特种加工教案

教案(1)．加工各种形状复杂的型腔和型孔。

(2)．电火花加工常作为模具工作件淬火后的精加工工序。

(3)．对如图3.3所示的模具型孔或型腔，可以整体成形，不必按图中分成1、2、3块的方式进行镶拼。

(4)．可以用作模具工作件的表面强化手段。

(5)．可以进行电火花磨削。

(6)．电火花加工可以刻字和刻制图案图3.3 镶拼凹模小结通过本次课程的学习，主要应了解特种加工的种类和特点，掌握电火花加工的原理、特点和应用。

在讲课的时候电火花加工的原理要配合动画或者相应的原理图来讲解，对于其特点和应用要举我们熟悉的例子。

教案教案3）分解式电极 是将复杂形状的电极分解成若干简单形状的电极，对型孔进行若干次分别加工成形。

图3.11是用分解式电极加工凹模的示意图。

4）组合式电极 为了简化定位工序，提高型孔之间的位置精度和加工速度，可以采用组合式电极，如图3.12所示。

(2）．加工型腔的电极型腔电极与型孔电极一样，也可分为整体式、镶拼式、组合式和分解式。

用得较多的是前两种。

因为型腔加工，几乎都是盲孔加工，排气、排屑条件较差，掌握不好将会严重影响加工状态的稳定性，甚至使加工无法进行。

所以，在设计时往往都通过设置排气、排屑孔和冲油孔来改善加工条件，如图3.13和3.14所示。

图3.10 镶拼式F 形硅钢片电极 图3.11 用分解式电极加工的凹模图3.12 组合式电极图3.8 减轻结构（a ）减轻孔 （b ）减图3.9 尾部加强的整体小电极3．电极截面尺寸的确定电极的截面尺寸分成横向截面和纵向截面尺寸。

(1)．穿孔电极的尺寸确定1）电极长度图3.15是穿孔电极长度计算图。

其电极有效长度L为：L=k H +H1mm （3-1）式中H——凹模需电火花加工的厚度；H1——其大小为（0.4～0.8）H；L’——夹持端长度。

约为10～20mm）。

k——与电极材料、型孔的复杂程度以及加工方式有关的系数。

在生产实践中，还广泛使用阶梯电极。

所谓阶梯电极就是在原电极的基础上适当加长，如图3.16所示。

尺寸计算主要是L′和d′：L′＝（1.2～1.4）H mm（3－2）d′＝ d－2a或者d′＝（0.7～0.8）d（3－3）式中 H——为凹模需电火花加工的厚度；a——为单边缩小量。

2）电极的截面尺寸电极的截面尺寸是按凹模型孔的截面尺寸均匀地减小一个单面放电间隙δ，其尺寸公差可取凸模相应尺寸公差的1／2～1／3，表面粗糙度一般取Ra0.8μm～Ra1.6μm。

a）按凹模尺寸和公差确定电极截面尺寸如图3.17所示，电极的截面尺寸可按下式计算：图3.13 设排气、排屑孔的电极图3.14 设冲油孔的电极图3.16阶梯电极图3.17 电极与凹模的尺寸关系图3.15 穿孔电极长度计算图2-90tg 2'αδ︒-=A A a ＝A ±k δ （3－4）式中 a ——电极的截面尺寸；A ——型腔的名义尺寸；k ——系数，双边尺寸（图中a 1、a 2）取2，单边尺寸（图中r 1、r 2）取1，无缩放的（图中C ）取0：±——当电极轮廓为凹下（图中a 2、r 2）时取“＋”，为凸起（图中a 1、、r 1）时取“－”；δ——精加工时的放电间隙，就是电极单边缩放量。

