模具特种加工技术的灵活运用
特种加工技术在模具制造中的应用
技术改造特种加工技术在模具制造中的应用陈丹湖（温州技师学院，浙江 温州 325600）摘 要：随着现代机械制造业的飞速发展，特种加工技术在机械制造业中的地位和作用越发重要。
要发挥特种加工技术的优势，落实更加合理的控制方案，从而匹配加工模式和应用体系，有效提升工艺效果，满足制造行业的基本需求。
本文分析了模具制造中应用特种加工技术的意义，并对技术应用方案予以讨论。
关键词：特种加工技术；模具制造；意义；技术方案为了提升模具加工控制流程的合理性，要建构完整的应用约束机制，整合技术流程，满足生产效率和高品质高精度要求，提升金属性型尺寸精度和造型美观度，实现经济效益和管理效益的和谐统一。
1 模具制造中应用特种加工技术的意义在模具加工工艺中，特种加工是十分非常关键的环节之一，借助电能、化学能以及光能等基础能量结构完成加工处理，不仅能提升精度，还能结合相应的模具制造要求和工艺标准完成热特殊加工[1]。
基于此，要充分发挥不同特种加工技术的优势作用，落实更加匹配的技术应用运行方案。
一方面，模具制造中选取适宜的特种加工技术是为了更好地提高模具制造的质量，选取匹配的特种加工技术方案，有效实现不同尺寸和不同形态元件的加工处理，以保证对应工序的标准化水平。
另一方面，特种加工技术的应用能最大程度上提高工作生产的效率，并且成本较低，满足高质量低投入的发展要求，这也是多数企业在模具制造工序中采取特种加工技术的重要原因。
综上所述，模具制造中应用特种加工技术具有重要的实践意义，是推动经济效益、管理效益双赢的技术方案。
2 模具制造中应用特种加工技术的方案为了发挥特种加工技术的应用优势，要依据模具制造的具体标准和内容落实技术处理工艺，确保电火花加工技术、电子束加工技术以及快速成型技术等都能得以应用。
相较于传统的模具加工处理方案，特种加工技术能有效整合模具制造流程和工艺要点，为技术全面可持续发展奠定坚实基础。
2.1 电加工在电加工处理工序中，要将工具和工件之间的脉冲火花放电作为根本，利用电腐蚀处理的作用消解其他金属材料，从而满足零件制作的尺寸工艺标准，能在满足形状要求的同时优化表面质量。
特种加工技术的应用及发展趋势.
特种加工摘要随着我国机械制造业的快速发展,电火花加工技术在民用和国防工业中的应用越来越多,特别是数控电火花成形加工机床和数控电火花线切割加工机床不仅在模具制造业中广泛应用,而且在一般机械加工企业中逐渐普及.电火花加工技术是实践性与理论性都很强的一门技术，用户既要掌握电火花工艺方面的知识,又要充分熟悉电火花机床的功能与编程知识。
目前，我国的电火花机床操作者中,大多只经过短期培训，缺乏系统的理论知识，只能进行简单加工的程序编制,严重影响了加工设备的高效使用。
为适应现代化加工技术的要求，电火花机床操作者，要全面掌握所需的专业知识;从事电火花加工的技术人员也需要提高自身的技术水平;企业也急需一批电火花加工方面懂工艺、会编程,能够熟练操作和维护机床的应用型技术人才。
针对上述现状,作者对高职高专目前常见的电火花加工技术方面的教材进行了认真研究,并对国内数十家企业进行了调研，根据电火花加工技术人才知识结构的市场需求，从培养学生必备的基础知识和操作技能出发，汇集多年的教学和在企业的实践经验，编写了本书。
本书由电火花加工技术基础，电火花成形加工机床、加工工艺及编程,电火花线切割加工机床、加工工艺及编程三部分组成。
学生在学习本课程前,已学过“机械制造技术”和“数控原理及其应用”课程，并已进行过金工实习或生产实习，对机械加工工艺和数控机床已有初步了解。
关键字：电火花加工技术 1.激光加工技术原理１.1激光加工技术简介激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料（包括金属与非金属进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工等的一门技术。
