電火花成型加工的模具尺寸精度主要靠工具電極來保證，電極的設計與制造分穿孔加工電極和型腔加工電極。

　　1.穿孔加工電極設計

　　電火花穿孔加工用于沖模的凹模加工，是很典型的電火花成型加工方法。凹模采用電火花穿孔加工具有以下優(yōu)點：尤其對于型孔形狀復雜的凹模，可不用鑲拼結構，而采用整體結構，簡化了模具結構，熱處理變形少，這樣既可節(jié)約模具設計和制造工時，又能提高凹模強度;容易獲得均勻的配合問隙和所需的落料斜度，刃口平直耐磨，可以相應地提高沖件質量和模具的使用壽命。缺點：電極的損耗影響加工精度，難以達到小的表面粗糙度，要獲得小的棱邊和尖角也比較困難。

　　工具電極相應的尺寸(mm);

　　單面電火花放電間隙值(mm)，主要取決于機床精度和電參數(shù)。當選擇電規(guī)準恰當、加工穩(wěn)定時，6的誤差就很小。這樣就可以加工出比較精確的凹模尺寸。

　　(1)穿孔加工的工藝方法

　　常用的穿孔加工的工藝方法有：直接加工法、間接加工法、混合加工法。

　　1)直接加工法。用適當加長的鋼凸模直接作電極對凹模進行加工，加工后將凸模上作為電極的損耗部分切除，凸、凹模的配合間隙靠控制脈沖放電間隙直接保證。優(yōu)點：不需另外加工電極，可以獲得均勻的配合間隙，模具質量高，鉗工工作量少。缺點：電加工性能差：電極加工速度低，在直流分量的作用下易磁化，使電蝕產物被吸附在電極放電間隙的磁場中，導致形成不穩(wěn)定的二次放電。適用于加工形狀復雜的凹模或多型腔凹模。

　　2)間接加工法。把凸模和工具電極分別用機械加工方法制出，凸模留一定的修配余量，在電極“打”出凹模后，以凹模為基準件修配凸模，以保證凸、凹模的間隙。優(yōu)點：可以自由選擇電極材料。缺點：放電間隙范圍受限制，間隙均勻性差。適于間隙值z<O.01MM或Z>0.1mm的加工。

　　3)混合加工法。把不同材料的電極和凸模通過錫焊或黏接起來，然后一起加工成型，最后將電極與凸模分開的方法。優(yōu)點：可自由選擇電極材料，間隙均勻，能達到直接配合法的工藝效果，提高了生產率。缺點：電極粘接困難。適用于凸模不易直接作電極的情況。

　　(2)電極材料和結構形式

　　電火花成型加工中，電極材料要求具有良好的導電性和機械加工性，電極耗損要小，加工穩(wěn)定性要好，加工速度要高，以及價格要適宜，來源要廣等特點。

　　電極的結構形式應根據(jù)型孑L的大小與復雜程度、電極的結構工藝性等因素綜合考慮確定。常用的電極結構形式有：整體式電極、組合式電極、鑲拼式電極3種。

　　1)整體式電極。整體式電極是最常用的結構形式，用一塊整塊材料加工而成。對于體積小、易變形的電極，可在有效長度上部放大截面尺寸以提高剛度;對于體積大的電極，可在其上開一些孔以減輕重量，但孔不能開通，孔口應朝上。電極與主軸連接后，其重心應位于主軸中心線上，以減小機床的變形，否則會產生附加偏心力矩，使電極軸線偏斜，影響模具的加工精度。適合于結構簡單的電極。

　　2)組合式電極。組合式電極是把多個電極組合在一起用于多型孔的凹模，一次穿孔可完成各型孔的加工。采用組合式電極加工，生產率高，各型孔的位置精度也較為準確，各型孔問的位置精度取決于各電極的位置精度。但對電極的定位有較高要求。

　　3)鑲拼式電極。如圖8-13c所示，鑲拼式電極一般在整體加工有困難時采用，電極不論采用何種結構都應有足夠的剛度，以利于提高加工過程的穩(wěn)定性。

　　(3)電極設計

　　設計電極前應首先了解電火花加工機床的特性(包括主軸頭的承載能力、工作臺的尺寸及負荷)與電規(guī)準的加工工藝指標(包括加工速度、電極損耗、加工間隙)。然后再根據(jù)工件型孔要求，確定電極材料、結構形式、尺寸及技術要求等。

