǎo)套、導(dǎo)柱、具有回表面的凸模（型芯）、凹模（型腔）以及具有回轉(zhuǎn)表面的其他模具零件。

車削凸模（型芯）車削導(dǎo)套及凹模車削凸模（型芯）車削導(dǎo)柱或研磨車削拼合型腔車削車削整體回轉(zhuǎn)型腔

自定心卡盤安裝工件

四爪卡盤安裝工件

花盤安裝工件

一夾一頂安裝工件

兩頂尖安裝工件見上頁圖1.1.2車床常用夾具與零件安裝1.1.3常用車刀的用途外圓車刀

左右偏刀：用于車削90°的階臺面

45°、60°、75°外圓車刀：用于車削45°、75°、60°圓柱形、圓錐形表面車削，也可以用于端面車削和倒角等。

溝槽車刀：車削環(huán)形溝槽和端面溝槽等外圓車刀

通孔車刀：用于車削圓柱、圓錐孔以及內(nèi)溝槽

不通孔車刀：用于車削盲孔。如具有回轉(zhuǎn)表面的型腔等螺紋車刀普通螺紋車刀：用于車削普通內(nèi)、外螺紋，如螺紋型孔、型芯等。梯形及其他螺紋車刀：主要用于梯形螺紋以及其他內(nèi)外螺紋的車削。成型車刀

圓頭車刀：主要用于在車床上用手動(dòng)或數(shù)控車削成型表面。成型車刀：將車刀刃磨成與零件表面輪廓相符的形狀，利用車刀刃口形狀車出相應(yīng)的成型表面。其他刀具

包括中心鉆、麻花鉆、鉸刀、絲錐、板牙等1.21.2銑床及其工藝裝備

在模具制造中的應(yīng)用教學(xué)要求：1、掌握銑床工藝裝備的選擇使用與模具零件的安裝2、掌握銑刀的正確刃磨與選擇使用3、掌握模具零件銑削工藝的分析與編制教學(xué)重點(diǎn)：1、銑床工藝裝備的選擇使用與模具零件的安裝2、銑刀的正確刃磨與選擇使用3、模具零件銑削工藝的分析與編制教學(xué)難點(diǎn)：模具零件銑削工藝分析與工藝編制難點(diǎn)處理方法：結(jié)合第六部分綜合制造課題中的模具零件，進(jìn)行具體分析和銑削工藝編制1.2.1銑床的結(jié)構(gòu)及其工作原理一、銑床的結(jié)構(gòu)普通立式銑床高速數(shù)控銑床二、銑床的工作原理

銑床是以銑刀旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動(dòng)，工作臺沿x、y、z等方向作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的切削加工機(jī)床，由于其進(jìn)給運(yùn)動(dòng)形式的多樣化，是功能強(qiáng)大的切削加工機(jī)床之一。根據(jù)其控制方式的不同，可分為普通銑床和數(shù)控銑床。根據(jù)主軸的工作位置不同又可分為立式銑床和臥式銑床。數(shù)控銑床是在計(jì)算機(jī)的控制之下，與多種CAD/CAM軟件配額或使用，通過手工或自動(dòng)編程的程序控制，實(shí)現(xiàn)二又二分之一軸、三軸、五軸等自動(dòng)控制，來完成模具零件的2D、3D加工。二又二分之一軸控制三軸控制五軸控制數(shù)控銑床的控制方式三、銑床在模具制造中的應(yīng)用

在模具制造中銑床可利用其靈活多變的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方式，很方便地加工出各種平面（水平面、垂直面、斜面），以及各種形狀復(fù)雜的型面，如模具中的凸模（型芯）、凹模（型腔）等零件，利用各種成型銑刀加工出直槽、V型槽、T型槽、螺旋槽等，還可以對模具零件進(jìn)行鉆孔、鉸孔、攻絲以及孔系的鏜孔加工。功能十分強(qiáng)大。

圖1-20模板孔系在銑床上的加工平面銑削加工凸?；蛐托俱娤骷庸ば涂谆蛐颓汇娤骷庸こ尚兔驺娤骷庸ば泵驺娤骷庸型槽銑削加工在銑床上進(jìn)行孔系加工燕尾槽銑削加工1.2.2銑床常用夾具與零件安裝分度頭安裝工件回轉(zhuǎn)工作臺安裝工件正弦平口鉗安裝工件萬能夾具安裝工件V型鐵安裝工件螺旋壓板機(jī)構(gòu)安裝工件角鐵安裝工件a)b)零件在分度頭上的安裝回轉(zhuǎn)工作臺螺旋壓板裝夾工件角鐵上安裝工件回轉(zhuǎn)工作臺上安裝工件1.2.3常用銑床刀具與選用一、銑刀的種類與應(yīng)用1、平面銑刀（在立式銑床上使用）

端銑刀：用于加工尺寸較大的平面。立銑刀：用于垂直面、狹長面、直槽以及模具型孔和型腔的銑削加工。三面刃銑刀：用于溝槽、側(cè)平面等零件的銑削加工。角度銑刀：用于V型槽以及其他溝槽、斜面的銑削加工。2、曲面銑刀

