模具制造技術(shù)習(xí)題與思考題第4章 模具零件電火花加工.docxVIP

1、第4章模具零件電火花加工思考題與習(xí)題1.簡(jiǎn)述數(shù)控電火花成型加工的基本原理。答：電火花加工是通過(guò)電極間產(chǎn)生火花放電，把接觸表面燒毛、腐蝕。電火花腐蝕的主要原因在于火花放電時(shí)，火花通道瞬時(shí)產(chǎn)生大量的熱，以致使電極表面的金屬局部熔化甚至汽化而被蝕除下來(lái)，形成放電凹坑。要實(shí)現(xiàn)電蝕加工，必須具備以下幾個(gè)基本條件：1）需要有兩個(gè)電極（工具電極和工件電極）。在兩電極之間加工時(shí)必須保持一定的間隙,一般是幾個(gè)微米至數(shù)百微米。2）火花放電必須在一定絕緣性能的介質(zhì)中進(jìn)行。3）放電點(diǎn)局部區(qū)域的功率密度足夠高，即放電通道要有很高的電流密度。4）火花放電是瞬時(shí)的脈沖性放電。5）在先后兩次脈沖放電之間，應(yīng)有足夠的停歇時(shí)間，

2、排除電蝕產(chǎn)物，使極間介質(zhì)充分消電離，恢復(fù)介電性能。2.簡(jiǎn)述電火花成型加工機(jī)床的分類方法。答；（1）根據(jù)電極的選擇不同分為：電火花成型機(jī)床（塊狀電極）和電火花線切割加工機(jī)床（絲狀電極）；（2）根據(jù)加工特點(diǎn)分為：電火花成型機(jī)床（主要用于型腔、盲孔加工）、電火花穿孔機(jī)（主要用于高速加工小孔）、電火花線切割加工（用于加工外形和通孔）。3.電火花成型機(jī)床由哪幾部分組成？電火花線切割加工機(jī)床由哪幾部分組成？答：（1）電火花成型機(jī)床由哪幾部分組成床身和立柱、工作臺(tái)、主軸頭、電火花加工機(jī)床的工作液和循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)、電火花成型機(jī)床的脈沖電源、電火花加工機(jī)床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)。（2）電火花線切割加工機(jī)床由哪幾部分組成答

3、：機(jī)床機(jī)械部分：床身、坐標(biāo)工作臺(tái)、走絲機(jī)構(gòu)、絲架、工作液箱、附件和夾具等幾部分組成。脈沖電源：又稱高頻電源，其作用是把普通的50Hz交流電轉(zhuǎn)換成高頻率的單向脈沖電壓。微機(jī)控制裝置：主要功用是軌跡控制和加工控制。工作液循環(huán)系統(tǒng)：由工作液、工作液箱、工作液泵和循環(huán)導(dǎo)管組成。4 .什么是電火花加工過(guò)程中的極性效應(yīng)?加工時(shí)如何正確選擇加工極性？答：電火花加工中工件和電極都會(huì)受到電腐蝕作用，只是兩極的蝕除量不同，這種現(xiàn)象成為極性效應(yīng)。工件接正極的加工方法稱為正極性加工；反之，稱為負(fù)極性加工。在用短脈沖加工時(shí)，正極材料的蝕除速度大于負(fù)極材料的蝕除速度，這時(shí)工件應(yīng)接正極;當(dāng)采用長(zhǎng)脈沖加工時(shí)，質(zhì)量和慣性大的正

4、離子將有足夠的時(shí)間加速，到達(dá)并轟擊負(fù)極表面,由于正離子的質(zhì)量大，對(duì)負(fù)極表面的轟擊破壞作用強(qiáng)，故采用長(zhǎng)脈沖時(shí)負(fù)極的蝕除速度要比正極大，工件應(yīng)接負(fù)極。5 .電火花成型加工的主要工藝參數(shù)有哪些？答：電火花成形加工的主要控制參數(shù)有兩類，可分為離線參數(shù)和在線參數(shù)，離線參數(shù)是在加工前設(shè)定的，加工中基本不再調(diào)節(jié)，如放電電流、開(kāi)路電壓、脈沖寬度、電極材料、極性等；在線參數(shù)是加工中常需調(diào)節(jié)的參數(shù)，如進(jìn)給速度（伺服進(jìn)給參考電壓）、脈沖間隔、沖油壓力與沖油油量等。6 .電火花加工要具備什么條件？答：電火花加工加工材料必須為導(dǎo)電材料。加工材料的去除是靠放電時(shí)的熱作用實(shí)現(xiàn)的,材料的可加工性主要取決于材料的導(dǎo)電特性及其熱