激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门,对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。
1.２激光技术分类激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为： 1）激光加工系统。
浅谈特种加工技术及其应用(论文)
浅谈特种加工技术及其应用(论文)摘要:介绍特种加工技术的概念、特点、分类,探索电火花加工、复合加工等方面的实际应用与研究发展趋势。
关键词:技术特点;技术种类;发展趋势一、概述传统的机械加工技术对推动人类的进步和社会的发展起到了重大的作用。
随着科学技术的迅速发展,新型工程材料不断涌现和被采用,工件的复杂程度以及加工精度的要求越来越高,对机械制造工艺技术提出了更高的要求。
二、特种加工技术的特点(一)加工范围上不受材料强度、硬度等限制。
特种加工技术主要不依靠机械力和机械能去除材料,而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除金属和非金属材料,完成工件的加工。
故可以加工各种超强硬材料、高脆性及热敏材料以及特殊的金属和非金属材料。
(二)以柔克刚。
特种加工不一定需要工具,有的虽使用工具,但与工件不接触,加工过程中工具和工件间不存在明显的强大机械切削力,所以加工时不受工件的强度和硬度的制约,在加工超硬脆材料和精密微细零件、薄壁元件、弹性元件时,工具硬度可以低于被加工材料的硬度。
(三)加工方法日新月异,向精密加工方向发展。
当前已出现了精密特种加工,许多特种加工方法同时又是精密加工方法、微细加工方法,如电子束加工、离子束加工、激光束加工等就是精密特种加工:精密电火花加工的加工精密度可达微米级0.5～1um,表面粗糙度可达镜面Ra0.021.1m。
(四)容易获得良好的表面质量。
由于在加工过程中不产生宏观切屑,工件表面不会产生强烈的弹、塑性变形,故可以获得良好的表面粗糙度。
残余应力、热应力、冷作硬化、热影响区及毛刺等表面缺陷均比机械切割表面小,尺寸稳定性好,不存在加工中的机械应变或大面积的热应变。
特种加工的主要应用范围有1.加工各种难切削材料。
如硬质合金、钛、合金、耐热钢、不锈钢、淬硬钢、金刚石、红宝石、石英以及锗、硅等各种高硬度、高强度、高韧性、高熔点的金属及非金属材料。
2.加工各种特殊复杂零件的三维型腔、型孔、群孔和窄缝等。
模具特种加工技术及应用
模具特种加工技术及应用随着现代工业生产的迅速发展和科学技术的进步,模具在工业生产中占有越来越重要的地位,模具制造技术甚至已成为衡量一个国家产品制造是否先进的重要标志。
据国际生产技术协会统计,目前,机械零件粗加工的75%和精加工的50%都由模具成形完成。
应用模具的目的不仅要求保证产品质量,而且要求提高生产效率和降低成本。
目前,高熔点、高硬度、高强度、高韧性的新型模具材料不断涌现,结构复杂和工艺要求特殊的模具也越来越多,仅采用传统的机械加工方法就十分困难,甚至无法加工,新型模具加工技术——模具特种加工技术由此产生。
模具的特种加工技术与普通机械加工技术有本质的不同,它不要求工具材料比工件材料更硬,也不需要在加工过程中施加明显的切削力,而是直接利用电能、化学能、光能和声能对工件进行加工,以达到一定的几何尺寸精度和表面粗糙度。
目前,应用最广泛、最普遍的模具特种加工技术是电火花成形加工和电火花线切割加工。
一、电火花成形加工加工原理:基于工具电极与工件电极(正极与负极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象,来对工件进行加工。
1.加工特点(1)模具材料的选用范围宽。
利用脉冲放电加工,可以加工任何硬、脆、韧及高溶点的导电材料。
(2)工具电极材料要求低。