（1）球頭銑刀柱形球頭銑刀錐形球頭銑刀（2）成型銑刀（3）單刃指型銑刀銑刀應(yīng)用用于平底、側(cè)垂面型腔銑削用于底曲、側(cè)垂面型腔銑削

用于平底、側(cè)斜面型腔銑削

銑刀應(yīng)用用于底曲、斜側(cè)型腔銑削用于凸圓弧型腔銑削用于飾紋及文字加工（雕刻）見右表

其強(qiáng)度剛性好，切削效率和銑削精度高，主要用于直面型腔（型孔）、溝槽、斜面等的銑削加工。a)直槽平刀

b)斜槽平刀c)錐形球刀d)圓頭球刀常用雙刃和多刃銑刀結(jié)構(gòu)（4）雙刃以及多刃指形銑刀：二、銑刀的選擇

銑刀的半徑應(yīng)與被銑削的型腔或型孔半徑相吻合，銑刀半徑應(yīng)小于或等于行腔圓角半徑，即：r<R。否則將產(chǎn)生過切現(xiàn)象，造成零件報(bào)廢。a)r>R，不合理

b)r≤R，合理銑刀半徑選擇

1、銑刀半徑選擇：2、銑刀球面半徑選擇：

銑刀端部的球面那半徑應(yīng)適當(dāng)小于被加工型腔的曲面半徑，即r<R。（如圖）

a)r>R，不合理b)r<R，合理銑刀端部球面半徑選擇3、銑刀斜度選擇：

銑刀的斜度應(yīng)適當(dāng)小于型孔或型腔的斜度，如型腔的脫模斜度，即β<α。（如圖）

a)β>α，不合理

b)β<α，合理銑刀斜度選擇1.31.3鏜床及其工藝裝備

在模具制造中的應(yīng)用教學(xué)要求：1、掌握銑床工藝裝備的選擇使用與模具零件的安裝2、掌握銑刀的正確刃磨與選擇使用3、掌握模具零件銑削工藝的分析與編制1.4教學(xué)重點(diǎn)：1、鏜床工藝裝備的選擇使用與模具零件的安裝2、鏜刀的正確刃磨、選擇與安裝3、掌握模具零件在鏜床上的找正安裝方法4、模具孔系零件鏜削工藝的分析與編制教學(xué)難點(diǎn)：模具孔系零件鏜削工藝分析與工藝編制難點(diǎn)處理方法：結(jié)合第六部分綜合制造課題中的模具模板零件，進(jìn)行具體工藝分析和孔系鏜削工藝編制1.3.1鏜床的結(jié)構(gòu)與工作原理一、鏜床的結(jié)構(gòu)

b)立式單軸坐標(biāo)鏜床

a)臥式鏜床鏜床的結(jié)構(gòu)

二、鏜床的工作原理：

鏜床是以鏜孔刀的旋轉(zhuǎn)或以鏜孔刀繞鏜床主軸作行星運(yùn)動(dòng)作為主運(yùn)動(dòng)，鏜孔刀沿其軸線直線移動(dòng)或工件在工作臺上直線移動(dòng)為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，對零件的孔和孔系進(jìn)行加工的。按其結(jié)構(gòu)形式可分為臥式鏜床和立式鏜床兩類。在模具制造中常使用的是立式和立式坐標(biāo)鏜床。三、鏜床在模具制造中的應(yīng)用

鏜床在機(jī)械加工中，主要進(jìn)行大、中型平面及孔系和不同平面上的孔系的鏜削加工，在模具生產(chǎn)中主要用于模具模板類工件的孔及孔系的切削加工，如導(dǎo)套和導(dǎo)柱孔、沖壓模具的的圓形型孔、斜孔等，在鏜床上進(jìn)行孔及孔系加工，具有位置精度要高（如位置度、平行度以及中心距的一致性等），表面質(zhì)量好。特別是使用坐標(biāo)鏜床鏜孔時(shí)，可以獲得更高的加工精度。鏜床加工孔系原理

1.3.2工件在鏜床上的安裝與加工1、工件在鏜床上的直接安裝加工：

對于大型、中型工件，可以直接安裝在鏜床的工作臺或者是回轉(zhuǎn)工作臺上進(jìn)行鏜孔加工。其安裝方法與在銑床上安裝工件的原理相同。2、小型工件的鏜孔加工：

也可以利用相應(yīng)的夾具來完成孔及孔系的加工。

項(xiàng)目原理簡圖法說明外圓面找正將千分表裝在鏜床主軸錐孔內(nèi)，慢速轉(zhuǎn)動(dòng)主軸并移動(dòng)工件，找正外圓軸線與鏜床主軸中心重合。3、工件在坐標(biāo)鏜床上的找正

找正的目的是：對圓型工件，必須使工件上被鏜孔的軸線與鏜床主軸中心重合；對于矩形工件，必須使工件的側(cè)基準(zhǔn)面與鏜床主軸軸線對齊，并與工作臺坐標(biāo)方向平行，以此來保證工件上被鏜孔或孔系的相互位置精度。工件原點(diǎn)的形式包括孔軸心線以及工件上兩垂直基準(zhǔn)面的相交線（點(diǎn)）等。找正工件坐標(biāo)原點(diǎn)的具體方法如下：內(nèi)孔找正與外圓找正方法相似用開口端面規(guī)找正工件側(cè)基準(zhǔn)

