特种加工电火花穿孔成形

特种加工电火花穿孔成形（精选5篇）

特种加工电火花穿孔成形 第1篇

特种加工电火花穿孔成形

姓名：杨青槐 学号：1108030145 班级：机制111 学院：机械工程学院

（一）特种加工的涵义

特种加工是区别于传统的切削加工的新型加工方法。它主要不是依靠机械能、切削力进行加工，而是用软的东西（甚至不用刀具）加工硬的工件，可以加工各种难加工材料、复杂表面和某些特殊要求的零件。像电火花加工、电化学加工、激光加工、超声加工、快速成形加工等都属于特种加工方法。

早在20世纪50年代中期，我国就已经研制出电火花穿孔、电火花表面强化等机床。到今天，我国的电火花应用技术已经相当成熟，而且也扩展到了更多的材料加工领域，像电火花穿孔成形加工、电火花切割加工等。

（二）主要用途及适用范围

高速电火花穿孔机采用电极管（黄铜管、紫铜管）作为工具电极利用电火花放电蚀除原理，在电极（空心铜管）与工作之间施加高频脉冲电源形成小脉宽，大峰值电流的放电加工，辅以高压水冷却排渣，使工件的蚀除速度大加快，特别适用于在不锈钢，淬火钢、铜、铝，硬质合金等各种导电材料上加工直径Φ0.2～Φ3.0之间的深小孔,深径比最高可达300:1,可直接在工件的斜面,曲面进入加工, 本机床主要用于电火花线切割加工的穿丝孔、化纤喷丝头、喷丝板的喷丝孔、滤板、筛板的群孔、发动机叶片、缸体的散热孔、液压、气动阀体的油路、气路孔等。也可用于蚀除折断在工件中的钻头,丝锥等,而不损坏原孔成螺纹。

（三）电火花加工的原理及特点

电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来，其应用范围可归纳为：

１ 穿孔加工—冲模，粉末治金，挤压模，型孔零件，小孔，小异形孔，深孔。

２ 型腔加工—型腔模（锻模，压铸模，塑料模，胶木模等），型腔零件。

（四）电火花加工条件

４.１进行电火花加工必须具备三个条件：

(1)必须采用脉冲电源；

(2)必须采用自动进给调节装置，以保持工具电极与工件电极间

微小的放电间隙；

(3)火花放电必须在具有一定绝缘强度（10～107Ω •m）的液体

介质中进行。

４.２ 电火花加工特点 可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料；加工时无明显机械力，适用于低刚度工件和微细结构的加工：脉冲参数可依据需要调节，可在同一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工；电火花加工后的表面呈现的凹坑，有利于贮油和降低噪声；生产效率低于切削加工；放电过程有部分能量消耗在工具电极上，导致电极损耗，影响成形精度。

４.３电火花加工分类

按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，大致可分为电火花穿孔成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字六大类，由于我所讲述的是电火花穿孔成形加工技术，对于其它的电火花加工技术就不再详细介绍。

４.４电火花穿孔成形加工主要特点和用途

(1)工具和工件间主要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和相应的形状；

(3)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；(4)型腔加工：加工各类型腔模及各种复杂的型腔零件；(5)约占电火花机床总数的30％，典型机床有D7125,D7140等电火花穿孔成形机床。

（五）电火花穿孔成形加工方法

１ 电火花穿孔加工

用电火花加工方法加工通孔称为穿孔加工。电火花穿孔加工一般应用于冲裁模具加工、粉末冶金模具加工、拉丝模具加工、螺纹加工等。用电火花加工的冲模，容易获得均匀的配合间隙和所需的落料斜度。刃口平直耐磨，可以相应地提高冲件质量和模具的使用寿命。

２ 电火花穿孔加工的四种方法 1）直接法

直接法适合于加工冲模，是指将凸模长度适当增加，先作为电极加工凹模，然后将端部损耗的部分去除直接成为凸模，直接法加工的凹模与凸模的配合间隙靠调节脉冲参数、控制火花放电间隙来保证

直接法的优点是：

(1)可以获得均匀的配合间隙、模具质量高。(2)

无须另外制作电极。

(3)

