模具製造技術第三章模具特種加工方法

2022-09-18 01:42:02 字數 4898 閱讀 7005

第三章模具特種加工方法

思考題答案

1、 電火花加工的基本原理是什麼?

答:電火花加工的原理圖參照如圖3-1。工具電極4與工件1分別與脈衝電源2的兩個輸出端連線,並且都浸在工作液裡,自動進給調節裝置3使工具電極與工件之間保持一定的放電間隙(一般約為0.

01~0.2mm)。脈衝電源不斷發出脈衝電壓加在工具電極與工件之間,當脈衝電壓增大到間隙中工作液的擊穿電壓時,將會發生火花放電,放電區的高溫把該處的電極和工件材料熔化,甚至汽化,在電極和工件表面都被蝕除一小塊材料,形成小的凹坑。

隨著脈衝電壓的結束,乙個放電過程完成。緊接著下乙個放電過程又開始,周而復始,工具電極不斷地向工件進給,工件表面形成無數小的凹坑。隨著工件不斷地被蝕除(工具電極材料儘管也會被蝕除,但其速度遠小於工件材料),工具電極輪廓形狀就能複製在工件上而達到加工目的。

2、電火花加工必須具備哪些條件?

答:(1)必須使工件電極和工具電極之間經常保持一定的間隙,間隙一般為0.01~0.

2mm,以便形成火花放電的條件。在電火花加工過程中,必須用工具電極的自動進給調節裝置來保持這個間隙。

(2)電火花放電必須是脈衝性和間歇性的,放電延續時間一般為10-7~10-4s,這樣才能使放電所產生的熱量來不及傳導擴散到其餘部分,從而只在極小的範圍內使金屬區域性熔化。

(3)電火花放電必須在具有一定絕緣性能的液體介質中進行。液體介質沒有一定絕緣性能,就不能擊穿放電,形成火花通道。在放電完成以後,液體介質能迅速熄滅火花,使火花間隙消除電離。

同時對電極表面進行較好的冷卻,並能從工作間隙帶走電蝕產物。

3、電火花加工有哪些特點?

答:(1)可以加工用一般機械加工方法難以加工或無法加工的材料。

(2)工具電極和工件在加工過程中不接觸,不存在明顯的機械作用力,工件不會受力變形,便於加工小孔、深孔、薄壁、窄縫以及各種型麵和型腔零件。

(3) 直接利用電能進行加工,便於實現加工過程的自動控制。

(4)脈衝引數調節方便,在同一臺工具機上可以連續進行粗加工、半精加工和精加工。

(5)電極材料不必比工件材料硬,可以以柔克剛。

(6)只能對導電材料進行加工,且加工過程中有電極損耗,對加工精度有影響。

4、電火花加工工具機由哪幾部分組成?自動進給調節系統和工作液淨化及迴圈系統各有什麼作用?

答:電火花成型加工工具機主要由主機、脈衝電源、自動進給調節系統、工作液淨化及迴圈系統等幾部分組成。

自動進給調節系統的作用是確保工件與工具電極之間在加工過程中始終保持一定的放電間隙,並且能自動補償放電蝕除金屬後間隙增大的部分。

工作液淨化及迴圈系統的作用是排除電火花加工過程中不斷產生的電蝕產物,提高電蝕過程的穩定性和加工速度,減小電極損耗,確保加工精度和表面質量。

5、型孔電火花加工中保證凸、凹模配合間隙的方法有哪些?各有什麼特點?

答:在型孔電火花加工中,保證凸、凹模配合間隙的常用方法有以下幾種:

(1)直接配合法

這種方法是直接用適當加長的鋼凸模作電極加工凹模的型孔,加工後將凸模上的損耗部分去除,凸、凹模的配合間隙由控制脈衝放電間隙來保證。直接配合法的優點是可以獲得均勻的配合間隙,模具質量高,電極製造方便,工藝簡單。缺點是用鋼凸模作電極,加工速度低,在電流的直流分量作用下易磁化,使電蝕產物被吸附在電極放電間隙的磁場中形成不穩定的二次放電。

