電火花型腔模具成型技術(shù)與模具設(shè)計(jì)

杜希亮

（淮安中綠園林機(jī)械制造有限公司，江蘇 淮安　223300）

電火花型腔模具成型技術(shù)與模具設(shè)計(jì)

杜希亮

（淮安中綠園林機(jī)械制造有限公司，江蘇 淮安223300）

電火花加工型腔模具加工在模具制造方面發(fā)揮著越來越重要的作用。文章闡述了電火化加工技術(shù)的原理及特點(diǎn)，對(duì)電加工加工的工作過程及分類做了詳細(xì)說明。針對(duì)電火花型腔模具加工，文章分別討論了簡(jiǎn)單電極平動(dòng)、多電極更換、分解電極等方法，并解釋了其加工原理。電火花加工在提高加工質(zhì)量、擴(kuò)大工藝范圍方面作用顯著，為型腔模具加工提供參考依據(jù)。

電火花；型腔模具；加工原理；工作過程

1　電火花加工原理與特點(diǎn)

電火花加工是利用工具電極與被加工工件之間的微小的火花間隙放電，發(fā)生電腐蝕現(xiàn)象，使被加工材料去除，獲得較高的加工精度的一種特種加工方法。在工具電極與被加工工件的放電間隙減小的時(shí)候，巨大的電流密度促使兩個(gè)電極之間形成脈沖性的火花放電現(xiàn)象，產(chǎn)生瞬時(shí)高溫加劇被加工材料的熔化和氣化，最后將熔化的材料去除。電火花加工原理如圖1表示。

圖1　電火花加工的原理圖

電火花加工需要有三個(gè)條件，才能保證加工過程的正常運(yùn)行。第一是電火花的電源必須是脈沖電源，不能是連續(xù)的。第二是保持工具電極與被加工工件電極之間保持合理的放電間隙，為實(shí)現(xiàn)放電間隙的連續(xù)可控，電火花加工必須采用合理的自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)。第三是工具電極與被加工工件必須處在一個(gè)適當(dāng)?shù)囊后w介質(zhì)內(nèi)，通常液體介質(zhì)具有固定的絕緣強(qiáng)度。

電火花加工的特點(diǎn)很多，相對(duì)于傳統(tǒng)加工，它可以完成高強(qiáng)度，高硬度，難加工材料的加工，但是必須是金屬導(dǎo)電材料。電加工加工精度高，可以獲得較高的表面質(zhì)量，但是由于放電過程會(huì)產(chǎn)生溫升和熱變形，放電過程會(huì)導(dǎo)致工具電極損耗，影響加工效率。電火花穿孔成型技術(shù)目前也發(fā)展迅速，這種加工方法的原理也是電腐現(xiàn)象，但是由于孔加工復(fù)雜，所以需要進(jìn)行多次反復(fù)的復(fù)雜加工。目前電火花穿孔成型可以進(jìn)行沖模加工、深孔、擠壓模等，型腔加工包括鍛模、壓鑄模等。

2　電火花型腔模具加工

電火花加工的主要工藝包括：電火花線切割、電火花穿孔成型加工、電火花型腔模具加工等。電火花型腔模具加工根據(jù)電極的運(yùn)動(dòng)情況可以分為三類，即單工具電極直接成型、多工具電極不斷更換、分解工具電極等。

單電極直接成型只有一個(gè)工具電極，所以電極的運(yùn)動(dòng)為平動(dòng)，一次加工中，單電極進(jìn)行粗加工，采用較低地電參數(shù)減少電極損耗。接著電極做圓周運(yùn)動(dòng)或平行移動(dòng)，不產(chǎn)生豎直方向運(yùn)動(dòng)對(duì)放電間隙進(jìn)行補(bǔ)償，在修正側(cè)邊時(shí)，只需要對(duì)電極加工部分整頓即可。

多電極更換法是利用多個(gè)電極，在不同的加工精度時(shí)實(shí)現(xiàn)更換。利用粗加工電極，采用較大的加工電參數(shù)去除大量的金屬材料，再更換電極，用精加工電極，較小的電參數(shù)實(shí)現(xiàn)微量去除，從而達(dá)到加工目的。

分解電極法是根據(jù)不同的型腔模具形狀，在加工時(shí)候分級(jí)加工，包括主型腔電極和副型腔電極，對(duì)于不同的部位采用不同的加工電極。主型腔加工電極加工主型腔，這有利于改善加工表面質(zhì)量和加工精度，同時(shí)減少電極的加工難度，有利于修正優(yōu)化。

電火花加工對(duì)于型腔模具制造是有利的，但是對(duì)于一些定位困難，曲面形狀復(fù)雜的模具，需要設(shè)計(jì)特定的運(yùn)動(dòng)軌跡和和特定的配合間隙完成不同電極的加工。電火花工具電極加工沖模時(shí)應(yīng)先加工凹模，然后將端部損耗的地方去掉，加工成凸模。加工后的原理圖如圖2所示。

圖2　電火花模具加工原理圖

直接加工通過調(diào)節(jié)凸模與凹模的配合間隙實(shí)現(xiàn)電流脈沖參數(shù)的調(diào)整，從而合理控制放電間隙。由于會(huì)產(chǎn)生加工斜度，所以在實(shí)際加工中通常采用凸模倒裝的方式，從而利用了這種加工斜度，優(yōu)化了加工范圍，提高加工效率。

3　結(jié)語(yǔ)

未來的模具制造業(yè)不再僅局限于鑄造成型，對(duì)于一些復(fù)雜難加工的模具可以通過電火花放電加工來完成。電火花加工技術(shù)在其他加工領(lǐng)域如電火花線切割技術(shù)加工特殊曲面等，在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中獲得良好的效果。隨著科研人員的深入研究，電火花型腔加工將成為主要的模具加工方式，朝著高效化、綠色化方向發(fā)展。

［1］霍孟友，張建華，艾興.電火花放電加工放電狀態(tài)檢測(cè)方法綜述［J］.電加工與模具，2003，（3）：17-20.

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Electric Spark Cavity Mold Technology and Mold Design

DU Xi-liang
（Huai'an Zhonglv Garden Machinery CO.LTD.，Huai'an，Jiangsu 223300，China）

EDM cavity mold processing plays a more and more important role in mould manufacturing.The paper expounds the principle and characteristics of electric spark machining technology，and describe sthe work process and classification of electric machining process in detail.For electric spark processing mould cavity，the article discusses the simple electrode orbiting，replacement of multielectrode，electrode decomposition methods，and explain the its processing principle.EDM in improving the quality of processing，expanding the scope of the role of significant，to provide reference for the mold cavity processing.

electric spark；cavity mold；processing principle；working process

TG661

A

2095-980X（2016）04-0070-01

2016-03-19

杜希亮（1985-），男，江蘇淮安人，助理工程師，主要研究方向：模具設(shè)計(jì)與制造。