CN101693311A - 电火花铜基工具电极的制造方法 - Google Patents

电火花铜基工具电极的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101693311A
CN101693311A CN200910184516A CN200910184516A CN101693311A CN 101693311 A CN101693311 A CN 101693311A CN 200910184516 A CN200910184516 A CN 200910184516A CN 200910184516 A CN200910184516 A CN 200910184516A CN 101693311 A CN101693311 A CN 101693311A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electroforming
tool electrode
manufacture method
mold cavity
copper base
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910184516A
Other languages
English (en)
Inventor
刘延禄
陈进刚
刘江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN200910184516A priority Critical patent/CN101693311A/zh
Publication of CN101693311A publication Critical patent/CN101693311A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)

Abstract

本发明公开了电火花铜基工具电极的制造方法，首先利用制图软件实现工具电极的三维重构，将重构的实体数据转换成STL格式文件，经过分层切片处理后，生成光固化快速成型设备默认的格式文件，输入到光固化快速成型设备中，制造出所需的钢型腔模具的电火花工具电极的树脂原型；将得到的树脂原型采用电铸设备制成工具电极的金属模具，将金属模具铸成铜基工具电极。本发明的有益效果在于：节约了成本，制造速度快，精度高。

Description

电火花铜基工具电极的制造方法
技术领域
本发明涉及机械制造领域，特别涉及利用光固化快速成型技术和电铸技术相结合来制造用于钢型腔模具的电火花铜基工具电极。
背景技术
在电火花加工中，工具电极是一项非常重要的因素，电极材料的性能将影响电极的电火花加工性能(材料去除率、工具损耗率、工件表面质量等)，因此，正确选择电极材料对于电火花加工至关重要。
电火花加工用工具电极材料应满足高熔点、低热胀系数、良好的导电导热性能和力学性能等基本要求，从而在使用过程中具有较低的损耗率和抵抗变形的能力，此外，工具电极材料应使电火花加工过程稳定、生产率高、工件表面质量好，且电极材料本身应易于加工、来源丰富及价格低廉。
由于电火花加工的应用范围不断扩展，对与之相适应的电极材料(包括相应的电极制备方法)也不断提出新的要求。
目前采用的电火花工具电极大多是利用数控加工中心制作的石墨电火花工具电极。现阶段，我国的工具电极的制造，很多仍需要进口国外昂贵的数控加工中心，加工复杂，耗时长，成本高，而且有些形状是切削加工不能或难以实现的。另外，在电火花的加工过程中，无法避免工具电极的损耗，为保证复杂型腔的加工精度，不得不同时制作多个工具电极，来加工同一个型腔，这就使得数控加工中心不堪重负。一个模具制造厂，需购买十多台数控加工中心来制作工具电极，造成制作工具电极的成本翻倍增加，而其生产效率翻倍下降，形成恶性循环。
鉴于这种情况，用传统的切削加工方法来制作电火花工具电极，即复杂又困难，而且耗时长，成本高，成为制约产品模具制造的瓶颈。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明提供一种电火花铜基工具电极的快速制造方法，该方法无需购置昂贵的数控加工中心，利用该方法制造的工具电极在对钢型腔模具的加工时，能够保证复杂钢型腔的加工精度。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
电火花铜基工具电极的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
模具型腔的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制作待铸件：