b ）按凸模尺寸和公差确定电极截面尺寸分为三种情况：第一种 凸模和凹模的配合间隙等于放电间隙，即X ＝δ。

此时，电极的截面尺寸与凸模的截面尺寸完全相同。

第二种 凸模和凹模的配合间隙大于放电间隙，即X ＞δ。

电极的截面尺寸在凸模的四周均匀增大一个（X-δ）值。

如图3.18所示。

第三种 凸模和凹模的配合间隙小于放电间隙，即X ＜δ。

电极的截面尺寸在凸模的四周均匀缩小一个（δ-X ）值。

如图3.19所示。

(2)．型腔电极的尺寸确定型腔电极的纵向截面尺寸的确定是以型腔尺寸和放电间隙δ为依据进行计算。

参考图3.20，计算式如下：H ’= H （3－5） R 1’=R 1-δ （3－6）R 2’=R 2+δ （3－7）（3－8）电极总长度可由下式计算：L ＝H ’＋L 1＋L 2 mm （3－9）式中 L ——电极的有效长度； 图3.18 按凸模均匀增大的电极图 图3.19 按凸模均匀减小的电极图L 1——电极需伸入型腔的高度；L 2——预留长度，考虑加工终了时夹具与工件不碰撞和电极重复使用等因素，一般预留10～20mm 为宜。

4．电极制造的工艺方法电极的制造不仅与材料有关，还与复杂程度和尺寸大小有关。

成形磨削的电极是与凸模用粘结剂粘结在一起同时磨削的，也可以用锡焊将电极与凸模连接在一起。

多型孔穿孔电极，可采用数控加工方法制造，也可按组合式电极制造。

有些电极形状较为复杂，可采用数控加工方法制造，也可按镶拼式电极进行制造。

阶梯电极的小端也可以成形磨削，。

(1)．石墨电极及其加工石墨电极是电火花加工中最常用的电极材料之一。

石墨电极的制造基本上都采用切削加工和成形磨削。

石墨电极还可以压力振动的方法加工。

无论是整体电极还是拼合电极，都应使压制时的施压方向与电火花加工的进给方向垂直，如图3.21所示。

(2)．铜电极及其加工铜属软金属材料，加工时易变形，加工的电极表面粗糙度较差。

切削加工时要用肥皂水作工作液，同时，进刀量要尽可能小。

(3)．铜钨合金、银钨合金电极及其加工宜选用硬质合金刀具作切削加工。

磨削加工时容易堵塞砂轮；选择的砂轮粒度不能太细，宜选用白刚玉砂轮；磨削时要加磨削液。

薄的工件加工时容易回弹，因此，进刀量要尽可能小。

5、电极和工件的装夹定位(1)．电极的装夹装夹电极的夹具有：钻夹头、螺纹夹头、十字铰链式夹具、球面铰链式夹具等。

(2)．工件的装夹工件一般直接压在工作台上；若有冲油要求时，工件要安装在工作台上的油杯或垫块上；待找正后用压板和螺栓压紧。

(3)．找正与定位找准电极与工件间正确的相对位置，以保证模具的制造精度。

而定位就是将电极和工件间找正后的位（a ） （b ） （c ）图3.21 石墨电极的方向性与拼合法（a ）石墨压制施压方向 （b ）不合理拼合 （c ）合理的拼合 图3.22 精密角尺找正法教案课题： 3.2.7 电火花成形加工的主要加工方法3.2.8 电火花加工规准的选择3.2.9 电火花加工的工作液选择教学目的： 1．掌握电火花成形加工的主要加工方法2．掌握电火花加工规准的选择3．了解电火花加工的工作液选择教学重点： 1．电火花成形加工的主要加工方法2. 电火花加工规准的选择教学难点：电火花加工规准的选择教学方法：讲授教具：多媒体课时：2学时3.2.7 电火花成形加工的主要加工方法电火花成形加工方法主要有穿孔加工方法和型腔加工方法。

常用的电火花型腔加工方法有单电极平动法、多电极加工法、分解电极加工法和程控电极加工法。

图3.25 单电极平动头加工示意教案课题：3.3 电火花线切割加工教学目的： 1．掌握电火花线切割加工的原理、特点和分类2．了解快走丝线切割机床简介教学重点： 1．电火花线切割加工的原理、特点和分类教学难点：无教学方法：讲授教具：多媒体课时：2学时3.3.1 电火花线切割加工的原理、特点和分类1．电火花线切割加工的原理电火花线切割加工与电火花成形加工都是直接利用电能对金属材料进行加工的，同属蚀除加工，其加工原理相似。