5、學(xué)特性，如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)（汽化點(diǎn)）、比熱容、熱導(dǎo)率、電阻率等，而幾乎與其力學(xué)性能（硬度、強(qiáng)度）無(wú)關(guān)。8 .電火花加工型腔與其它型腔加工的方法相比有何特點(diǎn)？答：電火花加工型腔與其他型腔加工方法相比由以下特點(diǎn)：（1）很多盲孔型腔用一般的機(jī)械加工是困難的，甚至使不能做到的，采用電火花成型加工能較好完成加工要求形狀和尺寸；（2）能加工先淬火獲得較高硬度的工件，避免了采用機(jī)加工后熱處理變形的影響；（3）不受材料硬度和難切削的限制，如加工硬質(zhì)合金等材料，擴(kuò)大了模具材料的選用范圍；（4）對(duì)于中小型復(fù)雜凹模，可以不用鑲拼結(jié)構(gòu)，采用整體式，簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)等。9 .何謂電規(guī)準(zhǔn)?電規(guī)準(zhǔn)一般怎樣進(jìn)行選擇？答：電規(guī)準(zhǔn)是指電火

6、花加工時(shí)選用的電加工用量、電加工參數(shù)，主要有脈沖寬度頃脈沖間隔“、峰值電壓山、峰值電流ic等脈沖參數(shù)等。脈沖寬度ti（卜）是加到工具和工件上放電間隙兩端的電壓脈沖持續(xù)時(shí)間。粗加工時(shí),用較大的脈寬，ti>lOOps；精加工時(shí)，只能用較小的脈寬，ti<50|iso脈沖間隔to（ms）它是兩個(gè)電壓脈沖之間的間隔時(shí)間。間隔時(shí)間太短，放電間隙來(lái)不及消電離和恢復(fù)絕緣，容易產(chǎn)生電孤放電，燒傷工具和電極；脈間選擇的太長(zhǎng)，將降低加工生產(chǎn)率。放電時(shí)間（電流脈寬）te（PS）是工作液介質(zhì)擊穿后放電間隙中流過(guò)放電電流的時(shí)間,它對(duì)表面粗糙度和電極損耗等有很大的影響。開(kāi)路電壓（空載電壓）或峰值電壓Ui（V）是

7、間隙開(kāi)路時(shí)電極間的最高電壓，等于電源的直流電壓。峰值電壓高時(shí)，放電間隙大，生產(chǎn)率高，但成形復(fù)制精度稍差。峰值電流ie（A）是間隙火花放電時(shí)脈沖電流的最大值（瞬時(shí)），它是實(shí)際影響生產(chǎn)率、表面粗糙度等指標(biāo)的重要參數(shù)。10.在電火花加工中，根據(jù)型腔的結(jié)構(gòu)和要求，可采用哪些加工方法？答：型腔加工屬盲孔加工，根據(jù)型腔的結(jié)構(gòu)和要求可采用如下加工方法：?jiǎn)坞姌O加工法：用于加工形狀簡(jiǎn)單，精度不高的型腔，用于經(jīng)過(guò)機(jī)械加工預(yù)加工留有電加工余量的型腔；平動(dòng)法：采用單電極、平動(dòng)頭平動(dòng)加工型腔；多電極加工法:采用多個(gè)電極依次加工型腔，特別針對(duì)加工尖角你、窄縫多的型腔；分解電極法：根據(jù)型腔的幾何形狀，將電極分解為主型腔電極

8、、副型腔電極分別加工。11.在電火花加工中怎樣協(xié)調(diào)生產(chǎn)率和加工表面粗糙度之間相互矛盾的關(guān)系？答：粗規(guī)準(zhǔn)和精規(guī)準(zhǔn)的正確配合，可以適當(dāng)?shù)慕鉀Q電火花加工的質(zhì)量和生產(chǎn)效率之間的相互矛盾。也可以選擇不同材質(zhì)的電極加工，要求效率用石墨電極，要求表面粗糙度用紫銅電極。12.在用電火花加工方法進(jìn)行凹模型孔加工時(shí)，怎樣保證凸模和凹模的配合間隙？答：用電火花加工方法進(jìn)行凹模型孔加工時(shí)，保證凸模和凹模的配合間隙是方法是：1）“鋼打鋼”、“反打正用”直接配合法該方法是直接用加長(zhǎng)的鋼凸模作為電極直接加工凹模，加工時(shí)將凹模刃口端朝下形成向上的“喇叭口”，加工后將工件翻過(guò)來(lái)使“喇叭口”向下作為凹模（喇叭口正好符合刃口斜度，