a、利用制图软件实现工具电极的三维重构；
b、用上述三维重构的实体数据转换成STL格式文件，经过Rpdata软件分层切片处理生成光固化快速成型设备默认的格式文件，输入到光固化快速成型设备中；
c、光固化快速成型设备接收到输入的指令，制造出所需的模具型腔的树脂原型；
d、将上述的树脂原型进行导电化处理；
e、将导电化处理后的树脂原型经水洗，脱脂、二次水洗、酸洗活化、三次水洗、浸渍离型剂后再水洗后作为待铸件；
2)组建电铸加工设备：
所述的电铸加工设备包括：直流电源、工作箱、母模、工具箱、工作台、搅拌器、防爆系统、控制系统；
3)组建电铸液系统：
所述的电铸系统包括：电铸液、电铸液槽、泵、过滤器；所述的泵、过滤器及电铸液，装置在电铸液槽中，所述的泵与过滤器相连接；
4)制成铜基工具电极
待铸件作为阴极附着在母模上，置入工作箱中；待铸件阴极与阳极与直流电源相连接；所述的搅拌器安装在工作箱的内部；所述的电铸液在电铸液槽中，由泵带动经过滤器过滤，过滤后的电铸液流到工作箱中将阳极、待铸件阴极浸泡，在控制系统的作用下进行电铸加工，形成所需的模具型腔；电铸加工过程中产生的H2由防爆系统排除。
所述的光固化快速成型设备选用：激光源为230～355nm波长的固体激光器；
所述的光固化快速成型设备采用如下控制参数：
填充扫描速度：Vs1＝5000mm/s；
轮廓扫描速度：Vs2＝3000mm/s；
扫描间距：Gs＝o.1mm；
层厚：Lh＝o.1mm；
光斑直径：D1＝0.2mm；
所述的制图软件选用CAD、CAM、Pro/ENGINEER或SolidWorks软件中的任一种；
所述的导电化处理选用化学喷银；
所述的电铸液选用CuSO4·5H2O、H2SO4，优选CuSO4·5H2O的浓度为70～250g/l，H2SO4的浓度为50～200g/l；
所述的浸渍离型剂选用重铬酸钾。
本发明的有益效果：
1、无需购置昂贵的数控加工中心及车、铣、铯、磨，钳；刀、夹、量等传统工艺手段来制作工具电极，降低了成本，提高了效率；
2、铜基工作电极比石墨工具电极损耗小，故加工精度和效率均有所提高；
3、铜基工具电极质地细密，易于制成薄片或其他复杂形状，适应生产。
4、铜基工具电极在电加工过程中物理性能稳定，不易产生电弧，在较困难的条件下也能稳定加工。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的电铸工艺流程图；
具体实施方式
实施例1
下面结合附图，对本发明做详细的说明，但本发明并不局限于此实施例。
1)制作待铸件：
a、利用CAD制图软件实现工具电极的三维重构；
b、用上述三维重构的实体数据转换成STL格式文件，经过Rpdata软件分层切片处理生成光固化快速成型设备默认的格式文件，输入到光固化快速成型设备中；
所述的STL格式文件，是快速原型系统所应用的标准文件类型，例如常见的TXT文件。
c、光固化快速成型设备接收到输入的指令，制造出所需的模具型腔的树脂原型；
d、将上述的树脂原型进行化学喷银处理；
e、将导电化处理后的树脂原型用水冲洗，以去除掉喷银处理中残留的药剂及微粒杂质；将清洗好的树脂原型进行脱脂处理，以去除附着在表面的油脂类污渍；二次水洗后进行酸洗活化，以保持当树脂原型作为待铸件能够更好的吸附电铸液中的金属离子；再将脱脂及酸洗活化后的树脂原型三次水洗后，用重铬酸钾作为浸渍离型剂处理树脂原型使得当电铸完成后，电铸层能与母模顺利分开，上述步骤结束后，再次水洗得到待铸件；
2)组建电铸加工设备：
所述的电铸加工设备包括：直流电源7、母模5、工具箱10、工作台14、搅拌器9、防爆系统8、控制系统11；
3)组建电铸液系统：
所述的电铸系统包括：电铸液2、电铸液槽1、泵3、过滤器4；
所述的泵3、过滤器4及电铸液2，装置在电铸液槽1中，所述的泵3与过滤器4相连接；
所述的电铸液选用：70g/l的CuSO4·5H2O，150g/l的H2SO4和碳化硅、二氧化二铝、二硫化钼的复合电铸液。
4)形成模具型腔
待铸件6作为阴极附着在母模5上，置入工作箱10中；待铸件阴极6与阳极13与直流电源7相连接；所述的搅拌器9安装在工作箱10的内部；所述的电铸液2在电铸液槽1中，由泵3带动经过滤器4过滤，过滤后的电铸液2流到工作箱10中将阳极13、待铸件阴极6浸泡在控制系统11的作用下进行电铸加工，形成所需的铜基工具电极；电铸加工过程中产生的H2由防爆系统8排除。
所述的光固化快速成型设备选用：激光源为255nm波长的固体激光器；
所述的光固化快速成型设备采用如下控制参数：
填充扫描速度：Vs1＝5000mm/s；
轮廓扫描速度：Vs2＝3000mm/s；
扫描间距：Gs＝o.1mm；
层厚：Lh＝o.1mm；
光斑直径：D1＝0.2mm。