线切割加工是利用不断运动的电极丝与工件之间产生火花放电，从而将金属蚀除下来，实现轮廓切割的。

如图3.26所示图3.26 电火花线切割加工原理图1-工作液箱 2-储丝筒 3-电极丝 4-供液管 5-进电块6-工件 7-夹具 8-脉冲电源 9-纵横拖板2．电火花线切割加工的特点与电火花成形加工相比，电火花线切割加工有如下特点：(1)．不需要单独制造电极(2)．不需考虑电极损耗(3)．能加工精密细小、形状复杂的通孔零件或零件外形(4)．不能加工盲孔63245关教案X YY X SR4SR1SR2SR3NR2NR3NR4NR1(a )(b )图3.32 Z 的确定 例1 不考虑间隙补偿和工艺，编制图3.33所示直线的程序图3.33 直线编程图 图3.34圆弧编程图（1） B20000 B10000 B20000 GX L1（2）以左下角点为起始切割点逆时针方向编制程序：B10000 B0 B10000 GX L1B20000 B15000 B20000 GX L1B20000 B15000 B20000 GX L2B10000 B30000 B30000 GY L3技巧：与x 或y 轴重合的直线，编程时X 、Y 均可写作0，且可省略不写。

例如：B10000 B0 B10000 GX L1可简写成：B B B10000 GX L1例2．不考虑工艺，编制图3.34所示圆弧的程序(A →B) B9800 B2000 B29800 GX NR1(B →A) B0 B10000 B28000 GY SR3小 结通过本次课程的学习，主要应掌握电火花线切割加工的程序编制，编程规则要详细讲解，编程要多实举例。

教案课题： 3.3.4 电火花线切割加工工艺3.3.5 电火花线切割加工规准的选择教学目的： 1．掌握电火花线切割加工工艺2、掌握电火花线切割加工规准的选择教学重点：掌握电火花线切割加工工艺教学难点：掌握电火花线切割加工工艺教学方法：讲授教具：多媒体课时：2学时3.3.4 电火花线切割加工工艺1．间隙补偿方法电极丝与被加工材料之间有一定的放电间隙（0.01㎜）。

因此，实际加工的凸模尺寸比图纸要求尺寸小。

凹模尺寸比图纸要求尺寸大。

电极丝偏移方向选择如图3.35所示：图3.35 电极丝偏移方向1）基准件补偿值的确定基准件：按图纸要求加工，符合图纸尺寸要求的零件。

基准件补偿值＝实际电极丝半径＋单边放电间隙。

编程时按电极丝中心运动轨迹线尺寸来编程。

编制如图3.36（a）所示的凸模程序：先画出电极丝偏移后的切割轨迹线，如图3.36（b）所示虚线，并计算出切割轨迹线的尺寸；最后按照偏移后的电极丝切割轨迹线尺寸编程。

（a）零件图（b）轨迹图图3.36例题：如3.36（b）所示，已知钼丝半径为0.18，单边放电间隙为0.01mm，以A点为起始切割点逆时针方向编写凸模程序。

程序如下：B42200 B0 B42200 GX L1B0 B20100 B20100 GY L2B8100 B0 B16200 GY NR1B0 B11900 B11900 GY L4B9800 B0 B9800 GX L3B0 B12000 B12000 GY L2B16200 B0 B16200 GX L3B0 B20200 B20200 GY L42）配合件补偿值确定：配合件：与基准件按一定的间隙配合的零件。

配合件补偿值＝基准件补偿值－单边配合间隙2．正确选取引入、引出线位置和切割方向1）．起始切割点（引入线的终点）的确定起始切割点的选择原则如下：（1）当切割工件各表面粗糙度要求不一致时，应在较粗糙的面上选择起始切割点。