　　電極設計的技術要求如下。

　　1)尺寸精度應不低于IT7級，公差一般小于型孑L公差的1/2，并按人體原則標注。

　　2)各表面平行度在100mm長度上小于0.01mm。

　　3)表面粗糙度尺。<1.25斗m，一般取等于型孔表面粗糙度值。

　　電極尺寸主要包括截面和長度尺寸。

　　截面尺寸為垂直于電極進給方向的電極橫截面尺寸，比所加工的型孔均勻地小一個放電間隙。凸、凹模的尺寸公差往往只標注一個，另一個與之配作，以保證配合間隙。因此，電極截面尺寸的設計可分以下兩種情況。

　　1)按凹模尺寸和公差設計電極截面尺寸。如圖8—14所示，因為穿孔加工所獲得的凹模型孔和電極截面輪廓相差一個放電間隙，此時的放電間隙通常是指末檔精規(guī)準加工凹模下口的單面放電間隙6。為了保證刃口表面粗糙度(一般R。=O.8斗m)，最后須用精規(guī)準修正出，此時的單面放電間隙為0.01～0.03mm。根據(jù)凹模尺寸和放電間隙便可算出電極截面上相應的尺寸。

　　2)按凸模尺寸和公差確定電極截面尺寸。根據(jù)凸、凹模配合間隙的不同有3種情況：一是凸、凹模的雙面配合間隙等于雙面放電間隙(石=∞時，電極與凸模截面尺寸完全相同;二是z>26時，電極截面輪廓為凸模截面輪廓每邊外偏l/2(z一2鰳;三是z<26時，電極截面輪廓為凸模截面輪廓每邊內偏1/2(名一26)。

　　電極長度取決于凹模結構形式、加工深度、型孔復雜程度、電極材料、電極使用次數(shù)、裝夾形式及制造工藝等一系列因素。

　　驗數(shù)據(jù)為：純銅2～2.5;黃銅3～3.5;石墨1.7～2;鑄鐵2.5。3;鋼3～3.5。電極材料損耗小、型孔簡單、輪廓無尖角時，K取小值，反之取大值。

　　加工硬質合金時，由于電極損耗較大，電極還應適當加長，但其總長度一般不超過120ram。電極太長，會帶來成形加工及投影檢驗的困難，難以達到所要求的精度。

　　如圖8—16所示為經過改進的在生產中廣泛應用的階梯電極。它是將原有的電極適當增長，增長部分的截面適當縮小，呈階梯形。L，為原長度，如為增加長度，三：取決于凹模的加工厚(深)度和電極長度損耗，一般取L：=(15～2)H。階梯部分單邊內縮量一般取。=0.08～0.15ram。這種階梯電極利用增長部分進行粗加工，精加工余量留很小，主要是能夠充分發(fā)揮粗加工生產率高、加工穩(wěn)定性好、電極損耗小的特點。此外，還有減少電規(guī)準轉換次數(shù)、簡化操作、容易保證模具質量等優(yōu)點。

　　2.型腔加工電極設計

　　模具型腔用電火花成型加工與機械加工相比，具有加工質量好、粗糙度小、生產周期短等特點。已成為模具型腔半精加工、精加工的一種重要手段。與穿孔加工相比較，型腔有以下特點：屬于盲孔加工;型腔復雜，加工面積大，金屬蝕除量大;工作液循環(huán)困難，電蝕產物排除條件差;電極損耗不能用增加電極長度和進給來補償;加工過程中要求電規(guī)準的調節(jié)范圍也較大;電極損耗不均勻，影響加工精度。

　　(1)型腔加工的方法

　　常用的型腔加工方法有單電極加工法、單電極平動法、多電極加工法、分解電極法等。 ’

　　1)單電極加工法。為了提高電火花加工效率，型腔在電火花成型加工之前采用切削加工方法進行預加工，在能保證加工成形的條件下留適當?shù)碾娀鸹庸び嗔?，一般型腔側面余量單邊?.1—0.5mm，底面余量0.2～0.7mm。如果是多臺階復雜型腔則余量應適當減小。電加工余量應均勻，否則將使電極損耗不均勻，影響成型精度。在型腔淬火后用一個電極進行精加工。用于加工形狀簡單、精度要求不高的型腔。

　　2)單電極平動法。是采用機床的平動頭，用一個電極完成型腔的粗、中、精加工。加工時先采用低損耗、高生產效率的電規(guī)準對型腔進行粗加工，然后起動平動頭作平面圓周運動。按照粗、中、精的順序逐級轉換電規(guī)準，并相應加大電極的平動量，直至將型腔加工完畢。