Claims (9)

1.电火花铜基工具电极的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)制作待铸件：
a、利用制图软件实现模具型腔的三维重构；
b、用上述三维重构的实体数据转换成STL格式文件，经过分层切片处理生成光固化快速成型设备默认的格式文件，输入到光固化快速成型设备中；
c、光固化快速成型设备接收到输入的指令，制造出所需的模具型腔的树脂原型；
d、将上述的树脂原型进行导电化处理；
e、将导电化处理后的树脂原型经水洗，脱脂、二次水洗、酸洗活化、三次水洗、浸渍离型剂后再水洗后作为待铸件；
2)组建电铸加工设备：
所述的电铸加工设备包括：直流电源、工作箱、母模、工具箱、工作台、搅拌器、防爆系统、控制系统；
3)组建电铸液系统：
所述的电铸系统包括：电铸液、电铸液槽、泵、过滤器；所述的泵、过滤器及电铸液，装置在电铸液槽中，所述的泵与过滤器相连接；
4)制作电火花工具电极
待铸件作为阴极附着在母模上，置入工作箱中；待铸件阴极与阳极与直流电源相连接；所述的搅拌器安装在工作箱的内部；所述的电铸液在电铸液槽中，由泵带动经过滤器过滤，过滤后的电铸液流到工作箱中将阳极、待铸件阴极在控制系统的作用下进行电铸加工，得到电火花铜基工作电极；电铸加工过程中产生的H2由防爆系统排除；
2.根据权利要求1所述的电火花铜基工具电极的制造方法，其特征在于：所述的光固化快速成型设备选用：激光源为230～355nm波长的固体激光器。
3.根据权利要求1或2所述的电火花铜基工具电极的制造方法，其特征在于：所述的光固化快速成型设备采用如下控制参数：
填充扫描速度：Vs1＝5000mm/s；
轮廓扫描速度：Vs2＝3000mm/s；
扫描间距：Gs＝o.1mm；
层厚：Lh＝o.1mm；
光斑直径：D1＝0.2mm。
4.根据权利要求1所述的电火花铜基工具电极的制造方法，其特征在于：所述的制图软件选用CAD、CAM、Pro/ENGINEER或SolidWorks软件中的任一种。
5.根据权利要求1所述的电火花铜基工具电极的制造方法，其特征在于：所述的分层切片处理选用Rpdata软件。
6.根据权利要求1所述的模具型腔的制造方法，其特征在于：所述的导电化处理选用化学喷银。
7.根据权利要求1所述的模具型腔的制造方法，其特征在于：所述的电铸液选用CuSO4·5H2O、H2SO4。
8.根据权利要求7所述的模具型腔的制造方法，其特征在于：所述的CuSO4·5H2O的浓度为70～250g/l，H2SO4的浓度为50～200g/l。
9.根据权利要求1所述的模具型腔的制造方法，其特征在于：所述的浸渍离型剂选用重铬酸钾。
CN200910184516A 2009-08-28 2009-08-28 电火花铜基工具电极的制造方法 Pending CN101693311A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910184516A CN101693311A (zh) 2009-08-28 2009-08-28 电火花铜基工具电极的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910184516A CN101693311A (zh) 2009-08-28 2009-08-28 电火花铜基工具电极的制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101693311A true CN101693311A (zh) 2010-04-14

Family

ID=42092336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910184516A Pending CN101693311A (zh) 2009-08-28 2009-08-28 电火花铜基工具电极的制造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101693311A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102205448A (zh) * 2011-06-02 2011-10-05 太原理工大学 复合电极电火花小孔加工工艺
CN103481672A (zh) * 2013-09-30 2014-01-01 陈泽进 电解刻蚀电镀堆积3d打印机
CN104002481A (zh) * 2014-05-13 2014-08-27 华南理工大学 一种可重构铸造成型快速3d打印方法
CN105817724A (zh) * 2015-01-08 2016-08-03 东北林业大学 一种基于木塑复合材料的电解加工用复杂电极的制备方法
CN107557821A (zh) * 2017-08-31 2018-01-09 南通大学 一种中空三维金属微结构的制备方法及其装置
CN110528035A (zh) * 2019-09-24 2019-12-03 江苏师范大学 一种用于提高小型edm电极性能的掩模式射流电沉积装置及其方法
CN112981470A (zh) * 2021-02-05 2021-06-18 吉林大学 一种电铸铜溶液及其制备方法、应用和铜电极