(2)混合法

混合法將凸模的加長部分選用與凸模不同的材料,如鑄鐵等粘接或釺焊在凸模上,與凸模一起加工,以粘接或釺焊部分作為穿孔電極的工作部分。加工後,再將電極部分去除。 這種方法的優點是電極材料可以選擇,因此電加工效能比直接配合法好;電極與凸模連在一起加工,電極形狀、尺寸與凸模一致;加工後凸、凹模的配合間隙均勻,是一種使用較廣泛的方法。

(3)修配凸模法

修配凸模法是將凸模和工具電極分別製造,在凸模上留一定的修配餘量,按電火花加工好的凹模型孔修配凸模,達到所要求的凸、凹模的配合間隙,不論配合間隙大小,均可採用。這種方法的優點是電極可以選用電加工效能好的材料。缺點是增加了製造電極和鉗工修配的工作量,而且不宜得到均勻的配合間隙。

所以修配凸模法只適用於加工形狀比較簡單的衝模。

(4)二次電極法

二次電極法是利用一次電極製造出二次電極,再分別用一次和二次電極加工出凹模和凸模,並保證凸、凹模配合間隙。用二次電極法加工,操作較為複雜,一般不常採用。但這種方法能夠合理調整放電間隙,可以加工無間隙或間隙很小的精衝模。

對於硬質合金模具,在無成型磨削裝置時可以採用二次電極法加工凸、凹模。

6、電火花成形加工的工件是如何定位的?

答:工件常見的定位方法有以下兩種:

(1)劃線法這種方法是按照加工要求在凹模的上、下平面劃出型孔輪廓,工件定位時將已安裝正確的電極垂直下降,靠上工件表面,用眼睛觀察並移動工件,使電極對準工件的型孔線後將其壓緊。經試加工後觀察定位情況,並用縱、橫拖板作補充調整。劃線法的定位精度不高,並且凹模的下平面不能有台階。

(2)量塊角尺法參照圖3-16,按照加工要求計算出型孔至兩基面之間的距離。將安裝正確的電極下降接近工件,用量塊、角尺確定工件位置後將其壓緊。量塊角尺法不需要專用工具,操作簡單方便,定位精度較高,也可用於凹模的下平面有台階的情況。

7、型腔電火花加工有何特點?常用的工藝方法有哪些?

答:型腔電火花加工屬於盲孔加工,金屬蝕除量大,工作液迴圈不流暢,電蝕產物排除困難;電極損耗不能用增加電極長度和進給來補償;型腔複雜,電極損耗不均勻,影響加工精度。

型腔電火花加工常用的的工藝方法有:單電極加工法、多電極加工法、分解電極法。

8、型孔電火花加工和型腔電火花加工中常用的電極材料是什麼?

答:型孔電火花加工中常用的電極材料有鋼、鑄鐵、石墨、黃銅、紫銅、銅鎢合金、銀鎢合金等。

型腔電火花加工中常用的電極材料主要是石墨和紫銅。此外,在特殊型腔的電火花加工中,也可採用銅鎢合金和銀鎢合金作為電極材料。

9、型腔電火花加工的電極上為什麼要設定排氣孔和衝油孔?如何設定?

答:由於加工型腔時的排氣、排屑條件比加工型孔時差,為了防止排氣、排屑不暢而影響加工速度、加工穩定性和加工質量,設計電極時應在電極上設定適當的排氣孔和衝油孔。一般情況下,衝油孔要設計在難於排屑的拐角、窄縫等處。

排氣孔要設計在蝕除面積較大的位置,

10、電火花線切割加工的工作原理是什麼?

答:電火花線切割加工的原理圖參照如圖3-26。利用細鉬絲或細銅絲作工具電極,穿過工件上預先鑽好的小孔(穿絲孔),由導向輪由貯絲筒帶動,相對工件作上下往復運動。

加工能源由脈衝電源供給,工件接脈衝電源的正極,電極絲接負極。脈衝電壓將電極絲和工件之間的間隙(放電間隙)擊穿,產生瞬時火花放電,將工件放電區區域性熔化或氣化,從而實現切割加工。

11、與電火花加工相比,電火花線切割加工有哪些特點?