9、有利于漏料），電極倒過(guò)來(lái)切除損耗部分或用低熔點(diǎn)合金澆固作為凸模。配合間隙靠調(diào)節(jié)脈沖參數(shù)、控制火花放電間隙來(lái)保證。2）間接配合法間接配合法是將電火花性能良好的電極材料與沖頭材料粘結(jié)在一起，共同線切割或磨削成型。然后，用電極材料的一端作為加工端，將工件反置固定，用“反打正用”的方法實(shí)行加工。這種方法可以充分發(fā)揮加工端材料好的電火花加工工藝性能，還可以達(dá)到與直接配合法相同的加工效果。3）階梯工具電極加工法階梯工具電極加工法在冷沖壓模具電火花成型加工中極為普遍。其應(yīng)用有兩種：當(dāng)無(wú)預(yù)孔或加工余量較大時(shí)，可以將工具電極制作為階梯狀，將工具電極分為兩段，即縮小了尺寸的粗加工段和保持凸模尺寸的精加工段。加工小

10、間隙、無(wú)間隙的冷沖壓模具時(shí),配合間隙小于最小的電火花加工放電間隙，用凸模作為精加工段是不能保證凸、凹模之間的配合間隙的，則可將凸模加長(zhǎng)后加工或腐蝕成階梯狀，使階梯的精加工段與凸模有均勻的尺寸差，通過(guò)電加工規(guī)準(zhǔn)對(duì)放電間隙尺寸控制，使之加工后符合凸、凹模配合的技術(shù)要求。13 .電火花線切割加工的主要特點(diǎn)是什么？答：電火花線切割加工的主要特點(diǎn)是：電火花線切割加工與電火花成型加工原理相似，都屬電蝕加工。它的主要特點(diǎn)是采用；的電極工具是直徑較小的細(xì)絲，省掉了成形的工具電極，大大降低了成形工具電極的設(shè)計(jì)和制造費(fèi)用。電火花線切割采用移動(dòng)的電極絲進(jìn)行加工，可用于通孔的型孔或直壁（或斜壁）凸模加工；由于電極絲比

11、較細(xì)，可以加工微細(xì)異型孔、窄縫和復(fù)雜形狀的工件。線切割采用水或者水基工作液。14 .簡(jiǎn)述數(shù)控線切割機(jī)床的加工原理。答：數(shù)控線切割機(jī)床的加工原理是利用移動(dòng)的細(xì)金屬絲導(dǎo)線（銅絲或銅絲）作電極切割,加工能源由脈沖電源供給。在電極絲和工件之間澆注工作液介質(zhì)，工作臺(tái)在水平面兩個(gè)坐標(biāo)方向各自按預(yù)定的控制程序，根據(jù)火花間隙狀態(tài)作伺服進(jìn)給移動(dòng)，從而合成各種曲線軌跡,把工件切割成形。15.3B代碼的一般格式中各項(xiàng)的含義是什么？3B程序格式NBxByBJGz序號(hào)分隔符X軸坐標(biāo)值分隔符y軸坐標(biāo)值分隔符計(jì)數(shù)長(zhǎng)度計(jì)數(shù)方向加工指令16 .電火花數(shù)控線切割加工的工藝指標(biāo)有哪些？答：電火花數(shù)控線切割加工的工藝指標(biāo)有：脈沖參數(shù)

