型腔电极的设计.docx

型腔电极设计
下图所示型腔 表面粗糙度Ra1.25
（1）设计加工型腔的精加工工具电极（不采用平动修整的工艺方法）。
（2）根据工艺参数曲线图表确定峰值电流、脉宽及脉间。并说明该规准所能达到的加工效率、电极损耗率及单边侧面放电间隙。

型腔形状、位置尺寸如下图所示：

型腔内部轮廓图：

一、 工具电极形式选择
根据电极外形尺寸的大小与复杂程度、电机结构的工艺性等因素综合考虑， 可分为：整体式电极、组合式电极、镶拼式电极。 组合式电极：在同一个凹模上有多个型孔时，可将多个电极组合在一起，一 次穿孔完成各型孔的加工，这种电极称为组合式电极。 镶拼式电极：形状复杂，整体加工困难的电极，可采用镶拼式结构。 根据工具电极的部分参数及相关要求，择优选择电极形式为整体式电极
二、 选择电参数
在型腔精加工时，需按表面粗糙度（见书本图2-36）来选择脉宽和峰值电流。而表面粗造度应优于R1.25µm，一般都选用窄脉宽和小峰值电流进行加工，从而再可根据图（见书本图2-35,图2-37和图2-38）来查出相应参数选择，如放电间隙、腐蚀速度和电极损耗。
相应参数选择归纳如下表：

i峰值
4.3
5.4
10
13
16
21
27
t0脉冲宽度
110
25
7
4
2.7
2.3
2
V单边间隙
0．020
0.025
0．025
0．025
0．020

θ%蚀除速度
3.5
4.5
5
7
8
8
10
S电极损耗
1．2
12
70

80

型腔模的加工比较困难，因为是不通孔加工，工作液循环和电蚀产物排除条件差，工具电极损耗后无法靠主轴进给补偿精度，金属蚀除量大，其次是加工面积变化大，加工过程中店规准的变化范围大，并由于型腔复杂，电极损耗不均匀，对加工精度影响大。因此对型腔模电火花加工，既要求蚀除量大，加工速度高，又要求电极损耗低，并保证所要求得精度和表面粗糙度。
依据精加工的电参数，最主要应注意的是：表面粗糙度、精度（放电间隙）、生产效率和电极损耗。应尽量使腐蚀速度快，电极损耗小，峰值电流小（与尖角有关），所以择优选择第一组数据，i峰=4.3，t0=110，v=0.02，θ%=3.5，s=1.2。

三、 电极尺寸计算
电极尺寸与所加工模具的大小、形状、复杂程度有关；与电极材料、电加工参数、深度、余量及间隙有关。
水平尺寸确定：计算公式为a=A±kb
其中： a为电极水平方向尺寸，b为电极单边缩放量(单边火花放电间隙)，K为系数，A为型腔图样上的名义尺寸
设计电极水平尺寸时注意:
1) 型腔图样上的名义尺寸A应取中值尺寸。
2) 计算出的电极尺寸应规定公差，一般可取凹模型孔公差的1/2—1/3

单边放电间隙S=0.02 a为取相应尺寸的中值尺寸
a1=40.02-0.02=40
c=20
a3=100+2X0.02=100.04
a4=20.01-2X0.02=20.97
a5=19.99+2X0.02=20.03
a6=80+2X0.02=80.04
R1=20+0.02=20.02
R2=20-0.02=19.98
将上述尺寸进行标注，而公差可取型腔的1/2，电极零件形状图如下图所示：

根据粗糙度的要求，电极的Ra值要比型腔的Ra值高一档次，故而可取电极Ra0.63。
四、校核电流密度
加工面积小时不宜选择过大的峰值电流，否则放电集中，易于拉弧。一般小面积时以保持3-5 A/cm2，大面积时以保持1-3 A/cm2的视在电流密度为宜。依据这个我们可以知道电流密度适宜。
五、防止产生塌角
考虑到其他因素的影响，如排气孔，充油孔，脉肩等，应在电极相应部位进行适当的加工，尤其是尖角部位，要防止塌角的产生。处理后的电极工具如下图所示：

电极总高度H的确定：（图）
H= L1+L2
L1：电极每加工一个型腔，在垂直方向的有效高度，包括型腔深度和电极端面损耗量，并扣除端面加工间隙值。
L2：考虑到加工结束时，电极夹具不和夹具模块或压板发生接触，以及同一电极需重复使用而增加的高度。
六、排气孔和冲油孔的设计
当型腔加工时应及时将电加工过程中产生的气体排出，否则，容易出“放炮”现象。放炮造成的震动容易使工件错位。而且考虑到电火花加工时对工作液的要求，
为了保证加工零件的精度，有时我们还应该适度的开设冲油孔保证工作液，及时进行排屑。型腔加工一般为盲孔加工，排气、排屑比较困难，会影响加工速度、定性和表面质量。在不易排屑的拐角、窄缝处开冲油孔。但冲油孔冲、抽油时应该注意压力不能过大，冲抽油压力一般为20KPA左右，可随深度的增加而增加。冲油压力增加，电极损耗也增加。在蚀除面积较大以及电极端部有凹入的部位开排气孔，孔径一般为φ１－φ２。若为一个孔以上，则孔距一般２０－４０左右，孔要适当错开。
七、装夹方式确定与校正
根据设计电极参数，考虑到为了方便有效调节电极相对位置等因素，我们可采用如图所示装夹形式。
电极装夹好后必须进行校正才能加工，不仅要调节电极与 工件基准面垂直，而且需在水平面内调节、转动一个角度， 使工具电极的截面形状与将要加工的工件型孔或型腔定位的 位置一致。
校校正常用的几种方法如下：1、当电极直臂面较长时，可用精密角尺对光校正或百分表校正。2、可按电极或电极上固定板端面作辅助基准校正电极，这是使用百分表检验电机与工作台平行度。3、对没有直臂面的电极，在校正时是比较困难的，只有采用精规准、小电流放电打印法，使用电极与工件四周火花放电均匀，已完成校正和找正工作。