无须修配工作，生产率较高

直接法的缺点是：

(1)电极材料不能自由选择，工具电极和工件都是磁性材料，易产生磁性，电蚀下来的金属屑可能被吸附在电极放电间隙的磁场中而形成不稳定的二次放电，使加工过程很不稳定，故电火花加工性能较差。

(2)电极和冲头连在一起，尺寸较长，磨削时较困难

2）混合法

混合法是将凸模的加长部分选用与凹模不同的材料，粘结在凸模上，并与凸模一起加工，作为穿孔电极的工作部分。

混合法的特点是：

(1)可以自由选择电极材料，电加工性能好。(2)

无须另外制作电极。

(3)无须修配工作，生产率较高。

3）修配凸模法

凸模和工具电极分别制造，在凸模上留有一定的修配余量，按电火花加 工好的凹模型孔修配凸模，达到所要求的凸、凹模配合间隙。优点：

（1）可以自由选择电极材料，电加工性能好。（2）修配工作多，配合间隙不均匀。

4）二次电极法

利用一次电极制造出二次电极，再分别用一次和二次电极加工出凹模和凸模，并保证凸、凹模的配合间隙。

（六）工具电极

（1）电极材料选择 凸模一般选优质高碳钢T8A、T10A或铬钢Cr12、GCr15，硬质合金等。凸、凹模不要选同种钢材型号，否则电火花加工时更不易稳定。

（2）电极设计

1尺寸精度不低于IT7级；

2表面粗糙度Ra值不大于1.25；

3各表面的平行度误差在100㎜长度上不大于0.01㎜。

（3）电极的制造 冲模电极的制造，一般先经普通机械加工，然后成形磨削。一些不易磨削加工的材料，可在机械加工后，由钳工精修。现在，直接用电火花线切割方法加工冲模电极已获得广泛应用。

（七）电火花型腔加工

电火花加工型腔比加工凹模型孔困难。型腔加工属于盲孔加工，主要特点（缺点）：金属蚀除量大，工作液循环困难，电蚀产物排除难；加工面积大，加工过程中电规准调节范围大；型腔复杂，电极损耗不均匀，影响加工精度。优点：加工质量好、表面粗糙度值小、减少切削加工和手工劳动。

一 电火花型腔加工方法

1）单工具电极直接成型法

单工具电极直接成型法是指采用同一个工具电极完成模具型腔的粗、中及精加工。

对普通的电火花机床，在加工过程中先用无损耗或低损耗电规准进行粗加工，然后采用平动头使工具电极做圆周平移运动，按照粗、中、精的顺序逐级改变电规准，进行侧面平动修整加工。在加工过程中，借助平动头逐渐加大工具电极的偏心量，可以补偿前后两个加工电规准之间放电间隙的差值，这样就可完成整个型腔的加工。

2）多电极更换法

多电极更换法是指根据一个型腔在粗、中、精加工中放电间隙各不相同的特点，采用几个不同尺寸的工具电极完成一个型腔的粗、中、精加工。在加工时首先用粗加工电极蚀除大量金属，然后更换电极进行中、精加工；对于加工精度高的型腔，往往需要较多的电极来精修型腔

3）分解电极加工法

分解电极加工法是根据型腔的几何形状，把电极分解成主型腔电极和副型腔电极，分别制造。先用主型腔电极加工出主型腔，后用副型腔电极加工尖角、窄缝等部位的副型腔。此方法的优点是能根据主、副型腔不同的加工条件，选择不同的加工规准，有利于提高加工速度和改善加工表面质量，同时还可简化电极制造，便于电极修整。缺点是主型腔和副型腔间的精确定位较难解决。

二 工具电极

（1）电极材料选择 为提高型腔模的加工精度，在电极方面，首先是寻找耐蚀性高的电极材料，常用的电极为纯铜和石墨；

（2）电极设计 加工型腔模时的工具电极尺寸，一方面与模具的大小、形状、复杂程度有关，而且与电极材料、加工电流、深度、余量及间隙等因素有关；

（八）结论

电火花穿孔成形加工方法是基于电腐蚀的原理上研究设计的，它能加工形状较复杂、材料较硬的的工件。采用穿孔成形加工方法，其表面粗糙值可控制在。对于不同的加工材料，电极所选用的材料也是各不相同的，在加工过程中，在电极会消耗部分能量，这样会导致电极的损耗。实际电火花加工过程中，还有许多因素要控制，如电极周围的磁场能、热能等，由于这些干扰因素的存在，直接导致了工件的加工精度要求。

