第四章模具特种加工.ppt
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第四章模具特种加工.ppt
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第四章第四章模具的特种加工模具的特种加工内容主要包括:
内容主要包括:
电火花成形加工、电火花成形加工、电火花线切割加工、电火花线切割加工、电解加工、电铸、电解加工、电铸、电化学抛光、电化学抛光、化学加工、化学加工、激光加工、激光加工、超声波加工等。
超声波加工等。
本章教学目的本章教学目的掌握电火花成形加工、电火花线切割加工、电化学加工、超声波加工与激光加工等各种加工方法的基本原理、工艺规律、适用范围等;了解各种方法所用设备的特点。
本章教学的重点本章教学的重点电火花成形加工、电火花线切割加工的基本原理与工艺规律,电火花线切割程序编制。
电火花加工的原理电火花加工的原理基于工具电极和工件电极之间脉冲性瞬时火花放电时的电腐蚀现象来对工件进行加工的方法。
第一节第一节电火花成形加工电火花成形加工每一次放电中的物理过程每一次放电中的物理过程(二二)电火花加工的特点电火花加工的特点1)以柔克刚)以柔克刚2)无明显宏观切削力)无明显宏观切削力3)脉冲参数可以任意调节)脉冲参数可以任意调节4)易于实现自动化)易于实现自动化(三)电火花加工在模具制造中的应用(三)电火花加工在模具制造中的应用1)穿孔加工穿孔加工冲模的凹模;凹凸模、固定板、卸料板、粉末冶金模等的复杂型孔及异形孔。
2)型腔加工:
型腔加工:
锻模、塑料模、压铸模、拉深模3)磨削平面及圆柱面:
磨削平面及圆柱面:
4)强化金属表面强化金属表面:
凸凹模刃口电火花成形加工机床电火花成形加工机床1、机床本体、机床本体主轴头、床身、立柱、工作台及工作液槽等部分2脉冲电源脉冲电源
(1)作用作用把工频交流电转变成一定频率的单向脉冲电流,以提把工频交流电转变成一定频率的单向脉冲电流,以提供电火花加工所需要的放电能量。
供电火花加工所需要的放电能量。
(22)要求要求1)1)有足够的脉冲放电能量。
有足够的脉冲放电能量。
2)2)单向脉冲。
单向脉冲。
3)3)主要参数能在一个较宽的范围内调节。
主要参数能在一个较宽的范围内调节。
4)粗、中、精规准下都具有大加工速度、电极损耗低。
粗、中、精规准下都具有大加工速度、电极损耗低。
5)性能稳定可靠,操作简单,维修方便。
性能稳定可靠,操作简单,维修方便。
3自动进给控制系统自动进给控制系统作用:
维持一定的放电间隙,保证加工正常和稳定进行作用:
维持一定的放电间隙,保证加工正常和稳定进行要求:
要求:
1)1)较宽的速度调节跟踪范围。
较宽的速度调节跟踪范围。
2)2)有足够的灵敏度和快速性。
有足够的灵敏度和快速性。
3)3)有必要的稳定性。
有必要的稳定性。
4)4)系统结构简单可靠、体积系统结构简单可靠、体积小、操作维修方便小、操作维修方便。
间隙自动控制系统的基本环节间隙自动控制系统的基本环节4工作液循环过滤系统工作液循环过滤系统按极间电蚀产物的排除方式,分为:
冲油式冲油式抽油式抽油式5机床附件机床附件
(1)平动头)平动头
(2)电极夹具四四、影响加工速度的主要因素影响因素主要有电参数、极性效应、工件材料的热影响因素主要有电参数、极性效应、工件材料的热学性质、工作液、排屑条件等。
学性质、工作液、排屑条件等。
(1)极性效应)极性效应定义:
由于极性不同而发生蚀除速度不一样的现定义:
由于极性不同而发生蚀除速度不一样的现象叫做极性效应。
象叫做极性效应。
正极性加工:
工件接脉冲电源正极正极性加工:
工件接脉冲电源正极负极性加工:
工件接脉冲电源负极负极性加工:
工件接脉冲电源负极极性效应的利用极性效应的利用1)1)加工采用单向脉冲电源。
加工采用单向脉冲电源。
2)2)正确选择加工极性。
正确选择加工极性。
3)3)用导热性好、熔点高的材料作工具电极。
用导热性好、熔点高的材料作工具电极。
4)4)根据不同的脉冲放电能量,合理选用脉宽。
根据不同的脉冲放电能量,合理选用脉宽。
