毕业设计_电火花成型中的电极设计 (论文).doc

南京信息职业技术学院毕业设计论文作者 学号 21052P22 系部 机电学院 专业 数控技术 题目 模具制造中的电火花成型的应用 指导教师 李新华 评阅教师 完成时间： 2013 年 5 月 11 日毕业设计中文摘要电火花成型技术的应用与电极设计摘要：电火花（EDM）是一种不同于传统机械切削的一项加工方法，随着高速切削技术的发展，电火花成型技术受到了一定的冲击新的电火花成型机床配合着模糊控制、高速抬刀、智能电源、电极ATC装置、数控多轴联动等新技术成为模具复杂型腔制造中不可缺少的一个技术。

作为电火花中的加工工具，电极有至关重要的作用，因此也就诞生了电极设计技术，本论文尝试提供一个简单的应用CAD软件设计电极案例以使大家对电极设计有一个形象上的认识关键词：电火花成型 电极设计 CAD毕业设计外文摘要Title :The application of EDM and electrode designAbstract: EDM is different from the traditional mechanical cutting of a processing method, with the high-speed cutting technology, EDM technology has been some impact. The new EDM Machine combined with fuzzy control, high speed carrying knives, intelligent power, electrode ATC unit, new technologies such as multi-axis CNC become vital in complex cavity mold manufacturing. EDM machining tool as the electrode has a crucial role and, therefore, born electrode design techniques, this paper attempts to provide a simple CAD software applications designed to make everyone has an image on the understanding on electrode design .Keyword: EDM Electrode design CAD 目录1 引言 42 电火花机床的基本知识 42.1电火花原理 42.2电火花的优点与缺点 42.2.1优点 42.2.2缺点 52.3电火花的应用 52.4电火花机床的分类 62.5电火花成型加工中的专业术语 63 模具的简单认识 73.1模具的组成 73.2电火花在模具制造中的一些实例 83.2.1浇注系统的加工 83.2.2模具型腔的加工 94 电极设计 104.1有关电极的基本知识 104.1.1电极设计原则 104.2电极的材料、结构形式及加工工艺 104.2.1电极的材料： 104.2.2电极的结构形式 104.2.3电极的加工工艺 114.3CAD软件在电极设计中的应用 114.4电极设计要点 114.5Pro/E电极设计 134.5.1Pro/E电极设计方法 134.5.2电极设计实例 14结论 25致谢 25参考文献 25 1 引言模具工业的迅速发展，推动了模具制造技术的进步。

电火花加工作为模具制造技术的一个重要分支，被赋予越来越高的加工要求同时在数控加工技术发展新形势的影响下，促使电火花加工技术朝着更深层次、更高水平的数控化方向快速发展虽然模具高速加工技术的迅猛发展使电加工面临着严峻的挑战，目前放电加工技术部分工序已被高速加工中心代替，但电火花加工仍旧有广阔的前景如在模具的复杂、精密小型腔、窄缝、沟槽、拐角、冒孔、深 度切削等加工领域仍被广泛应用2 电火花机床的基本知识2.1电火花原理通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能，温度可高达1万摄氏度以上,压力也有急剧变化，从而使这一点工作表面局部微量的金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中,迅速冷凝,形成固体的金属微粒，被工作液带走这时在工件表面上便留下一个微小的凹坑痕迹，放电短暂停歇，两电极间工作液恢复绝缘状态紧接着，下一个脉冲电压又在两电极相对接近的另一点处击穿,产生火花放电，重复上述过程这样,虽然每个脉冲放电蚀除的金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用，就能蚀除较多的金属，具有一定的生产率。

在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙的条件下，一边蚀除工件金属,一边使工具电极不断地向工件进给,最后便加工出与工具电极形状相对应的形状来因此，只要改变工具电极的形状和工具电极与工件之间的相对运动方式，就能加工出各种复杂的型面 2.2电火花的优点与缺点2.2.1优点（1）适合于难切削材料的加工电火花加工中，材料的加工性能主要取决于材料的热学性能，而几乎与力学性能（硬度、韧性、抗拉强度）无关，突破传统切削加工对刀具的限制2）加工特殊及复杂形状的零件电火花加工中工具电极与电极和工件不直接接触，两者之间宏观作用力小，适用于加工低刚度工件及细微加工，比如小孔，深孔，窄缝等3）工艺灵活性大电火花加工有“正极性加工”与“负极性加工”之分可在淬火后进行，避免工件热变形的修正问题4）电火花加工的工件表面微观形貌圆滑，工件的棱边、尖角处无毛刺、塌边，电火花混粉加工还可进行镜面加工2.2.2缺点（1）一般只能加工金属等导电材料，在一定的条件下能加工半导体和聚晶鑫刚石等非导电体的超硬材料2）加工速度一般较慢，效率较低随着高速铣的发展，电火花多应用于工件加工后的“清角”工件新的研究表明，采用特殊水基不燃性工作液进行电火花加工，其生产效率甚至高于切削加工。