程序设计“杨”的右半边去掉两撇的部分，具体代码如下。

B200000BB200000GxL1 B1000000B1000000B1400000GyL3 BB1000000B1000000GySR1 BB300000B30000GyL1 B72000BB72000GxL2 B100000B100000B100000GyL1 B158000BB158000GxL2 BB300000B300000GxL1

姓名： 学号： 班级：

特种加工电火花穿孔成形 第2篇

1、模具电火花穿孔加工常用的工艺方法有：（）。

A、直接加工法 B、混合加工法 C、间接加工法 D、单电极平动加工法 A 卷号试学期 学 短 9 0 0 2 》 工 加 种 特级《班 名姓

2、模具电火花穿孔加工常用的电极结构形式有：（）。

A、整体式 B、多电极式 C、镶拼式 D、组合式

3、下列（）可以选作为超声波加工的的工具材料。

A、低碳钢 B、铸铁 C、紫铜 D、硬质合金

4、下列（）可超声切割加工。

A、陶瓷 B、紫铜 C、玻璃 D、塑料

5、下列（）可制作模具电铸成形的原模（母模）。

A、塑料 B、石膏 C、金属材料 D、环氧树脂

6、电解加工在模具制造中可进行（）加工。

A、型孔 B、型腔 C、电解抛光 D、电解磨削 7.电火花加工的放电本质大致包括哪（）个阶段

A．极间介质的电离、击穿，形成放电通道 B．电极材料的熔化、气化热膨胀

C．极间介质的消电离

D．电极材料的抛出 8目前在模具型腔电火加工中应用最多的电极材料是（）。

A铜、B钢

C石墨

D硬质合金

9．以下不能加工非金属脆硬材料的特种加工方法有（）。

A．电火花加工

B．超声波加工

C．电解磨削加工

D．激光加工 10．能够在淬硬材料上加工φ3小孔的特种加工方法有（）。

A．电火花加工

B．超声波加工

C．离子束加工

D．激光加工 11.用电火花进行粗加工，采用（）。

A．宽脉冲、正极性加工 B．宽脉冲、负极性加工 C．窄脉冲、正极性加工 D．窄脉冲、负极性加工 12.超声波加工机床的组成包括（）。

A.超声电源，超声系统及机械系统 B.超声发生器、间隙调节器和机床本体 C.脉冲电源，间隙调节器和机床本体 D.超声发生器、超声系统和加工机床本体

13.与切削加工相比，特种加工的特点是()作为统一的定位精基准。

A、对工具和工件的强度、硬度和刚度均无严格要求 B、工件受力变形和热变形小 C、一般不会产生加工硬化现象 D、材料去除率高

14．以下说法正确的有（）。

A．电火花加工设备可以加工半导体材料 B．超声波加工设备可以加工玻璃材料

C．激光加工主要利用其高温，因此不可加工非金属材料 D．电火花切割加工机床可以在工件上打孔

E．特种加工设备在加工过程中不需要工件作旋转运动

15．用电火花在机床加工一个圆孔，由于电间隙的存在，工具电极应（）被加工孔的尺寸。

A．大于

B．等于

C．小于

D．无所谓 16.特种加工方法，主要有（）。

A.电火花加工 B.超声波加工

C.精密铸造 D.激光加工 E.离心铸造

17目前特种加工中最精密、最微细的加工是（）

A激光加工

B电子束加工

C离子束加工

D水射流加工

18在本课程中我们学习了哪些特种加工方法（）。

A激光加工

B电解加工

C 离子束加工

D超声加工

E快速原型 F 水射流加工

19数控线切割是利用工具对工件进行（）去除金属的。

(A)切削加工(B)脉冲放电(C)化学溶解

20．数控线切割是利用工具对工件进行（）去除金属的。

(A)切削加工(B)脉冲放电(C)化学溶解

21．数控线切割机床加工时，钼丝接脉冲电源（）。

(A)负极(B)正极(C)任意接

22．数控线切割的工具电极是（）的。

(A)丝状(B)柱状(C)片状

