电极设计

南京信息职业技术学院毕业设计论文作者学号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：年月日毕业设计中文摘要毕业设计外文摘要目录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。

电火花机床的基本知识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。

电火花的优点与缺点优点（）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。

水冷真空电极
水冷真空电极是一种用于高温或高电流环境下的电极，它通过水冷系统来维持电极的温度，以保证电极的正常工作和真空环境的稳定。

水冷真空电极的设计通常包括以下几个关键部分：
电极座：中间设置有通孔，用于穿设电极棒。

电极棒：在电极棒上设置有环形安装凸台，用于固定和支撑电极。

绝缘法兰：位于电极座与电极棒的环形安装凸台之间，用于确保电极的绝缘性能。

铜法兰：设置在环形安装凸台的另一侧，用于增强电极的导电性能。

冷却系统：电极棒中设置有冷却水通道，通过循环冷却水来散发电极工作时产生的热量，防止温度过高而破坏真空密封圈，影响真空室的真空度。

在实际应用中，水冷真空电极可以用于多种设备，如真空炉、真空钎焊炉、真空退火炉、真空烧结炉等。

这些设备在工作时会产生大量的热量，水冷系统是其关键部件之一，能够实现快速、均匀的降温，保证设备的正常运行和生产效率。

光学式溶解氧电极的电路设计
光学式溶解氧电极是一种用于测量水中溶解氧浓度的传感器，
它利用氧分子对光的吸收特性来测量溶解氧的含量。

下面我将从电
路设计的角度对光学式溶解氧电极进行详细的回答。

首先，光学式溶解氧电极的电路设计需要考虑到光源、光电探
测器、信号放大和处理电路等部分。

光源通常采用LED作为光源，LED的选择需要考虑到波长和功率的匹配，以确保光源能够有效地
激发溶解氧传感膜的荧光发射。

光电探测器则用于接收溶解氧传感
膜发射的荧光信号，常用的光电探测器包括光电二极管（photodiode）或光电转换器。

其次，信号放大和处理电路是光学式溶解氧电极电路设计中至
关重要的一部分。

荧光信号较弱，需要通过放大电路进行信号放大，以提高信噪比和测量精度。

放大电路通常包括前置放大器和滤波器，用于放大和滤除杂散信号。

此外，还需要采用模数转换器（ADC）将
模拟信号转换为数字信号，以便于微处理器或其他数字设备进行处
理和显示。

另外，光学式溶解氧电极的电路设计还需要考虑到电源管理和
温度补偿等问题。

电路需要稳定的电源供应以确保测量的准确性和稳定性。

同时，温度对溶解氧的测量也有影响，因此需要考虑温度补偿电路，以消除温度变化对测量结果的影响。

总的来说，光学式溶解氧电极的电路设计需要综合考虑光源、光电探测器、信号放大和处理电路、电源管理和温度补偿等多个方面，以确保测量的准确性和稳定性。

在设计过程中需要充分考虑传感器的特性和测量环境的要求，选择合适的元器件和电路方案，进行严谨的电路设计和测试验证。

电极材料的设计及优化随着电化学能源储存技术的不断发展，电极材料在电化学能源储存领域中的作用越来越重要。

电极材料不仅直接影响电池的性能和寿命，而且也是影响电池成本的主要因素之一。

因此，如何设计和优化电极材料以实现高性能和低成本一直是电化学行业研究的热点之一。

本文对电极材料的设计及优化进行探讨。

1. 电极材料的基本特性电极材料是电化学能源储存领域中最重要的组成部分之一。

根据其功能不同，电极材料可以分为正极材料和负极材料。

正极材料是电池中接受电子的一侧，负极材料是电池中释放电子的一侧。

正负极材料的结构和成分不同，主要是由活性物质和导电剂等组成。

电极材料的基本特性包括：电化学活性，导电性，稳定性和物理结构。

电化学活性是指电极材料对电解液中离子的电化学反应活性，影响电池的电能存储能力。

导电性是指电极材料导电的能力，对电池的储电效率和功率密度有着直接的影响。

稳定性是指电极材料在电解液中的稳定性，与电池的寿命和安全性密切相关。

物理结构则影响电极材料的比表面积和孔隙度等基本性能指标，该指标对电极材料的储能效率和透气性等有影响。

2. 电极材料设计的基本原则设计高性能的电极材料需要遵循以下基本原则：（1）明确设计目标首先需要明确电极材料的设计目标，包括电池的容量、功率密度、寿命、成本等方面。