將千分表裝載主軸上，將開口端面規(guī)吸附在工件被測的側(cè)基準(zhǔn)面上，再用千分表在180度兩個(gè)方向上測量開口規(guī)的槽口面，邊測量邊調(diào)整，直到在兩個(gè)方向上讀數(shù)相同，再將工件往相應(yīng)方向移動(dòng)10mm即可。在此之前，必須先找正側(cè)基準(zhǔn)面與工作臺坐標(biāo)方向平行。用塊規(guī)找正工件側(cè)基準(zhǔn)千分表靠在工件基準(zhǔn)面，轉(zhuǎn)動(dòng)主軸得一極值讀數(shù)，再將主軸轉(zhuǎn)過180度讓表靠在與基準(zhǔn)面緊貼的塊規(guī)端面上，又得一極值讀數(shù)，將二者之差的1/2，即為工作臺需要調(diào)整移動(dòng)的距離。用專用基準(zhǔn)槽塊找正矩形工件側(cè)基準(zhǔn)面將千分表在相差180度方向上找正專用槽塊槽口兩側(cè)面的中心位置，當(dāng)兩個(gè)方向千分表的讀數(shù)相同，則表明工件側(cè)基準(zhǔn)面與鏜床主軸中心重合。1、模板放置：模板零件再加工前應(yīng)放在恒溫室內(nèi)保持一定的溫度，1.3.3工件鏜孔加工工藝過程以減小模板受溫度變化而產(chǎn)生變形。2、模板與加工：在坐標(biāo)鏜床上進(jìn)行鏜孔加工前，模板必須經(jīng)過磨削加工，使其基準(zhǔn)面的精度達(dá)到0.01mm以上。3、選擇定位基準(zhǔn)：利用基準(zhǔn)重合原則選擇并確定工件加工的定位基準(zhǔn)。使工件的定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合。4、確定并找正坐標(biāo)原點(diǎn)：選擇相互垂直的兩基準(zhǔn)線（面）的交點(diǎn)（線）或者利用光學(xué)顯微鏡找正模板上的線來確定坐標(biāo)原點(diǎn)的位置，也可以用中心找正器找正已加工孔的中心作為坐標(biāo)原點(diǎn)位置。

1.3.3工件鏜孔加工工藝過程5、各鏜孔表面坐標(biāo)值得轉(zhuǎn)換與計(jì)算：

為保證所加工孔的位置精度，必須要對工件已確定的坐標(biāo)原點(diǎn)，對需要進(jìn)行鏜孔加工的表面進(jìn)行位置坐標(biāo)值的正確轉(zhuǎn)換與計(jì)算。使被加工孔的軸線與鏜床主軸軸線重合。6、正確選擇和刃磨鏜孔刀7、合理選擇鏜削用量：

鏜孔前，必須根據(jù)工件材料、刀具材料以及加工性質(zhì)來合理確定切削用量，具體情況請查閱相關(guān)工藝手冊。8、根據(jù)零件機(jī)構(gòu)形狀和加工表面的具體位置合理選擇輔助工具。9、按技術(shù)要求，準(zhǔn)確調(diào)整坐標(biāo)值對零件進(jìn)行鏜孔加工。1.4磨床及其工藝裝備在模具

制造中的應(yīng)用教學(xué)要求：1、掌握磨床工藝裝備的選擇使用與模具零件的安裝2、掌握砂輪的正確修磨與選擇使用3、掌握砂輪修整工具的合理選擇與正確使用3、掌握模具零件磨削工藝的分析與編制教學(xué)重點(diǎn)：1、磨床工藝裝備的選擇使用與模具零件的安裝2、砂輪的正確修磨、選擇與安裝3、砂輪修整工具的合理選擇與正確使用4、模具零件磨削工藝的分析與編制教學(xué)難點(diǎn)：模具零件磨削工藝分析與工藝編制難點(diǎn)處理方法：結(jié)合第六部分綜合制造課題中的模具零件，進(jìn)行具體工藝分析和磨削工藝編制1.4.1磨床的結(jié)構(gòu)與工作原理一、磨床的結(jié)構(gòu)平面磨床數(shù)控外圓磨床光學(xué)曲線磨床光學(xué)曲線磨床的工作原理二、磨床的工作原理及在模具制造中的應(yīng)用1、平面磨床：主要用于平面、垂直面、斜面、溝槽磨削，也可將砂輪修正后進(jìn)行成型面磨削。2、外圓磨床：主要用于外圓柱面、圓錐面等面磨削。3、內(nèi)圓磨床：主要用于內(nèi)圓柱面、內(nèi)圓錐面等的磨削。4、坐標(biāo)磨床：主要用于平面孔系以及型孔的磨削。5、光學(xué)曲線磨床：主要用于小型模具零件的精密磨削6、數(shù)控磨床：利用相應(yīng)CAD/CAM軟件控制磨床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，形成復(fù)雜磨削運(yùn)動(dòng)軌跡，或通過砂輪修整來完成成型面的磨削加工平面磨削內(nèi)孔磨削外圓柱面磨削斜面磨削成型面磨削坐標(biāo)磨床工作原理a)孔系磨削b)成型面磨削a)成型砂輪法b)仿形法c)復(fù)合法1.4.2磨床常用夾具與零件安裝1、采用電磁吸盤安裝2、采用頭架與圍坐安裝3、正弦夾具安裝4、正弦分度夾具安裝5、萬能夾具安裝一、常用磨床夾具a）臥式回轉(zhuǎn)分度夾具1-滑板2-V型定位塊3-滑座4-螺母5-螺桿6-主軸7-定位塊8-擋塊

