第2章电火花加工ppt课件

1、 本章要点本章要点电火花加工的根本原理及其分类电火花加工的根本原理及其分类电火花加工的机理电火花加工的机理电火花加工用的脉冲电源电火花加工用的脉冲电源电火花加工机床电火花加工机床电火花穿孔成形加工电火花穿孔成形加工第一章第一章 电火花加工电火花加工 自动进给调理系统自动进给调理系统 采用脉冲电源采用脉冲电源3.3.在有一定绝缘性能的介质中放电在有一定绝缘性能的介质中放电 液体绝缘介质液体绝缘介质 两极之间两极之间火花放电火花放电电腐蚀电腐蚀去除资料去除资料 1 1工件工件 2 2脉冲电源脉冲电源 3 3自动进给调理系统自动进给调理系统 4 4工具工具 5 5任务液任务液 6 6过滤器过滤器 7

2、 7任务液泵任务液泵 图2-1 电火花加工原理表示图32145671.必需使接在不同极性上的工具和工件之间坚持一必需使接在不同极性上的工具和工件之间坚持一定的间隔以构成放电间隙；定的间隔以构成放电间隙；2.放电必需在具有一定绝缘性的液体介质中进展；放电必需在具有一定绝缘性的液体介质中进展；3.脉冲波形根本是单向的；脉冲波形根本是单向的；4.有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属熔化或气化熔化或气化 。 优 点1.1.适于难切削资料的加工适于难切削资料的加工 硬质合金、淬火钢等硬质合金、淬火钢等2.2.加工复杂外形或特殊零件加工复杂外形或特殊零件 运

3、用领域日益扩展运用领域日益扩展 局限性1.1.主要加工金属等导电资料主要加工金属等导电资料2.2.加工速度较慢加工速度较慢3.3.有电极损耗，影响加工精度有电极损耗，影响加工精度电火花加工的特点及运用电火花加工的特点及运用1.加工任何难加工的金属资料和导电资料；加工任何难加工的金属资料和导电资料； 电极资料是紫铜或石墨电极资料是紫铜或石墨2.加工外形复杂的外表；加工外形复杂的外表；3.加工薄壁、弹性、低刚度、微细小孔、异形加工薄壁、弹性、低刚度、微细小孔、异形小孔、深小孔等有特殊要求的零件小孔、深小孔等有特殊要求的零件极性效应极性效应精加工精加工短脉冲短脉冲ti 80 s为充分利用极性效应，普

4、通都采用单向脉冲电源为充分利用极性效应，普通都采用单向脉冲电源电火花加工设备电火花加工设备一脉冲电源一脉冲电源二自动进给调理安装二自动进给调理安装三工具电极三工具电极四液体介质四液体介质驰张式、闸流管式、晶闸管式、驰张式、闸流管式、晶闸管式、晶体管式、集成元件等晶体管式、集成元件等维持所需的维持所需的“平均放平均放电间隙电间隙 S ,保证电火花保证电火花加工正常进展。加工正常进展。步进电机、伺服电机步进电机、伺服电机系统系统 常用石墨或铜作工 具资料，价钱低廉 钨、钼或铜钨、银 钨等复合资料，性 能好价钱贵。1 1绝缘、击穿放电及消电离绝缘、击穿放电及消电离2 2紧缩放电通道，能量集中紧缩放电

5、通道，能量集中3 3气化产生部分高压，利于气化产生部分高压，利于 蚀物排除蚀物排除4 4对工具、工件的冷却作用对工具、工件的冷却作用 常用的任务液有煤油、机油等常用的任务液有煤油、机油等 电火花加工工艺方法分类电火花加工工艺方法分类类别类别工艺方法工艺方法特特 点点用用 途途备备 注注 1穿孔成形穿孔成形加工加工工具为成形电极工具为成形电极主要一个进给运动主要一个进给运动型腔加工、冲模型腔加工、冲模挤压模、异形孔挤压模、异形孔约占电机床总数30% 2电火花线电火花线切割加工切割加工工具为线状电极工具为线状电极两个进给运动两个进给运动冲模、直纹面、冲模、直纹面、窄缝、下料窄缝、下料占总数60%

6、3内孔、外内孔、外圆成形磨圆成形磨相对旋转运动、相对旋转运动、径向轴向进给运动径向轴向进给运动精密小孔、外圆精密小孔、外圆小模数滚刀小模数滚刀占总数3% 4同步共轭同步共轭回转加工回转加工均作旋转运动均作旋转运动且纵横进给且纵横进给精密螺纹、异形精密螺纹、异形齿轮、回转表面齿轮、回转表面占总数1% 5高速小孔高速小孔加工加工细管电极旋转、细管电极旋转、穿孔速度极高穿孔速度极高深小孔、喷嘴、深小孔、喷嘴、穿丝孔穿丝孔占总数2% 6表面强化、表面强化、刻字刻字工具在工件上振动工具在工件上振动工具相对工件移动工具相对工件移动工具刃口强化、工具刃口强化、刻字刻字占总数2%3%图图 电火花加工时的加工斜