23．线切割加工编程时，计数长度应以（）为单位。

Ａ、以μm为单位；Ｂ、以mm为单位；

Ｃ、写足四为数； Ｄ、写足五为数；

24.本课程电火花线切割加工时用的介质是（）

A 负离子水

B 自来水

C乳化油

D 专用煤油 25.下列选项中，哪个是离子束加工所具有的特点（）

A加工表面不产生热量，但有氧化现象；

B离子撞击工件表面，将机械能转化为热能，使工件表面融化，灼除工件材料 C加工中应力和变形极小

D 离子束加工姜工件和电源正极相连 26.激光打孔时，焦点位置应该（）

A高于工件表面；

B明显低于工件表面

C在工件表面或略低于工件表面

D依具体机型决定 27.电火花线切割加工的特点有：（）

Ａ、不必考虑电极损耗； Ｂ、不能加工精密细小，形状复杂的工件；

Ｃ、不需要制造电极；

Ｄ、不能加工盲孔类和阶梯型面类工件。28 下列切割路线最佳的是（）。

二、判断题（每题1分，共10分）

1、模具电火花加工的基本原理就是利用工件与电极之间交流电弧放电进行加工的。（）

2、制造电极的方法很多，可用的加工方法有：普通机械加工、数控加工、电铸加工等。（）

3、型腔电火花成形加工常用的主要工具电极材料有铸铁和钢。（）

4、激光加工可以焊接金属与非金属材料。（）

5、激光加工可以可以透过透明材料加工深而小的微孔和窄缝。（）

6、电解加工中电极有损耗，可加工任何高硬度的材料。（）

7、电火花线切割能够加工盲孔及阶梯类成形表面。（）

8、电火花脉冲放电加工要在液体绝缘介质中进行，常用的介质有：煤油、盐水等。（）

9、电火花加工采用输出单向脉冲电流的脉冲电源。（）

特种加工电火花穿孔成形 第3篇

电火花加工技术与传统机械加工方法截然不同, 它拥有传统机械加工方法没有的优点。历经半个多世纪的发展, 电火花加工技术已成为先进制造技术领域不可或缺的重要组成部分[1,2]。目前已经被广泛应用于精密冲模、样板粉末冶金压模、成形刀具以及其他特殊零件加工等领域。而影响电火花成形加工效果的因素多种多样, 而且这些因素在加工过程中互相干扰、互相影响, 对加工指标的综合作用错综复杂。为充分认识各主要因素对加工效果的影响关系, 本文通过正交试验探讨影响的主次因素和参数优选的途径。

1 实验设计

1.1 试验设备及条件

采用泰州方正数控DK7130电火花成形机, 工件材料选用45#钢, 电极材料为紫铜, 采用负极性加工, 工作液选用DK7130标配专用油。

1.2 试验内容

实验重点考虑的电参数是峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔和峰值电压, 其他试验参数根据机床本身给定, 每次加工直径为10mm, 深为15mm的盲孔, 记录加工所需的时间和工具电极损耗的长度, 测量加工表面的粗糙度。

1.3 试验方案设计

正交试验设计是研究多因素多水平的又一种设计方法, 它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验, 是一种高效率、快速、经济的实验设计方法[3]。五邑大学的邓祥明曾使用改进的混合位级正交表L16 (43×22) 研究确定电火花线切割加工工艺参数[4]。本实验采用L16 (44) 正交表安排其实验条件, 实验因素表头设计见表1。

1.4 试验结果

以DK7130为平台, 对紫铜进行了16次负极性正交试验, 试验结果如下表2所示。

2 试验结果处理与分析

极差分析也叫直观分析, 具有直观现象、简单易懂的特点。可将因素水平的变化所引起的实验结果间的差异反映出来, 其大小反映了因素变化时指标的变化幅度, 数值越大, 该因素影响力越显著[5]。按照极差分析方法, 对铜电极的电极损耗、加工速度和加工工件表面质量的正交试验数据进行极差分析, 见表3。