9-正弦分度盤10-正弦圓柱11-精密墊塊12-基座b)分度量塊值計(jì)算H1、2=H0±Lsinα-(d/2)臥式回轉(zhuǎn)分度夾具的工作原理二、常用磨床夾具的工作原理萬能夾具結(jié)構(gòu)1-蝸桿2-縱向滑板3-橫向螺桿4-定位套5-螺母6-主軸

7-襯套8-蝸桿9-角度游標(biāo)10-正弦圓柱11-正弦分度盤12-基準(zhǔn)塊精密平口鉗不能磨削封閉輪廓a)裝夾長度〈80mmb)適宜裝夾細(xì)長工件小型磁力臺工件一平面定位，不能磨削封閉輪廓螺釘結(jié)合墊柱裝夾工件上必須預(yù)先加工螺孔，墊柱長度不能過長，可以磨削封閉輪廓a)b)球面支撐裝夾可磨削較大的封閉輪廓磨大圓弧附件可擴(kuò)大磨削圓弧范圍1.3.4砂輪的使用與修整一、砂輪的選用1、按工件材料選用

（1）剛玉砂輪（AI2O3）：適合磨削淬火鋼、合金鋼。（2）碳化物砂輪（SiC）：適合磨削硬質(zhì)合金、人造寶石、陶瓷等硬材料。（3）金剛石砂輪：適合精磨硬質(zhì)合金、寶石等硬質(zhì)材料。

（1）

一般情況，大都采用中等硬度和中等組織的砂輪。

（2）磨削硬度低、韌性好的材料，或砂輪與工件切除面積較大時(shí)，或粗磨時(shí)：應(yīng)選擇硬度較低和組織疏松的砂輪。

（3）精密磨削和成型磨削時(shí)：應(yīng)選用應(yīng)較高、組織緊密地砂輪。2、砂輪硬度選擇3、成型砂輪的幾何形狀二、常用砂輪修整工具1、角度（斜面）修整工具（1）臥式砂輪角度修整工具

0°≤a≤45°45°≤a≤90°量塊尺寸：H1=H-（D/2）±Sinα

量塊尺寸：H1=S+Lcosα-D/2(2)立式砂輪角度修整工具

a)當(dāng)磨削角度在0°≤α≤45°時(shí):

墊入塊規(guī)的尺寸為：

H1=LSin（45°-α）

b)當(dāng)磨削角度在45°≤α≤90°時(shí)：墊入塊規(guī)的尺寸為：

H1=LSin（α-450）2、砂輪圓弧修整工具（1）立式砂輪圓弧修整工具a)凸圓弧修整b)凹圓弧修整墊入量塊高度為：墊入量塊高度為：H=P-(R+d/2）

H=P+(R+d/2）

其中P為金剛筆剛頂住樣棒時(shí)量塊的尺寸（2）臥式砂輪圓弧修整工具a）凸圓弧修整b）凹圓弧修整墊入量塊高度為：

墊入量塊高度為：

H=P+RH=P-R

（3）擺動(dòng)砂輪圓弧修整工具

修整半徑一般為R0.5~R45mma)凸圓弧修整b)凹圓弧修整墊入量塊高度為：

墊入量塊高度為：

H=R-A

H=R+A（4）大圓弧修整工具a)修凸圓弧b)修凹圓弧墊入量塊高度為：

墊入量塊高度為：

H=R+d/2H=R-d/21.51.5電火花機(jī)床及其工藝裝備在模具制造中的應(yīng)用教學(xué)要求：1、掌握電火花加工工藝裝備的選擇使用與模具零件的安裝2、掌握電火加工電極的設(shè)計(jì)方法3、掌握電火花加工時(shí)電規(guī)準(zhǔn)的合理選擇4、掌握模具零件形孔、型腔電火加工方法教學(xué)重點(diǎn)：1、電火花加工工藝裝備的選擇使用與模具零件的安裝2、電極的設(shè)計(jì)與電規(guī)準(zhǔn)的選擇3、模具零件型孔、型腔的電火花加工方法教學(xué)難點(diǎn)：1、電極的設(shè)計(jì)與電規(guī)準(zhǔn)的選擇2、模具零件型孔、型腔電火花加工方法難點(diǎn)處理方法：結(jié)合第六部分綜合制造課題中的模具零件，進(jìn)行具體的電極設(shè)計(jì)與加工1.5.1電火花機(jī)床的結(jié)構(gòu)

與工作原理

一、電火花機(jī)床的結(jié)構(gòu)與工作原理

工件與電極的安裝與找正—絕緣介質(zhì)的選擇—脈沖電源和脈沖參數(shù)選擇—脈沖放電—介質(zhì)液擊穿—產(chǎn)生電腐蝕—熱膨脹—電蝕物拋出—消電離—等待下一放電電火花機(jī)床的工作過程:二、電火花機(jī)床的工作原理

電火花機(jī)床加工時(shí)，是在絕緣介質(zhì)中，通過機(jī)床進(jìn)給裝置的調(diào)整，使工具電極與工件電極之間保持一定的放電間隙，然后在二者之間加強(qiáng)脈沖電流，擊穿絕緣介質(zhì)層，形成能量高度集中的脈沖放電，使工件表面因產(chǎn)生高溫（10000°C-12000°C）而被熔化甚至汽化，同時(shí)產(chǎn)生爆沖效應(yīng)，將蝕除物拋出加工區(qū)域，在工件上形成為小凹坑。然后介質(zhì)恢復(fù)絕緣，等待下一次脈沖放電，這樣周而復(fù)始，就在模具零件上加工出與電極相符型面。電火花機(jī)床的工作原理二、電火花加工工藝特點(diǎn)及其在模具制造中的應(yīng)用可加工用切削加工方法難以切削加工的高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)度、高韌性材料。電極材料要求不必比工件材料硬，但要求導(dǎo)電性能好。工件與電極之間無直接接觸，宏觀作用力小，電極與工件不受剛度限制，十分有利于小孔、窄縫等表面的加工。直接利用電能和熱能加工，整個(gè)個(gè)加工過程很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控和自動(dòng)加工。1、電火花加工的工藝特點(diǎn)2、電火花加工在模具制造中的應(yīng)用