(2)电参数)电参数加工速度,正比于单脉冲能量和脉冲放电频率;加工速度,正比于单脉冲能量和脉冲放电频率;矩形波脉冲加工速度正比于脉冲电流幅值和脉冲放电矩形波脉冲加工速度正比于脉冲电流幅值和脉冲放电持续时间:
平均放电电流。
持续时间:
平均放电电流。
(33)工件材料的热学常数)工件材料的热学常数脉冲放电能量相同时脉冲放电能量相同时1、金属的熔点、沸点、比热容、熔化热、汽化热、金属的熔点、沸点、比热容、熔化热、汽化热等愈高。
电蚀量将愈少,加工速度慢。
等愈高。
电蚀量将愈少,加工速度慢。
2、导热系数大的材料加工速度慢。
、导热系数大的材料加工速度慢。
(4)脉冲宽度对电蚀量的影响)脉冲宽度对电蚀量的影响脉宽增加脉宽增加蚀除量增加达到最大值蚀除量增加达到最大值脉宽继续增加脉宽继续增加蚀除量减小蚀除量减小五、模具电火花穿孔加工五、模具电火花穿孔加工(一一)穿孔工艺特点穿孔工艺特点1)淬火后加工,避免热处理变形影响。
淬火后加工,避免热处理变形影响。
2)冲模的配合间隙均匀,刃口耐磨,模具质量高。
冲模的配合间隙均匀,刃口耐磨,模具质量高。
3)可加工硬质合金,扩大了模具材料选用范围可加工硬质合金,扩大了模具材料选用范围4)对于复杂的凹模可以不用镶拼结构,简化模具对于复杂的凹模可以不用镶拼结构,简化模具结构,提高模具强度。
结构,提高模具强度。
(二二)工具电极设计与制造工具电极设计与制造1电极材料的选择电极材料的选择2电极的结构形式电极的结构形式
(1)整体式电极整体式电极
(2)镶拼式电极镶拼式电极(3)组合电极组合电极3电极长度电极长度4.电极截面尺寸电极截面尺寸1)配合间隙等于放电间隙时,电极截面和凸模截面的尺寸相同。
2)配合间隙大于放电间隙时,电极轮廓比凸模轮廓均匀放大一个数量。
3)配合间隙小于放电间隙时,电极轮廓比凸模轮廓均匀缩小,形状相似。
(1)按凹模确定电极尺寸)按凹模确定电极尺寸
(2)按凸模确定电极尺寸)按凸模确定电极尺寸5、阶梯电极、阶梯电极6电极制造电极制造(三三)凹模模坯准备凹模模坯准备(四四)电极和工件的装夹与定位电极和工件的装夹与定位
(1)电极装夹电极装夹
(2)工件装夹工件装夹(3)校正校正(4)定位定位(五五)电规准的选择与转换电规准的选择与转换六、型腔模电火花加工工艺要点六、型腔模电火花加工工艺要点11工艺特点工艺特点22工艺方法选择工艺方法选择
(1)
(1)单电极平动加工法单电极平动加工法(3)分解电极加工法)分解电极加工法
(2)多电极更换法)多电极更换法(二二)电极设计与制造电极设计与制造1电极材料的选择电极材料的选择紫铜:
石墨:
紫铜:
石墨:
22电极设计电极设计
(1)
(1)结构形式:
结构形式:
整体式整体式组合式组合式镶拼式镶拼式
(2)
(2)电极尺寸的确定电极尺寸的确定1)电极水平尺寸电极水平尺寸2)电极总高度电极总高度电极总高度确定说明电极总高度确定说明3电极制造电极制造紫铜电极:
石墨电极:
6、型腔模、型腔模电极的装夹、校正与定位电极的装夹、校正与定位
(1)型腔模)型腔模电极的装夹、校正电极的装夹、校正1)按电极侧面校正电极)按电极侧面校正电极2)按电极或固定板上端面作辅助基准面校正)按电极或固定板上端面作辅助基准面校正3)按电极端面火花放电校正)按电极端面火花放电校正1)按电极侧面校正电极)按电极侧面校正电极2)按电极或固定板上端面作辅助基准面校正)按电极或固定板上端面作辅助基准面校正3、型腔模电极与工件的定位、型腔模电极与工件的定位1)十字线定位法)十字线定位法2)定位板定位法)定位板定位法3)块规角尺定位法)块规角尺定位法4)以基准面进行数控定位)以基准面进行数控定位4、电规准的转换、电规准的转换
(1)电规准的选择)电规准的选择
(2)电规准的转换)电规准的转换第二节第二节电火花线切割加工电火花线切割加工
(一)基本原理
(一)基本原理基于电极间脉冲放电时的电火花腐蚀原理。
基于电极间脉冲放电时的电火花腐蚀原理。
(二二)电火花线切割特点电火花线切割特点1)1)不需要制造成形电极不需要制造成形电极2)2)工件材料被蚀除的量很少工件材料被蚀除的量很少3)3)加工各种复杂的精密零件:
