第2章-電火花加工課件

本章要點電火花加工的基本原理及其分類電火花加工的機理電火花加工用的脈沖電源電火花加工機床電火花穿孔成形加工第一章電火花加工本章要點第一章電火花加工1第2章-電火花加工ppt課件2第2章-電火花加工ppt課件3加工原理1.工具與工件之間保持適當(dāng)間隙

自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)2.火花放電必須是脈沖性放電

采用脈沖電源3.在有一定絕緣性能的介質(zhì)中放電

液體絕緣介質(zhì)

兩極之間火花放電電腐蝕去除材料創(chuàng)造條件：加工原理1.工具與工件之間保持適當(dāng)間隙自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)24

1—工件2—脈沖電源3—自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)4—工具5—工作液6—過濾器7—工作液泵

圖2-1電火花加工原理示意圖1—工件2—脈沖電源3—自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)51.必須使接在不同極性上的工具和工件之間保持一定的距離以形成放電間隙；2.放電必須在具有一定絕緣性的液體介質(zhì)中進行；3.脈沖波形基本是單向的；4.有足夠的脈沖放電能量，以保證放電部位的金屬熔化或氣化。加工條件1.必須使接在不同極性上的工具和工件之間保持一定的距離以形成6

優(yōu)點1.適于難切削材料的加工硬質(zhì)合金、淬火鋼等2.加工復(fù)雜形狀或特殊零件應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大

局限性1.主要加工金屬等導(dǎo)電材料2.加工速度較慢3.有電極損耗，影響加工精度電火花加工的特點及應(yīng)用優(yōu)點1.適于難切削材料的加工局限性1.主要加工金屬等導(dǎo)7電火花加工的適用范圍1.加工任何難加工的金屬材料和導(dǎo)電材料；電極材料是紫銅或石墨2.加工形狀復(fù)雜的表面；3.加工薄壁、彈性、低剛度、微細小孔、異形小孔、深小孔等有特殊要求的零件電火花加工的適用范圍1.加工任何難加工的金屬材料和導(dǎo)電材料；8電火花加工過程

1.極間介質(zhì)的電離、擊穿，形成放電通道；2.介質(zhì)熱分解、電極材料熔化、氣化熱膨脹；3.電極材料的拋出；4.極間介質(zhì)的電離消除。

電火花加工過程1.極間介質(zhì)的電離、擊穿，形成放電通道；9極性效應(yīng)工件正極—正極性加工工件負極—負極性加工精加工短脈沖ti<10s粗加工長脈沖ti>80s為充分利用極性效應(yīng)，一般都采用單向脈沖電源極性效應(yīng)工件正極—正極性加工工件負極—負極性加工精加工粗加工10電火花加工設(shè)備（一）脈沖電源（二）自動進給調(diào)節(jié)裝置（三）工具電極（四）液體介質(zhì)馳張式、閘流管式、晶閘管式、晶體管式、集成元件等維持所需的“平均”放電間隙S,保證電火花加工正常進行。步進電機、伺服電機系統(tǒng)

常用石墨或銅作工具材料，價格低廉鎢、鉬或銅鎢、銀鎢等復(fù)合材料，性能好價格貴。（1）絕緣、擊穿放電及消電離（2）壓縮放電通道，能量集中（3）氣化產(chǎn)生局部高壓，利于蝕物排除（4）對工具、工件的冷卻作用