加工时工具电极与工件不接触,二者之间不存在明显的宏观作用力,工具材料(紫铜、石墨)不必比工件硬。
(3)工件加工精度和表面质量高。
脉冲放电持续时间短促,约为10-7～10-3s,放电所产生的热量来不及传散到材料的内部,使得工件表面的热影响区很小。
同时,由于脉冲参数能在一个较大范围内调节,可以在同一台机床上连续进行粗、中、精、精微加工,精加工尺寸精度可控制在±0.01mm,表面粗糙度为Ra0.63～1.25,精微加工时尺寸精度能达到0.002～0.004mm,表面粗糙度为Ra0.004～0.16。
(4)生产效率高。
由于是利用电能进行加工,便于自动化生产和计算机智能生产。
模具的特种加工技术
图3.2 加工表面的局部放大图
二、 电火花成形加工的基本条件
1）脉冲电源 电火花成形时必须具有波形为 单向的脉冲电源，如图3.3所示。 单向的脉冲电源，如图3.3所示。 2）足够的放电能量 脉冲放电点必须有足 够的火花放电强度使局部金属熔化和气化。火花 放电的电流密度应达到10 放电的电流密度应达到105~106A／cm2。 cm2。 3）绝缘介质 为使脉冲放电重复进行，极间 需充有一定的绝缘液体介质，使脉冲放电产生的 电蚀产物及时扩散、排出。 4）间隙 工具与工件之间需始终维持一定的 间隙。
第3章 模具的特种加工技术
特种加工定义： 直接利用电能、化学能、光能和声能对工件 进行加工，以达到一定的形状尺寸和表面粗糙度 要求的加工方法称为特种加工。也称为电加工或 传统加工。 模具特种加工的内容很多，主要包括电火花成形 加工、电火花线切割加工、电铸、电解加工、电 化学加工、激光加工、超声波加工等。
图3.3 脉冲电流波形 ti 脉冲宽度 t0 脉冲间隔 T 脉冲周期 Ie 电流峰值
三、 电火花成形加工的特点
1）可以加工任何硬、脆、韧及高熔点的金属 材料，包括经热处理的钢及合金。 2）加工时，工具与工件不接触，二者之间没 有明显的宏观作用力，能在淬火后进行。 3）放电持续时间短，10-3—10-7s，热量传散 ）放电持续时间短，10 范围小，保证良好的加工精度和表面质。 4）脉冲参数能在较大范围内调节，可以在同 一台机床上连续进行粗、中、精及精微。 5）直接利用电能进行加工，便于实现自动控 制和加工自动化。
电火花加工过程中， 电火花加工过程中， 实现高效低损耗加工，具体途径如下： 实现高效低损耗加工，具体途径如下：
（1）正确选择加工极性 （2）利用吸附效应建立炭黑保护层 （3）选用合适的材料作工具电极 （4）利用电喷镀现象 （5）利用电化学作用
模具特种加工制造
安全与环保问题
挑战
模具特种加工制造过程中涉及到许多危险因 素和环境污染问题，如噪音、振动、粉尘等 。如何保障生产安全和环保是该行业面临的 难题。
解决方案
加强生产安全管理，制定完善的安全操作规 程和应急预案。同时，采用环保型的加工设 备和工艺，减少废弃物的产生和排放。加强 设备的维护和保养，确保设备的正常运行和
02
模具特种加工制造技术
电火花加工
总结词
高效、高精度、高硬度材料的加工
详细描述
电火花加工是一种利用电火花放电产生的热量去除材料的加工方法。它主要用 于加工高硬度、高强度、高熔点的材料，如淬火钢、硬质合金等。电火花加工 具有加工精度高、表面质量好、可加工复杂形状等优点。
电化学加工
总结词
高效、高精度、大面积的加工
详细描述
电化学加工是一种利用电化学反应去除材料的加工方法。它通过在电解液中施加 电流，使工件表面的材料发生电化学溶解，从而达到加工的目的。电化学加工具 有加工效率高、加工精度高、可加工大面积工件等优点。
激光加工
总结词
高精度、高效率、非接触式的加工
详细描述
激光加工是一种利用激光束的高能量密度进行材料加工的方法。激光加工具有加工精度高、效率高、非接触式加 工等优点，可应用于各种材料的打孔、切割、焊接等加工。
五金制品模具
用于生产各类五金制品，如门 窗、栏杆、楼梯等。
五金配件模具