根據(jù)電火花加工的特點(diǎn)，電火花特別適用于淬火鋼、硬質(zhì)合金和各種合金等材料的成型加工，這樣就解決了材料淬火后除磨削以外就不能再進(jìn)行切削加工困難。也解決了各種難加工材料的成型加工問題。同時(shí)，電火花也特別適合模具中一些細(xì)小孔洞和狹小溝槽的加工。從模具零件的結(jié)構(gòu)來說，電火花既可以加工各種形狀復(fù)雜的型孔和型腔，也可以很方便地應(yīng)用于凸模以及其他形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)零件的加工。1.5.2電火花加工的方法一、電火花型孔加工1、型孔加工方法1）配合（沖壓）Z間隙與放電間隙δ的關(guān)系：（1）直接配合法：

直接使用加長凸模作為電極來進(jìn)行型孔加工。（2）間接配合法：

將電極材料和凸模粘接在一起進(jìn)行機(jī)械加工，電火花加工時(shí)，根據(jù)配合間隙的大小選擇脈沖參數(shù)，以獲得準(zhǔn)確的配合間隙。這種方法可以靈活地選擇和調(diào)整凸模與凹模之間的配合間隙，其具體方法如下：2）電極尺寸與凸模尺寸之間的關(guān)系a)當(dāng)沖裁間隙等于放電間隙時(shí)：電極的截面尺寸等于凸模尺寸即：d=D。b）當(dāng)沖裁間隙大于放電間隙時(shí)：電極的截面尺寸應(yīng)在凸模尺寸的基礎(chǔ)上，單邊均勻擴(kuò)大a1=(Z/2)-δ。c)當(dāng)沖裁間隙小于放電間隙時(shí)：電極的截面尺寸應(yīng)在凸模尺寸的基礎(chǔ)上，單邊均勻縮小a1=(Z/2)-δ。（3）修配凸模法：

將電極和凸模分別制造，將凸模留出一定的修配余量，電火花加工好型孔后，然后根據(jù)配合間隙的大小均勻地修去凸模的預(yù)留修配量，達(dá)到凸模和凹模的配合間隙要求。（4）二次電極法

使用一次電極分別加工出凹模型孔（或凸模）和二次電極；再使用二次電極加工出凸?；虬寄Ｐ涂祝ㄟ^控制每一次加工似的放電間隙，來獲得十分準(zhǔn)確的配合間隙。

加工過程：D=d’+2δ1

Z/2=（D-d）/2=δ1-δ2+δ3

d=D’-2δ3=(d’+2δ2)-2δ3

D’=d’+2δ2=d’+2δ2

2、電火花型孔加工方法選擇單邊配合間隙（mm)直接配合法將接配合法修配凸模法二次電極法0~0.005xxxo0.005~0.014xx■o0.015~0.1oo■■0.1~0.2■■■■0.2以上■■ox表中x—不宜采用■—可以采用o—適宜采用二、電火花型孔加工1、單電極法

就是使用一個(gè)電極完成型腔的粗中精規(guī)準(zhǔn)加工。主要用于精度要求不高的型腔加工。注意在加工前不需先去除掉型腔的大部分余量，在側(cè)面留下0.1~0.5mm的單邊余量，底面留下0.2~0.7mm的余量。2、單電極平動(dòng)法

加工時(shí)，先使用低損耗規(guī)準(zhǔn)完成型腔的粗加工，然后啟動(dòng)平動(dòng)頭，按選定的動(dòng)量使電極作平面圓周運(yùn)動(dòng)，按中、精規(guī)準(zhǔn)的要求和順序，逐級轉(zhuǎn)換店規(guī)準(zhǔn)和適當(dāng)加大平動(dòng)量來完成型腔加工。3、多電極法