常用的工作液有煤油、機油等

電火花加工設(shè)備（一）脈沖電源馳張式、閘流管式、晶閘管式、晶體11電火花加工工藝方法分類類別工藝方法特點用途備注1穿孔成形加工工具為成形電極主要一個進給運動型腔加工、沖模擠壓模、異形孔約占電機床總數(shù)30%2電火花線切割加工工具為線狀電極兩個進給運動沖模、直紋面、窄縫、下料占總數(shù)60%3內(nèi)孔、外圓成形磨相對旋轉(zhuǎn)運動、徑向軸向進給運動精密小孔、外圓小模數(shù)滾刀占總數(shù)3%4同步共軛回轉(zhuǎn)加工均作旋轉(zhuǎn)運動且縱橫進給精密螺紋、異形齒輪、回轉(zhuǎn)表面占總數(shù)1%5高速小孔加工細管電極旋轉(zhuǎn)、穿孔速度極高深小孔、噴嘴、穿絲孔占總數(shù)2%6表面強化、刻字工具在工件上振動工具相對工件移動工具刃口強化、刻字占總數(shù)2%～3%電火花加工工藝方法分類類別工藝方法特點用途備注12圖電火花加工時的加工斜度二次放電加工斜度電極損耗棱角變鈍圖電火花加工時的加工斜度二次放電加工斜度電極損耗棱角變鈍13圖中ti為脈沖寬度，

to為脈沖間隔，

tp為脈沖周期，

ui為脈沖峰值電壓或空載電壓圖中ti為脈沖寬度，to為脈沖間隔，tp為脈沖周14第2章-電火花加工ppt課件15型號型號16名稱：普通電火花成型機床

型號：D7132N、40N、50N、60N

名稱：普通電火花17名稱：數(shù)控屏顯成型機床

型號：DK7132D、40D、50D、63D名稱：數(shù)控屏顯成型機床18名稱：機電一體電火花成型機床

型號：D7125ND、32ND

名稱：機電一體電火19影響金屬蝕除率的主要因素1.極性效應(yīng)的影響影響金屬蝕除率的主要因素1.極性效應(yīng)的影響20

2.電參數(shù)對蝕除率的影響

脈沖寬度、脈沖間隔、峰值電壓、峰值電流等。

3.金屬材料熱學(xué)常數(shù)對蝕除率的影響4.其他因素(工作液種類、性能等)2.電參數(shù)對蝕除率的影響21電火花加工的局限性

1.一般加工速度較慢2.存在電極損耗和二次放電3.最小角部半徑有限制一般電火花加工能得到的最小角部半徑等于加工間隙（通常為0.02-0.3mm），若電極有損耗或采用平動、搖動加工則角部半徑還要增大。電火花加工的局限性1.一般加工速度較慢221.加工速度和工具損耗速度加工速度：單位時間內(nèi)工件的電蝕量，即生產(chǎn)率；損耗速度：單位時間內(nèi)工具的電蝕量電火花加工的基本工藝規(guī)律1.加工速度和工具損耗速度加工速度：單位時間內(nèi)工件的電蝕量，23（１）加工速度

qp--正極的總蝕除量；kp--工藝系數(shù)（與電極材料、脈沖參數(shù)和工作液有關(guān)）；wM--單個脈沖能量；f--脈沖頻率；t--加工時間；vp--正極蝕除速度。φ——有效脈沖利用率，%；（１）加工速度qp--正極的總蝕除量；24提高加工速度途徑

１）提高脈沖頻率２）增加單個脈沖能量３）提高工藝參數(shù)４）正確選擇工件的極性提高加工速度途徑１）提高脈沖頻率25（２）工具的相對損耗

加工中衡量工具電極是否耐損耗，不僅要看工具損耗速度，還要看同時能達到的加工速度，所以采用相對損耗（損耗比）作為衡量工具電極耐損耗之指標。100%（２）工具的相對損耗加工中衡量工具電極是否耐損耗，不僅26降低工具電極的相對損耗途徑

１）極性效應(yīng)２）覆蓋效應(yīng)：黑膜只能在正極表面形成，因此須采用負極性加工３）傳熱效應(yīng)4）沉積效應(yīng)5）選擇合適的工具電極材料