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102205448A (zh) * 2011-06-02 2011-10-05 太原理工大学 复合电极电火花小孔加工工艺
CN102205448B (zh) * 2011-06-02 2012-12-26 太原理工大学 复合电极电火花小孔加工工艺
CN103481672A (zh) * 2013-09-30 2014-01-01 陈泽进 电解刻蚀电镀堆积3d打印机
CN103481672B (zh) * 2013-09-30 2016-06-22 陈泽进 电解刻蚀电镀堆积3d打印机
CN104002481A (zh) * 2014-05-13 2014-08-27 华南理工大学 一种可重构铸造成型快速3d打印方法
CN105817724A (zh) * 2015-01-08 2016-08-03 东北林业大学 一种基于木塑复合材料的电解加工用复杂电极的制备方法
CN105817724B (zh) * 2015-01-08 2019-01-18 东北林业大学 一种基于木塑复合材料的电解加工用复杂电极的制备方法
CN107557821A (zh) * 2017-08-31 2018-01-09 南通大学 一种中空三维金属微结构的制备方法及其装置
CN107557821B (zh) * 2017-08-31 2023-10-27 南通大学 一种中空三维金属微结构的制备方法及其装置
CN110528035A (zh) * 2019-09-24 2019-12-03 江苏师范大学 一种用于提高小型edm电极性能的掩模式射流电沉积装置及其方法
CN112981470A (zh) * 2021-02-05 2021-06-18 吉林大学 一种电铸铜溶液及其制备方法、应用和铜电极
CN112981470B (zh) * 2021-02-05 2022-03-08 吉林大学 一种电铸铜溶液及其制备方法、应用和铜电极

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101693311A (zh) 电火花铜基工具电极的制造方法
Rajurkar et al. Review of electrochemical and electrodischarge machining
Arthur et al. Using rapid prototyping to produce electrical discharge machining electrodes
CN101767230B (zh) 钢模型腔的加工方法
JP6785323B2 (ja) ワークピースを機械加工するためのシステムおよび方法ならびにワークピースから機械加工した物品
Khan et al. Prediction of surface roughness of Ti-6Al-4V in electrical discharge machining: A regression model
CN1958206A (zh) 蜂窝状微坑结构电解加工方法
CN101693312A (zh) 一种钢模型腔的加工方法
CN113814417B (zh) 一种基于3d打印的船用增压器转子设计方法
CN109693009B (zh) 工件往复运动辅助轴向冲液电解线切割加工方法及装置
CN102950343B (zh) 一种以非导电塑料作电极加工微细结构的方法
CN101696511B (zh) 模具型腔的制造方法
CN101804550A (zh) 列车车体型材挤压用大型复杂截面模具的高精度制造方法
CN109262207B (zh) 一种gh99合金带加强筋盖板的成形方法
CN110202143B (zh) 一种表面有凹凸字体钛合金指环的3d打印成形方法
CN101695779A (zh) 利用选择性激光烧结成型技术制备电火花铜基工具电极
CN103658213A (zh) 一种高效加工直齿圆柱齿轮的挤压新方法
CN101327533A (zh) 电火花加工硬质合金螺纹孔的方法
CN101695778B (zh) 用于钢型腔模具的电火花铜基工具电极的制造方法
CN108526464B (zh) 铝合金薄壁件成型方法
CN106378632A (zh) 一种油泵油嘴柱塞套精密成型机构
CN206028707U (zh) 一种钛合金薄壁壳体铸坯精加工模具
Equbal et al. Rapid prototyping Application in manufacturing of EDM Electrode
CN107009091A (zh) 一种金属手机壳体的制造方法
CN110666260A (zh) 一种基于游离电极的电火花加工工艺

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20100414