表3极差结果处理表

2.1 影响表面质量的因素分析

由极差分析可知, 主要影响表面粗糙度Ra的电参数为峰值电流和脉冲宽度。峰值电流对Ra的影响随水平的递增成正比, 并且上升趋势明显。但当峰值电流达到一定程度后, 加工的稳定性逐渐被破坏, 电极和工件间产生拉弧烧伤, 故而表面质量急剧下降;在峰值电流一定的条件下, 随着脉冲宽度的增加, 电加工表面的Ra增大。因为脉冲宽度增大, 单个脉冲放电的时间变长, 单个脉冲放电能量增加, 放电凹坑增大;脉冲间隔和峰值电压对表面粗糙度影响都比较小, 一般情况下, 在脉冲宽度一定时, 脉冲间隔越小, 脉冲放电频率越高, Ra有所降低。由分析知, 获得最好表面粗糙度的最优组合为:A1B2C3D1。

2.2 影响加工速度的因素分析

从表3数据分析可知, 峰值电流、脉冲宽度对加工速度Vw有显著影响, 随着峰值电流增加, Vw急剧增加。造成这种原因是因为加大峰值电流, 相当于加大单个脉冲能量, 因此加工速度也就增大了, 但电流峰值过大, 会使加工稳定性变差而导致加工速度降低;脉冲宽度增加, 加工速度也相应增加, 这是因为当峰值电流一定时, 脉冲能量和脉冲宽度成正比。但如果脉冲宽度过大, 加工速度反而会减小, 因为转换的热能很多都会散失在电极和工件之中;脉冲间隔对Vw影响很小, 一般情况下, 脉冲间隔减小, 则Vw提高;峰值电压对Vw影响也不大。对于铜电极获得最大加工速度的最优组合是A4B3C2D4。

2.3 影响电极损耗的因素分析

由极差分析表3分析可知, 峰值电流和脉冲间隔是影响电极损耗的主要因素。峰值电流增加, 电极相对损耗急速增大, 这是因为工具电极的损耗主要是由电子流的轰击造成, 峰值电流增大, 电子流密度增加, 因此会造成工具较大损耗。另外, 峰值电流的增大, 不利于覆盖效应的利用, 从而使电极损耗增加;脉冲间隙的改变对于电极来说实质就是改变了其覆盖效应, 当脉冲间隙增大, 将导致覆盖效应在电极表面上的电离保护层被油液冲走, 加剧了损耗;在一定的加工条件下, 随着脉冲宽度增大, 工具相对损耗迅速减小, 这是由于单位时间内脉冲放电次数减少, 使放电引起的工具电极损耗减少;峰值电压对电极损耗很小。得到最小电极损耗的最优组合是A3B2C1D1。

3 结语

电火花成形加工效果与加工电参数峰值电流、脉冲宽度、峰值电压和脉冲间隔密切相关且是非线性关系。通过正交试验, 可以找出影响表面质量、加工速度、电极损耗各指标的主次因素以及电参数的最优组合。

电火花成形加工中, 峰值电流与脉冲宽度决定放电能量, 是影响表面质量、加工速度和电极损耗的主要影响因素。

影响电火花成形加工工艺的因素多种多样, 不能孤立地进行单因素分析, 它们是相互制约的。只有进行系统和科学的分析, 才可以改善和提高工件的加工质量。

摘要：电火花成形加工技术在难加工材料、复杂型面、模具等加工领域扮演着重要的角色。但电火花加工的放电过程非常复杂, 整个加工过程受多种因素影响。文章通过正交试验设计和极差的分析方法, 重点探讨了峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隙和峰值电压对工艺效果的影响, 找出了影响加工效果的主次因素和最优组合, 对解决电火花成形加工工艺参数, 优化和提高加工质量具有一定的参考价值。

关键词：电火花成形加工,正交试验,特种加工,加工工艺

参考文献

[1]袁芳革.特种加工方法的内容和趋势[J].机电工程技术, 2011, 40 (7) :142-143.

[2]杨大勇, 伏金娟.电火花成形加工技术及其发展动向[J].航空制造技术, 2010 (5) :43-46.