就是使用多個(gè)電極在確定的唯一安裝位置下，依次更換，加工同一型腔的加工法。在電極設(shè)計(jì)時(shí)，必須按各電極所對應(yīng)的粗中精規(guī)準(zhǔn)的放電間隙確定電極尺寸，以滿足所加工型腔的形狀和尺寸要求。4、分解電極法就是根據(jù)型腔的結(jié)構(gòu)形狀，將電極分解為主型腔電極和副型腔電極，先用主型腔電極完成型腔主要部分的加工，再用副型腔電極采用不同的電規(guī)準(zhǔn)加工型腔中的尖角、窄縫等部位。加工時(shí)，必須注意主型腔電極和副型腔電極的安裝定位精度，此法適合于形狀比較復(fù)雜的活具有尖角、窄縫（如文字）等的性強(qiáng)加工。1.5.3電極設(shè)計(jì)和電規(guī)準(zhǔn)的選擇與轉(zhuǎn)換一、電極設(shè)計(jì)1、電極材料的選擇（1）電極材料性能要求電極材料必須是導(dǎo)電良好，損耗小，制造容易，加工穩(wěn)定性好、效率高、材料來源豐富，價(jià)格便宜等。（2）常用電材料及選擇純銅—適于加工中、小型復(fù)雜形狀，加工精度和表面質(zhì)量要求較高的模具飾紋和型腔模具。石墨—特別適用在大脈寬，大電流的情況下進(jìn)行型腔加工。黃銅—最適合在中小規(guī)準(zhǔn)情況下加工形狀簡單的模具型孔，或進(jìn)行通孔工。鑄鐵—主要用于冷沖模具的型孔加工。鋼電極—適合于“鋼打鋼”的冷沖模型孔加工。銅鎢合金和銀鎢合金—特別適用于工具鋼、硬質(zhì)合金等模具加工以及特殊異形孔槽的加工。性能雖好，單價(jià)昂貴。2、電極尺寸設(shè)計(jì)(1)型孔加工時(shí)的電極設(shè)計(jì)1）截面尺寸設(shè)計(jì)：必須遵循電極尺寸與凸模尺寸之間的關(guān)系進(jìn)行設(shè)計(jì)。項(xiàng)目（1）Z/2>δ（2）Z/2<δ型腔尺寸電極尺寸=凸模尺寸±Ka1Aa=（A-Z）-2a1Bb=(B-Z/2)-a1Cc=(C+Z)+2a1R1r1=(R1-Z/2)-a1R2r2=(R2+Z/2)+a1(1)當(dāng)Z/2>δ時(shí)a1=(z/2)-δ(2)當(dāng)Z/2<δ時(shí)a1=δ-(z/2)2）型孔加工電極長度設(shè)計(jì)

因型孔加工時(shí)，電機(jī)的損耗可采用加長電極的手段來進(jìn)行補(bǔ)償，因此，在進(jìn)行電極長度設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到電極的損耗量。電極長度：L=Kt+h+l+（0.4～0.8）（n-1）Kt電極的公差一般取凸模制造公差的1/2—2/3。3）電極的公差（2）型腔加工電極設(shè)計(jì)1）單電極法加工時(shí)：電極的截面尺寸=型腔尺寸單邊均勻縮小一個(gè)放電間隙。2）單電極平動(dòng)法加工時(shí)：電極的截面尺寸必須考慮電極平動(dòng)量與放電間隙的影響。a=A±kb

其中：b=δ+Hmax-hmaxa—電極水平方向尺寸b—電極單邊縮放量k—電極與型腔尺寸標(biāo)注的的關(guān)系系數(shù)（雙邊尺寸k=2，單邊尺寸k=1）δ—粗規(guī)準(zhǔn)加工的單邊放電間隙Hmax—粗規(guī)準(zhǔn)加工時(shí)表面微觀不平度最大值hmax—精規(guī)準(zhǔn)加工時(shí)表面微觀不平度最大值±—當(dāng)型腔結(jié)構(gòu)突出部分凸出時(shí)，對應(yīng)電極凹入，尺寸放大，k取“+”當(dāng)型腔結(jié)構(gòu)突出部分凹入時(shí)，對應(yīng)電極凸出，尺寸縮小，k取“-”3）多電極型腔加工時(shí)

每一個(gè)電極的水平尺寸，必須考慮所選擇的電規(guī)準(zhǔn)所對應(yīng)的放電間隙，將型腔尺寸均勻縮小所對應(yīng)的放電間隙極為電極水平尺寸。4）電極垂直尺寸設(shè)計(jì)注意：電極垂直尺寸在加工時(shí)的損耗，不能通過加長電極來進(jìn)行補(bǔ)償。h=H1+H2+C1H1+C2S-δj電極垂直尺寸為：

h—電極垂直尺寸h1—電極垂直方向的有效工作尺寸H1—型腔垂直尺寸C1—粗規(guī)準(zhǔn)加工時(shí)，電極端面損耗率C2—中、精規(guī)準(zhǔn)加工電極端面的相對損耗率。一般取20%~25%S—中、精規(guī)準(zhǔn)加工時(shí)端面的總進(jìn)給量δj—最后一檔精規(guī)準(zhǔn)加工時(shí)，的端面放電間隙h2—避免電極固定板與模塊相撞的保險(xiǎn)尺寸，一般取5-20mm.三、電規(guī)準(zhǔn)的選擇與轉(zhuǎn)換1、電規(guī)準(zhǔn)的選擇（1）型孔加工時(shí)：1）粗規(guī)準(zhǔn)：脈沖寬度ti=20～60us2）中規(guī)準(zhǔn)：脈沖寬度ti=6～20us3）精規(guī)準(zhǔn)：脈沖寬度ti=2～6usus（2）型腔加工時(shí)：1）粗規(guī)準(zhǔn)：脈沖寬度ti>500us，電流峰值i=10～20A2）中規(guī)準(zhǔn)：脈沖寬度ti=20～400us，電流峰值i<10A3）精規(guī)準(zhǔn)：脈沖寬度ti=<20us，電流峰值i<2A，脈沖頻率f>20KHZ2、電規(guī)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換（1）型孔加工時(shí)：