　　3)多電極加工法。是用多個電極，依次更換加工同一個型腔。每個電極都要對型腔的整個被加工表面進行加工，但電規(guī)準各不相同。設計電極時必須根據(jù)各電極所用電規(guī)準的放電間隙來確定電極尺寸。每更換一個電極進行加工，都必須把被加工表面上由前一個電極加工所產生電蝕痕跡完全去除。尤其適用于加工尖角、窄縫多的型腔。其缺點是需要制造多個電極，并且對電極的制造精度要求很高，更換電極需要保證高的定位精度，一般只用于精密型腔的加工。

　　4)分解電極法。是單電極平動法和多電極加工法的綜合應用。它是根據(jù)型腔的幾何形狀把電極分成主副電極分別制造。先用主電極加工型腔的主體，后用副電極加工型腔的尖角、窄縫等。有利于提高電加工速度，保證加工質量，但主、副電極的安裝精度要求高。

　　(2)電極材料和結構形式

　　石墨重量輕，密度小，加工容易，但力學強度較差，不同質量石墨材料的電火花加工性能也有很大差異，在采用寬脈沖大電流加工時容易起弧燒傷。一般選用顆粒小而均勻、氣孔率低、抗彎強度高和電阻率低的石墨材料。純銅組織致密、韌性強，用來加工形狀復雜、輪廓清晰、精度高和表面粗糙度小的型腔，如塑料成型模、壓鑄模等，但純銅的切削加工性能差，價格較高，不適宜大中型電極。銅鎢合金和銀鎢合金是較理想的型腔加工電極材料，但價格昂貴，只在特殊情況下采用。鑄鐵、黃銅、鋼等，因其損耗大，加工速度低，均不適宜型腔的加工。

　　型腔電火花加工所用電極的結構形式，同型孔電極一樣，可分為整體式、組合式和鑲拼式。

　　(3)電極設計

　　型腔電極尺寸與所加工型腔的大小與加工方式、放電間隙、電極損耗及是否平動等因素有關。當采用單電極平動加工方法時，其電極尺寸的計算方法如下。

　　1)電極的水平尺寸。是指與機床主軸軸線相垂直的斷面尺寸。

　　原則：當型腔尺寸以兩加工表面為尺寸界線標注時，若蝕除方向相反，取后=2，如圖8.17中A，;若蝕除方向相同，取后=0，當型腔尺寸以中心線或非加工面為基準標注時，尼=l;凡與型腔中心線之間的位置尺寸以及角度尺寸相對應的電極尺寸不縮不放時，取尼=0。

　　2)電極的垂直尺寸是指電極與機床主軸軸線相平行的尺寸，如圖8一18所示。型腔電極在垂直方向的有效工作尺寸日用下式確定。

　　用上式計算型腔的電極垂直尺寸后，還應考慮電極重復使用造成的垂直尺寸損耗，以及加工結束時電極固定板與模具之間應有j定的距離。所以，型腔電極的垂直尺寸還應增加一個高度馬。

　　3)排氣孔和沖油孔。由于型腔加工中一般都是盲孔加工，排氣、排屑條件

　　差，影響加工狀態(tài)的穩(wěn)定和表面粗糙度。因此，可在電極上設置適當?shù)呐艢饪缀蜎_油孔來改善加工條件。一般排氣孔設置在蝕除面積較大的位置和電極端部有凹入的位置。沖油孔要設置在難于排屑的位置，如拐角、窄縫等處。排氣孔和沖油孔的直徑為平動頭偏心量的1/2(一般為1—2mm)，過大會造成電蝕表面形成柱狀凸臺而不易清除。為了便于排氣和排屑，可將排氣孔和沖油孔上端孑L徑加大到5～8mm。各孔間的距離一般為20—40mm左右，對面積較大的多排孔要相互錯開。根據(jù)具體情況，對排氣孔和沖油孔的設置也可采用部分排氣、部分沖油的方法。如果型腔有通孔或型腔下面有工藝孔，也可改為從下面抽油。對排氣孔、沖油孔的設置以不產生氣體和電蝕物的積存為原則。

　　3.電極制造

　　電極制造應根據(jù)電極類型、尺寸大小、電極材料和電極結構的復雜程度等進行考慮。穿孔加工用電極的垂直尺寸一般無嚴格要求，而水平尺寸要求較高，可用切削加工方法粗加工和精加工。對于純銅、黃銅一類材料制作的電極，其最后加工可用刨削或由鉗工精修來完成。也可采用電火花線切割加工來制作電極。