[3]谢云波, 赵东升, 周鹤群, 等.基于正交试验的电火花加工试验分析[J].精密制造与自动化, 2009 (3) :31-33.

[4]邓祥明.电火花线切割加工工艺试验研究[J].五邑大学学报:自然科学版, 1999 (3) :29-30.

电火花成形加工技术的发展应用 第4篇

关键词：电火花成形 加工理论 加工工艺 加工系统

中图分类号：TG661 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（b）-0052-01

1 电火花成形加工技术的发展状况

因为电火花的成形加工技术在很多加工领域的作用特殊，例如复杂型面、难加工材料、模具等，已使该技术成为先进制造技术领域不可缺少的重要部分。现阶段，对于电火花成形加工技术的理论研究还处在初期阶段。先进的电火花的成形加工技术已经在加工功能方面和加工精度方面以及、自动化程度方面等的实现了进一步改进，使其在工艺设备开发方面的机床拥有模块化功能，同时还可以实现在线检测与智能控制等，已经打破了以往意义上的加工机床格局，更加接近加工中心和数控机床。

2 未来发展趋势

（1）电火花成形加工技术的理论发展趋势。

现阶段，电火花成形加工理论在加工工艺及控制理论方面的分析、研究受到高度重视。

（2）电火花成形加工理论发展方向。

最近，该理论在加工工艺理论和控制理论方面的研究比较集中。该原理需要引进先进的试验技术和研究方法，制定可以有效反应出放电具体过程中和相关规律模型理论深入研究电火花的成形在加工工艺与控制理论方面的研究。若想完成此过程，就一定要充分运用软件中的仿真技术。

（3）电火花成形技术加工装置结构的完善。

电火花成形的加工装置正在朝着数控化的方向稳步发展。由于受到当今切削加工技术的一定制约，以往普遍运用电火花技术的领域已慢慢被切削加工模式所取代。可是在科学技术快速发展形式下，要求零件的制造精度更高，各种性能高的材料使用日益广泛。此外，复杂化、微型化、薄型化是有些零件的结构趋向。在此种状况下，大部分加工领域中所运用的切削加工技术也已受到一定制约，从而促进电火花的成形技术进一步发展，为电火花成形加工技术创造了良好的生存空间以及发展潜力。设计机床结构的工作还需完善，其发展方向主要有下面两个方面，第一，直线伺服系统的使用；第二，机床运动方式及其改进。

（4）电火花成形加工工艺发展方向。

在进行电火花成形加工技术的技工原理研究过后，放电过程的内在规律的进一步揭示，能够使高效率、高精度、低损耗已经是电火花技术重点发展趋势，另外，微细化的加工工艺发展也需要引起注意。

首先是加工过程高效化。虽然通过改进电火花加工伺服系统、控制系统、工作液系统、机床结构等可以体现高效化的加工过程，还要减少上述因素对加工效率的影响，使粗、精加工效率得到提升，辅助时间尽量减少等，因此在一定程度上强化机床自身的自动变成功能，实现机床的在线后台相关变成能力的进一步扩展，相应电机以及部件的定位设备改进和开发都非常重要；机床维护上，机床的在线帮助功能和多媒体功能应当得到增强。

其次是精密化的加工过程。充分运用加工技术与先进的工艺方案，在各个方面有效提升电火花成形加工技术的加工精度，从某个角度而言，部分加工技术可以实现镜面加工水准。可是还需要进一步有效提升电火花的成形技术加工精度。另外，部分关键零件和重要零件的最终加工模式可以利用电火花成形加工技术。同时，工件的尺寸精度和表面粗糙度不应成为对加工精度衡量的局限，还包括变质层厚度、型面的几何精度以及氧化、锈蚀、微观裂纹等。

再次是微细化技工过程。从某方面而言，电火花的微细化与普通电火花的成形加工技术原理比较相似，但是两者也具备自身的优势。比如说在加工设备和电极制定以及工作液循环的系统等多方面都存在着一定的差异。另外，还要对非机械作用力和其干扰对加工时造成的影响等进行深入研究，从而在一定程度上有效提升加工精度以及加工效率等。