12、、電極絲、加工速度、表面粗糙度和加工精度，放電間隙等。17 .如何調(diào)整數(shù)控線切割加工進(jìn)給速度？答：可從選擇線電極的材質(zhì)入手，如選擇導(dǎo)電性好的、涂覆能提高放電性能的鋅復(fù)合絲,這種材料的電極絲曾使加工速度。選擇不同線徑的線電極，線徑越大，越有利于提高加工速度。選用提高價(jià)格速度的電參數(shù)：脈沖寬度增加，脈沖間隔減小，脈沖電壓幅值增大（電源電壓升高），峰值電流增大（功放管增多）都會(huì)使切割速度提高，但加工工件的表面粗糙度和精度則會(huì)下降。18 .數(shù)控線切割加工時(shí)，安裝工件應(yīng)注意什么問(wèn)題？答：工件的基準(zhǔn)面應(yīng)清潔無(wú)毛刺。熱處理過(guò)的工件要清除熱處理殘余物及氧化皮。 夾具應(yīng)具有必要的精度，將其穩(wěn)固地固定在工作臺(tái)上，

13、夾緊力要均勻，不得使工件變形或翹起。 工件裝夾的位置應(yīng)有利于工件找正，并應(yīng)與機(jī)床行程相適應(yīng)，工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)工件不得與Z軸相碰。 大批零件加工時(shí)最好采用專用夾具，以提高生產(chǎn)效率。 細(xì)小、精密、薄壁的工件應(yīng)固定在不易變形的輔助夾具上。19. 沖孔凸模的斷面尺寸如圖4.1所示，相應(yīng)凹模采用電火花加工。已知加工時(shí)的放電間隙（單面）8=0.03mm,模具的沖裁間隙（雙面）2cmin=0.04mm,試確定加工電極的橫斷面尺寸。解：已知如圖所示凸模尺寸及制造公差，根據(jù)題意放電間隙（單面）8=0.03mm,模具的沖裁間隙（單面）Cmm=0.02mm,且凸模、凹模單邊配合間隙小于放電間隙（cmin<8）,電

14、極應(yīng)按凸模四周每邊均勻縮小一個(gè)值（5-cmin）o縮小后電極輪廓見(jiàn)圖示紅線標(biāo)注，16.3、4.4、2.5、R3.2電極尺寸比凸模尺寸小，1.1尺寸不變；電極尺寸的制造工程按凸模制造公差的1/2選擇。計(jì)算公式：q=A2（$CmQ*c=C±Ar2=質(zhì)2-（-Cmin）-A將各類尺寸分別帶入以上三式：(16.3)：16.3-2(0.03-0.02)%02/2=16.28°(4.4)：4.42(0.030.02)%02/2=4.38°(2.5)：2.5-2(0.03-0.02)Z0>02/2=2.48°001(R3.2)：3.2(0.030.02)oq9/

15、?=3.19（1.1）：1.1±0.0120. 落料凹模的型孔尺寸如圖4.2所示，型孔采用電火花加工。已知加工時(shí)的放電間隙（單面）8=0.02mm,模具的沖裁間隙（雙面）2cmin=0.06mm,試確定加工電極的橫斷面尺寸。R0.5160.98叩5R1035.5OT圖4.2落料凹模解：已知如圖所示凹模型孔尺寸及制造公差，根據(jù)題意放電間隙（單面）如0.02mm,模具的沖裁間隙（單面）Cmin=0.03mmo電極輪廓見(jiàn)圖示紅線標(biāo)注，35.50、19、16、R20、R0.5電極尺寸比凸模尺寸小，0.98尺寸不變；R1電極尺寸變大，電極的制造工程按凹模制造公差的1/2選擇或按IT6級(jí)制造。s

16、t平。R0.516。章0.98噂53R1035.50¥計(jì)算公式:i=(A2S+G*Z?=(B+25-A)Jac=C±A=(&$+)*將各類尺寸分別帶入以上公式:(35.50)：a=(35.502x0.02+O.Ol)ool=35.47_00(19)：。=(192x0.02+0.05)*05=19.01°(R20)：r2=(20-0.02)00I=19.98_00I(0.5)：r2=(0.5-0.02)?()()=0.48_()()(0.98)c=0.98±0.01(RD人=(1+2x0.02片=1.0220.自己設(shè)計(jì)一個(gè)有創(chuàng)意的適合于數(shù)控線切割加工的零件或工藝品，并用3B格式進(jìn)行編程并加工出來(lái)。解：設(shè)計(jì)零件如圖a所示，用3B格式編寫該零件切割程序。選擇一個(gè)0.5mm的不銹鋼鋼板尺寸見(jiàn)圖b,鋼板上小圓孔為穿絲孔，該位置與R20.7圓心同在一直線上，為零件起切點(diǎn)。切割順序。(穿絲孔)