首先按照要求選定粗加工的電規(guī)準(zhǔn)，當(dāng)使用階臺電極時(shí)，當(dāng)階臺電極進(jìn)給到刃口時(shí)，轉(zhuǎn)化為中規(guī)準(zhǔn)，當(dāng)階臺加工進(jìn)入刃口1～2mm時(shí)，再轉(zhuǎn)為精規(guī)準(zhǔn)，使用末檔規(guī)準(zhǔn)修穿型孔。注意，在進(jìn)行規(guī)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換時(shí)，由于間隙逐漸減小，應(yīng)注意電蝕物的排除條件，這時(shí)適當(dāng)應(yīng)加大介質(zhì)液的壓力和流動(dòng)速度。（2）型腔加工時(shí)

加工規(guī)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換檔數(shù)，應(yīng)根據(jù)型腔加工的具體情況而定。對于尺寸小，形狀簡單的型腔，電規(guī)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換數(shù)應(yīng)適當(dāng)少一些，對于尺寸和深度度較大，形狀復(fù)雜的型腔，電規(guī)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換數(shù)應(yīng)適當(dāng)多一些。一般粗規(guī)準(zhǔn)選定一檔，中規(guī)準(zhǔn)加工時(shí)，選擇2～4檔，精規(guī)準(zhǔn)加工時(shí)，選擇2～4檔。1.5.4電極與工件的安裝與找正一、電極的安裝1.電極套筒—用于圓形電極的安裝。2.電極柄—用于較大的圓形電極的安裝。3.鉆夾頭—用于安裝1～13㎜的圓形電極。4.U形夾頭—用于安裝組合片狀電極和方形電極。5.轉(zhuǎn)為式電極夾具—用于安裝和調(diào)整具有方向性要求的電極。6.平動(dòng)頭—主要用于采用單電極平動(dòng)法加工型腔時(shí)的電極安裝。7.組合及大型電極安裝工具—一般采用機(jī)械式連接或者采用粘接技術(shù)進(jìn)行大型和組合式電極的安裝。常見的電極安裝方式（一）標(biāo)準(zhǔn)套筒安裝電極

鉆夾頭安裝電極

標(biāo)準(zhǔn)螺釘夾具安裝電極

角度調(diào)整電極安裝工具

燕尾式重復(fù)定位夾1-角度調(diào)整螺釘2-水平調(diào)整螺釘3-家具體4-壓板螺釘5-碟形彈簧6-外殼7-電極安裝套1-電極2-錐形接頭3-燕尾滑塊4-安裝板5-定位銷6-壓板常見的電極安裝方式（二）組合電極安裝

石墨電極安裝

拼合電極螺栓連接安裝

拼合電極粘合安裝二、模坯準(zhǔn)備與安裝找正1、模坯準(zhǔn)備

鍛造—退火—銑（刨）六面—磨削基準(zhǔn)面—鉗工劃線—型孔或型腔的預(yù)加工—模具其他表面的切削加工—淬火+回火—磨削基準(zhǔn)面—退磁處理—脈沖參數(shù)既放電間隙選擇—型孔或型腔的電火花加工。2、工件安裝工件一般都是使用壓板螺栓直接安裝在工作臺上進(jìn)行找正，找正時(shí)必須注意加工型孔或型腔的位置精度的正確性，必須使工具和工件電極具正確的加工位置和準(zhǔn)確的放電間隙。3、工件與電極位置找正角尺垂直度找正

量塊位置度找正

百分表水平位置找正

定位板找正電極位置

劃線找正電極位置

百分表垂直度找正

1.61.6控線切割機(jī)床及其工藝裝備在模具制造中的應(yīng)用教學(xué)要求：1、掌握電火花線切割加工的原理和特點(diǎn)2、掌握電火線切割程序的編制方法3、掌握電火花加工時(shí)脈沖參數(shù)的合理選擇4、掌握模具凸模、型孔等零件的線切割加工方法教學(xué)重點(diǎn)：1、電火花線切割程序編制2、掌握工件的安裝與找正以及工件與電極絲位置找正3、模具凸模、型孔等零件的線切割加工方法教學(xué)難點(diǎn)：1、工件的安裝與找正以及與電極絲位置找正2、線切割程序編制與凸模、型孔等模具零件線切割加工方法難點(diǎn)處理方法：

結(jié)合第六部分綜合制造課題中的凸模、凹模等模具零件，進(jìn)行具體的程序編制與線切割加工1.6.1電火花線切割機(jī)床工作原理與在模具制造中的應(yīng)用

一、電火花線切割機(jī)床的結(jié)構(gòu)與工作原理

1、線切割機(jī)床的結(jié)構(gòu)

快走絲線切割機(jī)床

快走絲線切割機(jī)床工作原理

2、線切割機(jī)床的工作原理

其基本原理與點(diǎn)火花機(jī)床一樣，也是通過電極與工件之間的脈沖放電所產(chǎn)生的電腐蝕作用，對工件進(jìn)行加工的。工作過程是：根據(jù)工件的形狀和尺寸，按規(guī)定的格式編寫程序，通過線切割的數(shù)控裝置，將輸入的程序轉(zhuǎn)化為脈沖型信號，控制起伺服系統(tǒng)使機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)產(chǎn)生相應(yīng)切割運(yùn)動(dòng)軌跡，來完成工件的切割加工。起特別適合淬火鋼、硬質(zhì)合金等高硬度、高熔點(diǎn)、高耐熱性材料的切割加工。

二、線切割機(jī)床在模具制造中的應(yīng)用1、加工沖裁模具的凸模、凹模、固定板和卸料板等。2、加工塑料模具型腔及鑲件。3、加工粉末冶金模具、拉絲模具、波紋板成型模具、熱擠壓模具、冷拔模具等。4、加工模具中的細(xì)小孔槽和細(xì)小窄縫等。5、也可也用于成型刀具和樣板加工。1.6.2數(shù)控線切割機(jī)床的編程原理

