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論特種加工在模具方面的應用
（作者未知） 2009/12/22
摘要：
傳統(tǒng)的機械加工已有很久的歷史，它對人類生產(chǎn)和物質(zhì)文明起到了極大的作用。隨著社會生產(chǎn)的需要和科學技術(shù)的進步，很多工業(yè)部門，尤其是國防工業(yè)部門，要求尖端科學技術(shù)產(chǎn)品向高精度、高速度、高溫、高壓、大功率、小型化等方向發(fā)展，他們所使用的材料越來越難加工，零件形狀越來越復雜，傳統(tǒng)的模具切削加工方法已經(jīng)無法滿足，特種加工就是在這種前提下產(chǎn)生和發(fā)展起來的，尤其在模具行業(yè)用的相當廣泛。
關(guān)鍵詞：
特種加工 模具 電火花加工 電火花線切割加工 電化學加工 超聲波加工 激光加工
正文：
大家都知道，傳統(tǒng)的機械加工時利用刀具化工件硬的特點，依靠機械能來去除金屬實現(xiàn)
加工的，實質(zhì)是“以硬碰硬”。隨著社會生產(chǎn)的需要和科學技術(shù)的進步，20世紀40年代，前蘇聯(lián)科學家拉扎連柯夫婦研究開關(guān)觸點遭受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時高溫可使局部的金屬熔化、氣化而被腐蝕掉，開創(chuàng)和發(fā)明電火花加工。至此，人們初次脫離了傳統(tǒng)加工的舊軌道，利用電能、熱能、在不產(chǎn)生切屑力的情況下，以低于工件金屬硬度的工具去除工件上多余的部位，成功獲得了“以柔克剛”的技術(shù)效果，后來由于先進技術(shù)的不斷應用，產(chǎn)生了多種有別于傳統(tǒng)機械加工的新加工方法，這種加工方法廣義上被定義為特種加工，加工原理是將電、熱、光、聲、化學等熱量或其組合施加到工件被加工的部位上，從而實現(xiàn)材料去除。
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，60%-90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具加工已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn)，特別在汽車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)工業(yè)。特種加工再模具方面的應用相當廣泛，電火花成形加工、電火花線切割加工、電解加工、電鑄、電化學拋光、化學加工、激光加工、超聲波加工等都涉入了模具行業(yè)，使得模具整體水平得到很大程度的提高，下面就來談?wù)勌胤N加工在模具方面的應用。
電火花加工的原理是基于工具電極與工件電極之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現(xiàn)象來對工件進行加工，以達到一定形狀、尺寸和表面粗糙度要求。實際上，電火花加工的物理過程是非常短暫而又復雜的，每次脈沖放電腐蝕都是電動力、電磁力、熱動力以及流體動力等綜合作用的過程，并可大致地分為介質(zhì)擊穿和通道形成、能量轉(zhuǎn)換和傳遞、電極材料的拋出、極間介質(zhì)消電離等幾個階段。電火花加工是利用脈沖放電時的電腐蝕現(xiàn)象來進行尺寸加工的，它與機械加工相比，有如下特點：
⑴由于脈沖放電的能量密度很高，故可以加工任何硬、脆、韌及高熔點的導電材料，在一定條件下還可以加工半導體和非導電材料，從而擴大了模具材料的選用范圍。
⑵加工時，工具電極與工件不接觸，二者之間不存在明顯的宏觀作用力，而且工具材料也不必比工件硬，這不僅有助于工具電極的制造，而且也有利于包括小孔、窄槽在內(nèi)的各種復雜精密模具的加工，并能再淬火之后進行。
⑶脈沖放電的持續(xù)時間短,放電時所產(chǎn)生的熱量傳散范圍小,工件表面的熱影響區(qū)也很小。
⑷脈沖參數(shù)能在一個較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，故可以在同一個機床上連續(xù)進行粗、中、精及精微加工。
⑸直接利用電能進行加工，便于實現(xiàn)自動化。
模具點火花穿孔加工是利用火花放電時的電腐蝕現(xiàn)象，通過工具電極相對于工件做進給運動而把成形電極的側(cè)面形狀和尺寸反拷在工件上，而加工出所需的通孔模具。這種工藝方法有許多優(yōu)點，可以在模坯淬火后進行穿孔加工，避免熱處理變形影響；沖模的配合間隙均勻，刃口耐磨，提高了模具質(zhì)量；不受材料硬度限制，可以加工硬質(zhì)合金模具，擴大了模具材料選用范圍；對于復雜的凹模可以不用鑲拼結(jié)構(gòu)，簡化了模具結(jié)構(gòu)，提高了模具速度。模具電火花穿孔加工，主要用于沖裁模、凹模、凸模、卸料板、固定板加工、粉末冶金模加工、拉深和拉絲模加工等，同時還可以用于螺紋加工，小孔和異性孔加工以及其他特殊零件加工等。目前，一般都用電火花線切割來加工穿孔用的工具電極。在凹模電火花穿孔加工時，必須根據(jù)工件的要求以及電極與工件材料、加工工藝指標、經(jīng)濟效益等因素，合理選擇加工電規(guī)準，并在加工過程中及時轉(zhuǎn)換。穿孔時的粗精準，主要用于蝕除加工余量大的部分；精規(guī)準用于最終實現(xiàn)沖模要求的各項技術(shù)指標；中規(guī)準介于上述二種規(guī)準之間，在轉(zhuǎn)換規(guī)準時，其他工藝條件也要適當配合。
型腔電火花加工是一種復制成形加工工藝，其原理是將工件放入介電液體（水或碳氫化合物如石蠟、煤油等）中，在電極和工件之間施以20KV的脈沖電壓，通過其間的短時間來連續(xù)放電，將多余的材料腐蝕掉。每次連續(xù)脈沖會使工件及電極的小部分材料加熱到熔融或氣化溫度，然后通過電力或機械力將熔融部分從工件區(qū)域移走，這樣，在電極和工件上都會產(chǎn)生弧坑。其弧（未完，下一頁）
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