3）存在电极损耗电火花加工是“双损耗”，工件上的金属被蚀除的同时，工具电极也同样会被蚀除，导致变形，进而导致工件的开关和尺寸出现偏差4）存在二次放电电蚀产物在排除过程中与工具电极距离太小时会引起二次放电，形成加工斜度，影响加工精度和形状距离过小导致出现的工具电极与工件短路甚至会使加工无继续进行2.3电火花的应用电火花的优缺点决定了电火花的应用（1）模具加工由于电火花的低效率，电火花在模具制造中主要用来“清角”，即先用机械加工去除大部分余量，再进行放电加工两者塑料模具中的浇道口等深孔需要进行放电加工2）航空、宇航等部门中高温合金等难加工材料的加工需要进行放电加工3）微细精密加工能进行0.01~1mm范围内的型孔加工，如发动机喷油嘴、电子显微镜栅孔等4）各种成型刀具、样板、工具、量具、螺纹等成型零件的加工2.4电火花机床的分类表2-1类别工艺类型特点用途1电火花成形加工1）工具和工件之间只有一个相对的伺服进给运动2）工具为成形电极，与被加工表面有相同的截面形状1）型腔加工：加工各类型腔模及各类种复杂的型腔零件2）穿孔加工：加工各种冲模、挤压模、粉末冶金模、各种异形孔及微孔等2电火花线切割加工1）工具电极为顺电极丝轴线移动着的线状电极2）工具与工件在两个水平方向同时有相对伺服进给运动1）切割各种冲模和具有直纹面的零件2）下料、截割和窄缝加工3电火花磨削和镗削1）工具与工件有相对旋转运动2）工具与工件间有径向和轴向的进给运动1）加工高精度、良好表面粗糙度的小孔，如拉丝模、挤压模、微型轴承内环、钻套等2）加工外圆、小模数滚刀4电火花共轭回转加工1）成形工具与工件均做旋转运动，但二者角速度相等或成整倍数，相对就接近的放电点可有切向相对运动速度2）工具相对于工件可作纵、横进给运动以同步回转、展成回转、倍角速度回转等不同方式，加工各种复杂型面的零件，如高精度的异形齿轮、精密螺纹环规、高精度、高对称度、良好表面粗糙度的内、外回转休表面5电火花高速小孔加工1）采用细管（>r0.15mm）电极，管内冲入高压水工作液2）细管电极旋转3）穿孔速度很高（60mm/min）1）线切割预穿丝孔2）深径比很大的小孔，如喷嘴等6电火花表面强化1）工具在工件表面上振动2）工具相对工件移动1）模具、刀具、量具刃口表面强化和镀覆2）电火花刻字、打印记2.5电火花成型加工中的专业术语（1）放电间隙：放电间隙是指加工时电极和工件之间产生火花放电的一层距离间隙。

大小一般在0.01∽0.5mm之间，粗加工时，间隙较大，精加工时，间隙较小2）电极缩放量：电极尺寸与工件要求尺寸的单边尺寸差因为放电间隙的存在，为了加工符合尺寸要求的开关，采用电极缩放尺寸的方法来进行加工3）二次放电：已加工表面上，加工屑的介入而进行的再次放电现象4）电规准：一组电脉冲参数电规准的三大参数是电流、脉冲宽度、脉冲间隔脉冲宽度：工具电极和和工件两端电大脉冲的持续时间电极的损耗与脉冲宽度有直接的关系，正极性加工下，加大脉宽可有效降低电极的损耗脉冲间隔：两个脉冲之间的间隔时间脉冲间隔过短，易产生电弧放电;脉冲间隔过长，降低加工生产效率加工电流：加工电流影响加工间隙进而决定电极的缩放量，也决定加工完成的表面粗糙度3 模具的简单认识模具的简单认识主要是对注塑本模具的认识，电火花成型工艺主要是应用于注塑模具，这一章节将简单介绍注塑模的结构以及电火花在注塑模具中应用的一些实例3.1模具的组成（1）浇注系统：是将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道，通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成2）成型部件：成型部件由型芯和凹模组成型芯形成制品的内表面，凹模形成制品的外表面形状合模后型芯和型腔便构成了模具的型腔。

3）结构零件：构成模具结构的各种零件，包括：导向、脱模、抽芯以及分型的各种零件如前后夹板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及回程杆等4）结构零件：它是指构成模具结构的各种零件，包括：导向、脱模、抽芯以及分型的各种零件如前后夹板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及回程杆等3.2电火花在模具制造中的一些实例。