凹模的电火花成型加工工艺实例

4.3.7　凹模的电火花成型加工工艺实例

1．电火花成型加工工艺

如图4-31所示为一种电动机转子加工的凹模，下面对其电火花成型加工工艺进行全面的分析和加工工艺参数的设计。

按照前面4.3.1小节的工艺介绍，凹模的电加工工艺过程分为10个工艺过程。

1．凹模加工工艺的分析与电加工工艺方法的确定

（1）零件的工艺分析　由图样要求可知：凹模型孔有12个槽，凸、凹模间的配合间隙为0.03～0.07mm （双边），模具材料为Crl2MoV，硬度为60～62HRC。该模具零件的12个形状相同的型孔制作精度要求较高，除了各型孔的形状和尺寸精度要求较高外，各孔之间同时还有较高的位置精度要求。

（2）电加工工艺方法的确定　该凹模的结构复杂，且硬度高，难以加工，12个型孔及其位置精度都由电火花成型加工的组合电极来直接保证。

2．电极的设计

考虑到电极形状与将来冲压加工的凸模形状的一致性，为节约工时，加强凸、凹模形状的一致性，采用直接间隙控制法将凸模进行加长，直接作为工作电极来使用。

电火花加工工作电极的整体结构如图4-32所示，将12个凸模组合在一块电极安装板上，形成图示的组合电极板结构，进行电火花加工，以保证高精度的加工要求。

组合电极由套圈2压紧在电极安装板上，内有衬圈5、调整片3和镶嵌楔块1用于电极的安装和位置的微调。

考虑到电极的电腐蚀型腔尺寸和放电间隙所造成凹模尺寸会过大，所以将凸模进行酸腐蚀，使电极的截面尺寸减小0.02～0.03mm。

3．模具制造加工的工艺过程设计

模具的制造工艺过程安排如下：

①凸模制作；②电极固定板制作；③电极组装；④凹模模坯件制作；⑤凹模的电加工。

4．凸模的制作

为了简化电极的制作，这里采取直接利用加长凸模来作为电极，这样，既节省了电极的制作，又可以保证凸、凹模的形状的一致性。

图4-31　电机转子凹模

图4-32　用凸模组装电极的结构示意图

1—楔块　2—紧固套圈　3—调整片　4—凸模　5—衬圈

考虑到凸、凹模的配合间隙较小，作为电极使用的凸模加长部分需要根据放电间隙大小和两模的工作配合间隙的大小将凸模的截面尺寸减小一个缩进量，为此，在凸模成型磨削精加工完成后，还应该将做电极用的那一部分长度在酸液中腐蚀掉很薄的一层。

凸模的工艺过程设计如下：下料→锻造→退火→粗、精铣或刨→淬火与回火→成型磨削。

如表4-5所示为凸模加工的工艺过程。

表4-5　凸模加工工艺过程

5．电极固定板的加工制作

电极固定板是将12根凸模电极组装在一起而形成电极整体的安装基础件，其主要结构为盘形安装板和圆柱夹持柄部两大结构。其加工工艺较简单，精度要求也不太高，其工艺过程如下：

①锻造；②退火；③粗、精车盘体及柄部；④划线；⑤加工电极安装孔（孔比凸模单边放大1～2mm作为浇注合金的空间）；⑥磨平面。

6．电极的组装

在坐标回转工作台上进行逐个电极的初步安装和校正，用调整片和楔块最终校正各个电极的安装位置。最后用锡基合金进行安装接合部的固化浇注，合金冷凝后将凸模电极固定在电极固定板上，至此，电极整体的装配工作完成。

7．凹模坯件的加工

考虑到凹模的形状结构较复杂，对凹模坯件的各个型孔先利用钻头切掉大部分的加工余量，用铣刀铣除型孔的基本形状，然后在淬火、回火后利用组合电极进行最终的精加工。

凹模坯件的加工工艺过程如下：

①锻造；②退火；③粗、精车凹模内、外圆及端面；④划线；⑤在凹模的各孔位用钻头钻排孔；⑥用小铣刀粗铣各个型孔，留0.3～0.5mm单边余量。

至此，凹模的坯件准备就可以完成了。

凹模在进行完坯件的初步加工后，再经过淬火、回火热处理，然后就可以进行型腔的电火花精加工和两端面的平面磨削加工了。

8．凹模型腔的电火花加工

首先将电极和工件安装在电火花机床上，并将电极和工件进行严格的校正，考虑到最后的精加工余量已经不大了，所以，可以直接采用精规准，对工件进行一次性的最终成型。

凸、凹模各槽与凸模间隙的大小靠电火花加工时所选的电规准来控制。如果配合间隙不在放电间隙以内，则可通过对凸模电极部分进行化学浸蚀或镀铜的方法来适当减小或增大其尺寸。凹模的加工工艺过程如表4-6所示。

表4-6　凹模的加工工艺过程