用于生产五金配件，如螺丝、 螺母、螺栓等。
塑料制造业
塑料制品模具
塑料零件模具
用于生产各类塑料制品，如瓶子、桶、 管道等。
用于生产塑料零件，如齿轮、轴承、 垫圈等。
塑料包装模具
用于生产塑料包装材料，如塑料袋、 塑料盒等。
模具的特种加工方法
2. 非电参数对电极损耗的影响
•
1) 加工面积的影响
•
在脉冲宽度和峰值电流一定的条件下，加工面积对电
极损耗影响不大，是非线性的(如图所示)。当电极相对损
耗小于l%，并随着加工面积的继续增大，电极损耗减小的
趋势越来越慢。当加工面积过小时，则随着加工面积的减
小而电极损耗急剧增加。 /%
3 电 极 —Cu
峰值电流与电极相对损耗的关系
3) 脉冲间隔的影响
•
在脉冲宽度不变时，随着脉冲间隔的增加，电极
损耗增大(如图所示)。因为脉冲间隔加大，引起放电间
隙中介质消电离状态的变化，使电极上的“覆盖效应”
减少。
•
随着脉冲间隔的减小，电极损耗也随之减少，但
超过一定限度，放电间隙将来不及消电离而造成拉弧
烧伤，反而影响正常加工的进行。尤其是粗规准、大
电流加工时，更应注意。
/%
0.8 0.6 0.4 0.2
电 极 —铜 工 件 —T10A 加 工 极 性 —负
ti＝ 1200s
0 100 200 300 400 500 600 to /s
图3-15 脉冲间隔对电极相对损耗的影响
• 4) 加工极性的影响
•
在其他加工条件相同的情况下，加工极性不同对电极
工作液对电蚀量的影响 电火花加工一般在液体介质中进行。
• 其他条件对加工速度的影响
• 在电火花加工过程中，极间局部区域电蚀产物过高， 加之放电引起的温度升高，常会影响加工过程的稳定性， 以致破坏正常的火花放电，使加工速度降低，甚至无法继 续加工。
•
电极材料也会影响加工过程的稳定性，钢电极加工钢
工件不稳定，改用铜电极较稳定。
2）放电必须在具有一定绝缘性的液 体介质中进行。
特种加工的应用及使用优势探讨
特种加工的应用及使用优势探讨随着科技的不断发展，特种加工技术在现代制造业中的应用越来越广泛。
特种加工是指采用非传统加工方法，利用物理、化学或复合手段对材料进行加工制造，以满足特定零件的设计和功能要求。
本文将从特种加工的基本概念、应用、技术趋势等方面进行探讨，以期为相关制造业提供参考。
特种加工是指采用非传统加工方法，主要包括电火花加工、激光加工、超声波加工、水射流加工等。
这些加工方法根据不同的原理和工艺特点，可用于各种材料的加工，如金属、非金属、复合材料等。
特种加工适用于复杂、精密、低刚度等难加工材料的加工，能够有效提高材料利用率和生产效率。
特种加工在汽车、机械、电子等领域有广泛的应用。
以下是一些具体案例：汽车制造业：汽车发动机是汽车的核心部件，其制造过程中需要高精度、高质量的材料加工。
特种加工中的数控机床、机器人等设备能够实现复杂形状和结构的精确加工，提高发动机性能和可靠性。
机械制造业：在机械制造业中，有些零件对精度和表面质量要求非常高，如精密轴承、液压件等。
特种加工中的电火花、激光加工等工艺能够实现高精度、低成本的加工，提高机械性能和生产效率。
电子制造业：电子制造业中，如半导体、集成电路等产品，对表面质量和精度要求极高。
特种加工中的化学机械抛光、干法刻蚀等工艺能够实现超精表面加工，提高电子产品的性能和可靠性。
随着科技的不断发展，特种加工技术也在不断创新和进步。
以下是一些新兴的技术趋势：数字化特种加工：数字化特种加工是指通过数字建模和仿真技术，对加工过程进行精确预测和控制。
这种技术趋势可以提高加工精度和生产效率，降低废品率和成本。
智能机器人：智能机器人在特种加工中具有广泛的应用前景。
机器人可以实现在线检测、自适应调整等功能，提高生产过程的自动化水平和产品质量。
超高能束加工：随着激光、电子束等超高能束源技术的发展，超高能束加工将成为未来特种加工的一个重要方向。
这种加工方法具有高速度、高精度、环保等优点，可用于各种难加工材料的加工。