最后是运用范围的进一步扩大。现阶段，所有导电金属材料与复杂型腔全能够利用电火花的成形加工技术进行加工，对于半导体材料与非导电材料等的加工也可以利用电火花成形加工技术，产生的实际效果也比较理想。未来的发展趋势就是对半导体材料进行深入研究，在一定程度上提升非导电材料的加工精度和加工工作效率，强化加工时的稳定性，对可以加工的材料实现进一步扩大。

（5）电火花成形加工系统发展方向。

数控机床的中心设备就是数控系统，对其性能进行加强，不但可以提升加工效率以及加工精度，还可以强化加工的稳定性，促进加工范围的进一步扩大，完成比较复杂材料的加工。从数控系统方面而言，电火花成形的加工技术未来的主要发展趋势基本体现在下述几点。

第一，以PC机的开放式作为基础创建数控系统，主要具备多种优势，如集成度比较高、具备较大的控制功能，同时比较容易完成多机控制和多目标控制等。目前，建立基于PC机的电火花成形加工数控系统的重点应放下面几点：模块化系统、缩放性、互换性。

第二，智能化加工过程控制的实现。若想实现电火花成形加工技术的自动化，就一定要以多输出和多输入为前提创建控制系统，实现智能控制，才可以有效处理比较复杂的问题。另外，自学习以及自适应功能更作为智能空盒子系统自身的主要优势，其可以实现控制结构与参数以及方式的有效调节。以下技术是电火花成形加工智能控制系统应重点研究和应用之处：应用专家系统、人工神经网络技术的以及模糊控制技术。

（6）操作安全和环境保护。

为了使电加工产业可持续发展，应采取以下具体措施：封闭机床工作区、运用替代性技术、废弃物的后处理。

电火花成形加工技术在制造业领域有着重要地位，充分利用现代科技发展的相关成果是研究人员今后工作的重点。这样就能够合理引导电火花的成形加工技术相关工艺原理以及控制理论的深入研究，实现机床姐欧股以及设计方案的优化、创新，以PC机的开放性为基础创建数控系统，从而实现电火花的成形加工技术和智能控制技术的有效融合，并且促进电火花成形加工技术朝着更环保和更安全方向发展。

参考文献

[1]左敦稳.现代加工技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2009.

[2]张辽远.现代加工技术[M].北京：机械工业出版社，2004.

[3]赵伟.电火花加工中电极蚀除及其理论基础的研究[D].西安：西北工业大学，2009.

特种加工电火花穿孔成形 第5篇

关键词：模具制造,电火花成形加工,工艺流程

0 引言

模具是一种专业工艺装备, 是满足少切削甚至无切削需求的零件成型工具, 而且在汽车、电器、仪器仪表和通信设备等领域得到了广泛的应用, 用它生产制造出来的产品拥有精度高、生产周期、产品质量稳定等优势, 这是其他加工制造手段所无法比拟的。但这些都有一个重要前提, 即模具本身必须具备较高的精度, 很难想象一个制造精度较差的摸具能够生产出符合要求的产品。

在模具制造领域, 虽然高速切削加工在很多方面已经能够替代电火花成形加工, 但其需满足条件较多, 且制造成本较高。而且在诸如小型精密注射模等一些模具的制造上, 电火花成形加工比高速切削加工更具优势。因此, 用电火花成形加工制造模具仍然有着不可替代的作用, 对其加工工艺进行分析研究具有十分重要的现实意义。

1 模具电火花成形加工的特征

模具电火花成形加工的原理 (如图1所示) 是利用放电产生的高温蚀除掉需要去除的金属, 直至达到需要的形状。在小型精密注射模或工件材料非常硬的加工中, 电火花成形加工占据着重要的地位。具体特征如下:1) 适用于制造那些不能采用切削加工或切削加工比较难以实现的模具;2) 工具电极和模具在加工过程中不接触, 适宜于制造刚度较弱的模具, 以便于进行细微精细制造;3) 便于加工过程的自动化控制;4) 因为没有切削力的影响, 所以被加工模具的变形较小, 实际加工误差也较小。