不同的应用场景需要不同的电极材料设计策略。

（2）合理选择基础材料电极材料的基础材料通常是碳、金属、硫、过渡金属等，不同基础材料具有不同的特点，如价格、导电率、化学稳定性等。

根据设计目标选择合适的基础材料是设计成功的关键。

（3）合理设计电极结构电极结构的设计需要考虑到电极的孔隙度、比表面积、电极内部的排列方式等因素，以实现良好的电解液浸润、质子传递和离子扩散等性质。

（4）提高电极材料的特性为了提高电极材料的电化学活性、导电性和稳定性等特性，可以采取合适的添加剂或方式，如微米结构设计、表面改性以及掺杂等方法。

3. 电极材料优化电极材料的优化可以通过算法优化、基础化学优化和材料多孔化优化等多种方式来实现。

如图示：电极外形到底座边不能小于1mm,因为骨位开粗留1MM。

否则编程比较麻烦!如图示：须复制实体曲面旋转检查，确认两个零件是否一样！如图示：做中心线要检查X，Y是否中心。

Z是否零位!如图示：电极拆完后，用以上方法检查有无漏公！如图示：电极C角其它三边R角须一样大,方便标数！如图示：白色镶针顶面（弧面）为碰穿面，镶针只有￠2大。

CNC难加工,须出电极加工!如图示：镶件可升高一定高度拆电极，方便电极加强。

电极图纸注明升高多少加工即可！如图示：简单的零件也须同钢料编程员沟通商量加工问题，那部分光刀、那部分出电极。

不沟通很容易产生漏加工、漏电极！不要把问题留在自已身上，多沟通！如图示：红色处骨位（1mm宽、1mm深）出整公打火花，电极利角清至最小R角即可。

此类骨位电脑锣加工时间长，易损刀。

出电极加工快，骨位底部平整性好！如图示：斜顶胶位影响FIT斜顶，出电极时当A类电极拆！如图示：红色产品为软胶，黄色产品为硬胶，硬胶须FIT 模，出电极时要多加考虑（那部分该延长，那部分不该延长）！如图示：利角处须锣两面，做底座时靠边做，方便二次加工!如图示：唧嘴孔车电极加工，X、Y圆孔分中为零，Z 碰底。

出电极时要清楚光刀位置，出电极范围！所有圆柱铜公深度数须从铜公底部拿数，不能在其它级位拿数！机自检电极加工顺序一、 A类电极二、 B类电极三、 C.D类电极四、 E类电极.电极清单备注栏注明装镶件打类电极.五、 斜方（700～799）类电极.行位（800～899）类电极.六、 镶件类电极（电极量少的模具尽量一次加工完）（拆电极须按以上顺序）2007-08-02电极图纸常见问题1．X，Y，Z数数漏标、标错、经常是小数。

2．深度碰数面在图纸上不清晰、模糊。

3．分中拿数位置、单边拿数位置不清晰，没有指明清楚。

4．要指明偏数方向的没有标偏那一边。

5．中心线没有拉长，图纸上看不清楚那条是中心线6．电极C角漏标、标错。

7．备注栏注明不清楚、漏注明。

电极设计检查要点此流程用于电极设计员自检和互查，电极设计完工后请按此流程检查，以保证电极设计品质及避免低级错误的发生。

新模电极检查要点：一.核对工件图信息:1.工件图上的版本与工艺定单上的版本以及收到的3DPART的版本是否一致.2.工件的表面要求.(是否抛光,是否有CH面,表面粗糙度是多少----此项与电极数量有很大的关系)3.工件图上的尺寸公差,是否有局部留铁或去铁的情况,是否有局部特征公差很大的情况(如+0.0/-0.30),视具体情况在电极造型中考虑进去.4.工件材料.(不同的工件材料对电极的损耗程度也有很大的区别,按材料的不同考虑适当的电极数量)5.工件图的尺寸基准.(电极的设定基准应与工件图的尺寸基准保持一致)二．工艺卡以及工艺定单:1.查看工艺卡或工艺定单上的各加工工序的顺序,了解各工序对应的加工部位,能独立想象出该工件EDM加工前的特征形状.2.EDM加工时工件是否还留有加工余量或工艺角,是否会对设定造成影响.3.清楚的了解工艺卡上附图所指示的加工工艺和对应的加工工序,明确对应的特征是去余量还是做准.4.工艺卡中是否要求EDM加工一些特殊的特征(如螺纹,拉料钉,工件背面挂台,热流道等)5.电极数量与工件数量是否匹配。

6. 工件编号,模具编号与电极编号是否一致.7. 核对电极订单有无漏写，错写，电极是否正确，连贯。

三．ASM装配中，应检查：1．电极与工件是否有干涉和间隙。

2．阴影显示下，电极和工件的边界线是否吻合。

3．电极与工件贴合面的角度是否一致。

4．电极的安全高度是否安全。

5．电极是否顶面设定。

6．是否可用ORB（平动方式）加工。

7．斜面或近似斜面的曲面有没有斜面补偿。

8. 工件和电极是否有倒拉。

四．Drw工程图应检查：1．中心线是否分中。

(包括工件中心和电极中心)2．偏移尺寸(设定尺寸)是否正确。

3．电极设定深度是否正确。

4．NOTE标注的放电是否与实际扣放电一致,精加工电极是否已扣放电。