與編程格式一、數(shù)控線切割機(jī)床變成原理

與其它線切割機(jī)床一樣，采用插補(bǔ)原理來完成數(shù)控加工的。在整個(gè)切割過程中數(shù)控線切割機(jī)床需要通過以下四個(gè)工作節(jié)拍：即偏差判別偏差計(jì)算工作臺進(jìn)給加工完成是否終點(diǎn)判斷二、編程格式1、3B格式編程N(yùn)XXXBXBYBJGZ1)B—分隔號：用分隔X、Y、J數(shù)據(jù)以及前后兩段相鄰程序。2)X、Y—坐標(biāo)值：直線切割時(shí)，坐標(biāo)原點(diǎn)為直線的起點(diǎn)，X、Y是直線的終點(diǎn)標(biāo)。圓弧切割時(shí)，坐標(biāo)原點(diǎn)為圓弧中心，X、Y是直線的起點(diǎn)坐標(biāo)。3)G—記數(shù)方向：可分為GX、GY直線切割的計(jì)數(shù)方向圓弧切割的計(jì)數(shù)方向a)直線切割時(shí)定位計(jì)數(shù)方向確定：當(dāng)直線的終點(diǎn)坐標(biāo)(Xe,Ye)

當(dāng)|Xe|<|Ye|時(shí)，取GY。（陰影區(qū)域內(nèi)）當(dāng)|Xe|>|Ye|時(shí)，取GX。（陰影區(qū)域外）當(dāng)|Xe|=|Ye|時(shí)，取GX或GY。（45°線上）b)圓弧切割時(shí)計(jì)數(shù)方向確定圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)(Xe,Ye)

當(dāng)|Xe|<|Ye|時(shí)，取GX。（陰影區(qū)域內(nèi)）當(dāng)|Xe|>|Ye|時(shí)，取。GY（陰影區(qū)域外）當(dāng)|Xe|=|Ye|時(shí)，取GX或GY。（45°線上）4）J—記數(shù)長度

為被加工的直線或圓弧的切割軌跡在記數(shù)方向的坐標(biāo)軸上的投影長度的總和。單位是μm，一般用六位識字表達(dá)，不足位應(yīng)在數(shù)字的左側(cè)添零補(bǔ)足六位。其具體方法如下：

斜線切割的計(jì)數(shù)長度跨兩象限圓弧切割計(jì)數(shù)長度跨四象限圓弧切割計(jì)數(shù)長度(a)(b)(c)圖(a)直線切割

直線O→A的計(jì)數(shù)方向?yàn)镚X,計(jì)數(shù)長度為J=JY，切割指令為L1

直線O→B的計(jì)數(shù)方向?yàn)镚Y,計(jì)數(shù)長度為J=JX,切割指令為L1圖(b)跨兩個(gè)象限圓弧切割：

A→B切割時(shí)，的計(jì)數(shù)方向?yàn)镚X,計(jì)數(shù)長度為J=JX1+JX2,切割指令為NR2B→A切割時(shí)，的計(jì)數(shù)方向?yàn)镚Y,計(jì)數(shù)長度為J=JY,切割指令為SR3圖(c)跨四個(gè)象限圓弧切割：

A→B切割時(shí)，的計(jì)數(shù)方向?yàn)镚Y,計(jì)數(shù)長度為J=JY1+JY2+JY3,切割指令為NR4B→A切割時(shí)，的計(jì)數(shù)方向?yàn)镚X,計(jì)數(shù)長度為J=JX1+JX2,切割指令為SR15）Z—切割指令用來指明直線或圓弧的形狀和在平面坐標(biāo)系中所處的象限。

a)直線切割時(shí)的切割指令有：

L1、L2、L2、L3b)圓弧切割時(shí)的切割指令有：順圓切割時(shí)SR1、SR2、SR3、SR4

逆圓切割時(shí)NR1、NR2、NR3、NR4

直線切割指令圓弧切割指令2、ISO代碼編程1）快速定位指令G00程序式：G00X

Y

（X、Y為快速移動(dòng)目標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)）如：G00X1000Y15002）直線插補(bǔ)指令G01程序式：G01X

Y

（X、Y為直線的終點(diǎn)的坐標(biāo)）如：G01X6000Y20003）圓弧插補(bǔ)指令（G02/G03）a)順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G02

程序式：G02XYIJb)時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G03

程序式：G03X

Y

I

J

說明：X、Y為圓弧的終點(diǎn)坐標(biāo)值。I為圓弧的起點(diǎn)到圓心在X軸方向帶正號的距離，J為為圓弧的起點(diǎn)到圓心在Y軸方向帶正號的距離。I、J坐標(biāo)向量為0時(shí)，可省略該項(xiàng)。4）G90、G91、G92指令：a)G90是絕對坐標(biāo)編程b)G91是相對坐標(biāo)編程c)G92是坐標(biāo)系設(shè)置指令，指定加工工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)5）鏡向及其交換指令（G05—G12）a)G05為Y軸鏡像指令即：X=-Xb)G06為X軸鏡像指令即：Y=-Yc)G07為X、Y軸交換指令即：X=Y；Y=Xd)G08為X軸鏡像、Y軸鏡像指令