3 模具电火花成形加工的工艺流程

3.1 电火花成形加工的工艺确定

模具制造前, 工艺人员应该针对被加工模具的特点和加工要求来确定具体工艺。通常而言, 为了提高模具的加工效率, 应尽可能地选择切削加工的方式, 但如果遇到无法装夹 (长径比较大时) 或切削刀具难以接触到的情况, 就要考虑选择电火花加工。

3.2 工具电极的设计与制造

当前主流的CAD/CAM软件 (如UG、Pro/E、Solidworks等) 都集成了电极设计模块, 这极大地提高了模具设计的质量和效率。

电极的具体制造工艺要根据电极的加工要求和企业的制造资源而定。当前有很多企业都已经拥有了能够加工复杂形面的加工中心, 用加工中心加工电极具有效率高、精度高等优点, 是制造形状复杂电极的首选。此外, 对于一些2D电极, 采用线切割加工技术往往可以获得较高的加工质量。

采用快速装夹定位系统直接将电极材料装夹在加工机床的装夹系统上进行制造, 并且能在加工完成后就立即应用于电火花成形机床上, 不用作任何调整就可再进行电火花成形加工。快速装夹定位系统不仅极大地缩短了加工时间, 还确保了电极的装夹、定位精度。

3.3 加工的定位

当工件和电极装夹、校正完成后, 就需要对它们之间的位置进行精确定位。目前用地比较多的定位方式有“四面分中”和“单边分中”两种。

模具电火花成形加工操作中, 可以通过电极基准面与工件基准面的接触感知来实现定位, 例如通过使用基准球实现接触感知定位能达到较高精度地定位要求。

当前在模具制造企业中广泛使用的数控电火花成形机床都具有自动定位功能, 在需要定位时仅需输入一些必要的测量参数, 就能比较快捷地进行地位。

3.4 加工参数的配置

选用电参数是为了实现预定的加工尺寸和表面粗糙度等加工任务, 所以其选择的优劣将对模具最终的加工质量造成重要影响。电参数一般是根据电极缩放量进行确定, 在具体确定时, 要考虑电极数目、电极损耗、电极缩放量等因素。粗加工可以选用安全间隙接近电极缩放尺寸的电参数, 而精加工一般都会选用多组电参数以逐渐逼近最终的加工制造的要求。

4 影响模具电火花成形加工质量的因素及应对措施

4.1 加工质量的主要影响因素

目前, 数控电火花成形机床已经在模具制造企业中得到了普及。除了机床本身的制造精度外, 影响模具最终加工质量的主要因素还包括以下三点:放电间隙及其一致性、工具电极损耗、工件结构形状。

4.2 加工质量分析

模具电火花加工精度受到诸多因素影响, 其中电极因素是主要因素。在进行电极设计时, 只有同时考虑电极的尺寸精度和其放电时的位置精度, 才能最终确保所加工型腔的误差在设计要求的范围之内。

4.3 应对措施

4.3.1 采用多电极加工法

可根据粗、半精、精加工中放电间隙不同的特点, 分别采用粗加工电极、半精加工电极和精加工电极来完成整个型腔的加工过程。

4.3.2 合理选择电极材料

电火花加工中, 电极材料一般使用紫铜或石墨, 但在加工精度要求较高时, 还可选用铜钨合金。紫铜电极虽然具有熔点低、磨削困难且不宜采用大电流等缺点, 但其电极相对损耗小, 并且经锻造后还能做成其他电极, 加工性能稳定, 使用范围较广泛。石墨电极虽然磨削容易, 并且能通过吸附炭来补偿电极损耗, 但其不利于通过机械切削的方式进行制造, 即使制造出来的精度也较低, 所以很难适用于精加工过程。铜钨合金电极的电极损耗极小, 特别适用于加工一些精度要求高的型腔, 但其成本也较高。因此, 应根据要制造电极的特点, 在综合分析判断各类材料优缺点的基础上, 选择合理的电极材料。

5 结论

电火花成形加工在模具制造领域占据着重要的地位, 对其加工工艺进行研究, 并对影响加工制造精度的因素进行控制, 对促进我国模具制造业的发展具有积极作用。因此, 模具制造技术人员应根据模具制造的特点, 对电火花成形加工的工艺作进一步的创新和完善, 以促使电火花成形加工技术地不断取得进步和发展。

参考文献

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