答:與電火花加工相比,電火花線切割加工有如下特點:

(1)不需要製作成型的工具電極,可節約電極設計、製造費用,縮短生產週期。

(2)由於電極絲比較細,可以加工微細異形孔、窄縫和形狀複雜的工件。

(3)加工過程中,電極損耗極小,有利於加工精度的提高。

(4)自動化程度高,操作方便,加工周期短,成本低。

(5)不能加工盲孔類或階梯類成形表面。

12、3b程式格式是什麼?編寫程式單時如何確定座標系?

答: 3b程式格式為:b x b y b j g z

其中:b為分隔符號;x、y為座標的絕對值; j為計數長度;g為計數方向;z為加工指令。

編寫程式單時應正確確定座標系,由於切割圖形上各條線段的交點座標是按計算座標系計算的,而加工程式中的數字和指令是按切割時所選的座標系(即切割座標系)來填寫的。因此在填寫程式單時應根據各交點在計算座標系中的座標,利用座標平移法求得它們在相應切割座標系中的座標。

13、電火花線切割加工的工藝過程包括哪些內容?

答:電火花線切割加工過程可分為六個步驟:圖樣分析、毛坯準備、工藝準備、工件裝夾和調整、程式編制、加工及檢驗。

14、常用的電極絲有哪幾種?各有何特點?

答:常用電極絲有鎢絲、黃銅絲、鉬絲等。

鎢絲抗拉強度高,直徑在0.03~0.1mm範圍內,一般用於各種窄縫的精加工,但**昂貴。

黃銅絲適用於慢速加工,加工表面粗糙度和平直度較好,但抗拉強度差,損耗大,直徑在0.1~0.3mm範圍內。

鉬絲抗拉強度高,適用於快速走絲加工,直徑在0.08~0.2mm範圍內。

15. 電解磨削加工的原理是什麼?

答:電解磨削又稱電化學磨削,是電解作用和機械磨削相結合的一種復合加工方法。磨削時,工件接直流電源正極,導電磨輪接電源負極。

導電磨輪和工件間保持一定的接觸壓力,凸出的磨料使工件與磨輪的金屬基體之間構成一定的間隙,電解液經噴嘴輸入間隙中。在加工過程中,磨輪不斷旋轉,將工件表面由化學反應所形成硬度較低的鈍化膜刮去,使新金屬露出,繼續產生電化學反應,如此迴圈,直到達到加工要求。

16. 電解磨削加工有哪些特點?

答:(1)加工範圍廣,可以加工任何高硬度、高韌性的金屬材料,且效率高。

(2)磨削後的表面***。電解磨削的磨削力和磨削熱很小,不會產生磨削毛刺、裂紋、燒傷等缺陷。

(3)砂輪損耗小。由於電解磨削主要靠電解作用去除金屬材料,磨料主要作用是保持電解加工間隙與刮除硬度較低的陽極鈍化膜,切削力極小,因此砂輪磨損量小、壽命長

(4)與普通磨削相比,電解磨削也存在不足。如不易磨削鋒力刃口;工具機、夾具等需要採取防腐防鏽措施,並需增加電解迴圈過濾、直流電源等附件,工作環境差。

17. 電解磨削應用在哪些方面?

答:電解平面磨削、電解內外圓磨削和電解成形磨削。

18. 電鑄成形的原理是什麼?

答:電鑄成形是用導電的母模作陰極,電鑄材料作陽極,含電鑄材料的金屬鹽溶液作電鑄液,在直流電源的作用下,陽極上的表面金屬發生陽極溶解反應而變為正離子進入電鑄液,電鑄液中的金屬離子在陰極沉積覆蓋在原模上。當原模上的電鑄層達到要求的厚度後,將其與原模分離,即獲得與母模型面相反的電鑄件。

19. 電鑄成形有哪些特點?

答:(1)複製精度高。能精確的複製形狀複雜和有細微紋路的表面,且複製件一致性好。

(2)電鑄件有良好的使用效能。電鑄可獲得高純度的製品,且機械強度較高。

(3)電鑄裝置簡單,容易操作。

(4)電鑄效率低。電鑄金屬沉積速度緩慢,如電鑄1mm厚的製品,往往需要十幾小時。

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