微槽和窄缝加工各种复杂的精密零件:
微槽和窄缝4)4)电极丝的丝径损耗较小,有助于控制加工精度电极丝的丝径损耗较小,有助于控制加工精度5)5)采用精规准一次成形采用精规准一次成形66)不能加工盲孔及阶梯类成形表面)不能加工盲孔及阶梯类成形表面二、电火花线切割机床的组成线切割机床必须包括机床、控制器、脉冲电源三大部分。
DK7740DK7740机床型号机床型号DK7740机床总体结构图G代码格式
(1)G00快速定位指令编程格式编程格式:
G00XY例如,G00X60000Y80000
(2)G01直线插补指令编程格式编程格式:
G01XY(UV)(3)G02、G03圆弧插补指令编程格式编程格式:
G02XYIJ三、程序编制三、程序编制
(一)程序格式
(一)程序格式1)B为分隔符号为分隔符号2)x,y为坐标为坐标绝对值绝对值:
单位单位m,m以下四舍五入以下四舍五入。
加工平行与坐标轴的直线时,加工平行与坐标轴的直线时,x,y均为均为0无间隙补偿的程序格式(三B型)BBXXBBYYBBJJGGZZ分隔分隔符号符号XX坐坐标值标值分隔分隔符号符号YY坐坐标值标值分隔分隔符号符号计数计数长度长度计数计数方向方向加工加工指令指令加工斜线时,坐标原点为斜线的起点,加工斜线时,坐标原点为斜线的起点,x,y为斜线终点为斜线终点的坐标值。
的坐标值。
加工圆弧时,坐标原点取在圆心,加工圆弧时,坐标原点取在圆心,x,y为圆弧起点的为圆弧起点的坐标值。
坐标值。
3)x,y均以微米为单位,计数长度均以微米为单位,计数长度J必须写足六位。
必须写足六位。
4)同一个工件的加工中,坐标轴方向应保持不变。
)同一个工件的加工中,坐标轴方向应保持不变。
(二二)加工长度控制加工长度控制计数长度:
从起点加工到终点时某个方向上滑板的进给计数长度:
从起点加工到终点时某个方向上滑板的进给总长度。
总长度。
计数方向:
计数方向:
斜线:
进给距离较长的坐标轴斜线:
进给距离较长的坐标轴圆弧:
与终点附近的圆弧趋于平行的坐标轴为计数方向,圆弧:
与终点附近的圆弧趋于平行的坐标轴为计数方向,计数长度取各段圆弧在该方向上投影的总和。
计数长度取各段圆弧在该方向上投影的总和。
图1图22)已知加工线段的起点坐标为)已知加工线段的起点坐标为A(0,0),终点坐标为,终点坐标为B(2,4)。
则应取则应取Gy,J=4mm。
3)已知加工圆弧如图已知加工圆弧如图1所示,由于终点坐标所示,由于终点坐标B的绝对值的绝对值Xbyb,计数方向应取计数方向应取Gy,计数长度计数长度J=Jy1+Jy2+Jy35)加工指令)加工指令加工斜线加工斜线例例1,加工斜线,加工斜线OA,终点终点A的坐标为的坐标为Xe=17mm,Ye=5mm,写写出加工程序。
出加工程序。
B17000B5000B017000GxL1例例2,加工图,加工图3-20所示直线,其长度为所示直线,其长度为21.5mm,写出其程序。
写出其程序。
BBB021500GyL2加工与轴正方向重合的直线加工与轴正方向重合的直线加工半圆弧加工半圆弧例例3,加工圆弧,加工起点为,加工圆弧,加工起点为A(-5.0)试编制程序。
试编制程序。
B5000BB010000GySR3例例4,加工圆弧,加工起点为,加工圆弧,加工起点为A(-2,9),),终点为终点为B(9,-2),编制加工程序。
),编制加工程序。
圆弧半径:
圆弧半径:
R=9220m计数长度:
计数长度:
JYAC=9000mJYCD=9220mJYDB=R-2000m=7200m则则JY=JYAC+JYCD+JYDB=(9000+9220+7220)m=25440m其程序为:
其程序为:
B2000B9000B025440GyNR2N1:
BBB015000GYL4/直线直线ABN2:
BBB020000GXL1/直线直线BCN3:
BB15000B030000GXSR2/圆弧圆弧CDN4:
BBB040000GXL3/直线直线DEN5:
BB15000B030000GXS
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