降低工具電極的相對損耗途徑１）極性效應(yīng)27工具電極材料銅：制成各種精密復(fù)雜電極，可用于中小型腔加工鎢、鉬：熔點和沸點較高、損耗少，但其機械加工性能不好，價格較貴，一般僅用于線切割。石墨：用于型腔加工銅碳、銅鎢和銀鎢合金等合金材料：導(dǎo)熱性好，熔點高，電極損耗少，價格較貴、制造成型困難，通常只用于精密電火花加工。工具電極材料銅：制成各種精密復(fù)雜電極，可用于中小型腔加工282.影響加工精度的主要因素（１）放電間隙的大小和一致性（２）工具電極的損耗及“二次放電”

2.影響加工精度的主要因素（１）放電間隙的大小和一致性29二次放電是指已加工表面上由于電蝕產(chǎn)物等的介入而再次進行的非正常放電。二次放電主要是在加工深度方向的側(cè)面產(chǎn)生斜度和使加工棱角邊變鈍。圖3-4加工斜度的產(chǎn)生a)工具損耗產(chǎn)生加工斜度b)輪廓對比圖1-工具電極無損耗時的輪廓線2-工具電極有損耗但不考慮二次放電時的工件輪廓線1-工具電極有損耗時的輪廓線2-工具電極有損耗且產(chǎn)生二次放電時的工件輪廓線3-工件4-工具電極二次放電是指已加工表面上由于電蝕產(chǎn)物等的介入而再次進行的非正30另外，工具的尖角或凹角很難精確地復(fù)制在工件的表面上。圖3-5尖角變圓現(xiàn)象a)加工外表面b)加工內(nèi)表面1-工件電極2-工具電極另外，工具的尖角或凹角很難精確地復(fù)制在工件的表面上。圖3-531影響表面質(zhì)量的因素◆表面粗糙度：單個脈沖能量、工具電極的表面粗糙度、加工速度?！舯砻孀冑|(zhì)層：熔化凝固層、熱影響層及顯微裂紋?！舯砻媪W(xué)性能：表面最外層硬度與耐磨性、殘余應(yīng)力、耐疲勞性能。

影響表面質(zhì)量的因素◆表面粗糙度：單個脈沖能量、工具電極的表面321.穿孔加工常指貫通的等截面或變截面的二維型孔（圓孔、方孔、多邊孔、異形孔）、曲線孔（彎孔、螺旋孔）、小孔、微孔等加工的電火花加工。

a)圓孔b)方槽c)異形孔d)彎孔電火花加工的應(yīng)用1.穿孔加工常指貫通的等截面或變截面的二維型孔（圓孔、方孔、33穿孔加工的尺寸精度主要取決于工具電極的尺寸和放電間隙。工具電極的截面輪廓尺寸要比預(yù)定加工的型孔尺寸均勻地縮小一個加工間隙，其尺寸精度要比工件高一級，表面粗糙度應(yīng)比工件的小。一般電火花加工后尺寸公差可達IT7級，表面粗糙度Ra值1.25。穿孔加工的尺寸精度主要取決于工具電極的尺寸和放電間隙。34電火花加工較大孔時，一般先預(yù)制孔，留合適余量（單邊余量為0.5～1mm左右），余量太大，生產(chǎn)率低，電火花加工時不好定位。細微孔：直徑小于0.2mm的孔。國外目前可加工出深徑比為5，直徑為0.015mm的細微孔。在我國一般可加工出深徑比為10，直徑為0.05mm的細微孔。但加工細微孔的效率較低，因為工具電極制造困難，排屑也困難，單個脈沖的放電能量須有特殊的脈沖電源控制，對伺服進給系統(tǒng)要求更嚴。

電火花加工較大孔時，一般先預(yù)制孔，留合適余量（單邊余量為0.35電火花主要應(yīng)用在直徑為0.3～3mm的高速小孔的加工，可避免小直徑鉆頭（d≤1mm）易折斷問題。還適用于斜面和曲面上加工小孔，并可達較高尺寸精度和形狀精度。在加工時可采用管狀電極，內(nèi)通高壓工作液，工具電極在回轉(zhuǎn)的同時又作軸向進給運動，速度可達60mm/min。電火花主要應(yīng)用在直徑為0.3～