7、度电火花加工时的加工斜度smaxsmin工具二次放电二次放电加工斜度加工斜度电极损耗电极损耗棱角变钝棱角变钝 图中图中 titi为脉冲宽度，为脉冲宽度， toto为脉冲间隔，为脉冲间隔， tptp为脉冲周期，为脉冲周期， uiui为脉冲峰值电压或空载电压为脉冲峰值电压或空载电压uititptouto图2-1 脉冲电源空载电压波形称号：普通电火花称号：普通电火花 成型机床成型机床 型号：型号：D7132N、40N、 50N、60N 称号：数控屏显成型机称号：数控屏显成型机床床 型号：型号：DK7132D、40D、 50D、63D称号：机电一体电火称号：机电一体电火 花成型机床花成型机床 型号：型

8、号：D7125ND、32ND 1.1.极性效应的影响极性效应的影响 2.电参数对蚀除率的影响 脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电压、峰值电流等。 3.金属资料热学常数对蚀除率的影响 4.其他要素(任务液种类、性能等) 1.普通加工速度较慢 2.存在电极损耗和二次放电 3.最小角部半径有限制 普通电火花加工能得到的最小角部半径等于加工间隙通常为0.02-0.3mm，假设电极有损耗或采用平动、摇动加工那么角部半径还要增大。加工速度加工速度 qp-正极的总蚀除量；正极的总蚀除量； kp-工艺系数与电极资料、脉冲参数和任务液有关；工艺系数与电极资料、脉冲参数和任务液有关； wM-单个脉冲能量；单个脉冲能量；

9、f -脉冲频率；脉冲频率； t-加工时间；加工时间； vp-正极蚀除速度。正极蚀除速度。 有效脉冲利用率，有效脉冲利用率，%；fwktqvMPPP/提高加工速度途径提高加工速度途径 提高脉冲频率提高脉冲频率添加单个脉冲能量添加单个脉冲能量提高工艺参数提高工艺参数正确选择工件的极性正确选择工件的极性工具的相对损耗工具的相对损耗 加工中衡量工具电极能否耐损耗，不仅要看工具损加工中衡量工具电极能否耐损耗，不仅要看工具损耗速度，还要看同时能到达的加工速度，所以采用耗速度，还要看同时能到达的加工速度，所以采用相对损耗损耗比作为衡量工具电极耐损耗之目相对损耗损耗比作为衡量工具电极耐损耗之目的。的。vvN/

10、100%100%降低工具电极的相对损耗途径降低工具电极的相对损耗途径 工具电极资料工具电极资料 铜：制成各种精细复杂电极，可用于中小型腔加工铜：制成各种精细复杂电极，可用于中小型腔加工 钨、钼：熔点和沸点较高、损耗少，但其机械加工钨、钼：熔点和沸点较高、损耗少，但其机械加工性能不好，价钱较贵，普通仅用于线切割。性能不好，价钱较贵，普通仅用于线切割。 石墨：用于型腔加工石墨：用于型腔加工 铜碳、铜钨和银钨合金等合金资料：导热性好，熔铜碳、铜钨和银钨合金等合金资料：导热性好，熔点高，电极损耗少，价钱较贵、制呵斥型困难，通点高，电极损耗少，价钱较贵、制呵斥型困难，通常只用于精细电火花加工。常只用于精

11、细电火花加工。放电间隙的大小和一致性放电间隙的大小和一致性 工具电极的损耗及工具电极的损耗及“二次放电二次放电 图图3-4 3-4 加工斜度的产生加工斜度的产生a)a)工具损耗产生加工斜度工具损耗产生加工斜度 b)b)轮廓对比图轮廓对比图1-1-工具电极无损耗时的轮廓线工具电极无损耗时的轮廓线2-2-工具电极有损耗但不思索二次放电时的工具电极有损耗但不思索二次放电时的工件轮廓线工件轮廓线1-1-工具电极有损耗时的轮廓线工具电极有损耗时的轮廓线2-2-工具电极有损耗且产生二次放电时的工工具电极有损耗且产生二次放电时的工件轮廓线件轮廓线3-3-工件工件 4-4-工具电极工具电极 另外，工具的尖角或

12、凹角很难准确地复制在另外，工具的尖角或凹角很难准确地复制在工件的外表上。工件的外表上。图图3-5 3-5 尖角变圆景象尖角变圆景象a)a)加工外外表加工外外表 b)b)加工内外表加工内外表1-1-工件电极工件电极 2-2-工具电极工具电极外表粗糙度：单个脉冲能量、工具电极的外表粗糙外表粗糙度：单个脉冲能量、工具电极的外表粗糙度度 、加工速度、加工速度 。 外表蜕变层：熔化凝固层、热影响层及显微裂纹。外表蜕变层：熔化凝固层、热影响层及显微裂纹。外表力学性能：外表最外层硬度与耐磨性、剩余应外表力学性能：外表最外层硬度与耐磨性、剩余应力力 、耐疲劳性能。、耐疲劳性能。 常指贯穿的等截面或变截面的二维

13、型孔圆孔、方常指贯穿的等截面或变截面的二维型孔圆孔、方孔、多边孔、异形孔、曲线孔弯孔、螺旋孔、孔、多边孔、异形孔、曲线孔弯孔、螺旋孔、小孔、微孔等加工的电火花加工。小孔、微孔等加工的电火花加工。 a)a)圆孔圆孔 b)b)方槽方槽 c)c)异形孔异形孔 d)d)弯孔弯孔 穿孔加工的尺寸精度主要取决于工具电极穿孔加工的尺寸精度主要取决于工具电极的尺寸和放电间隙。的尺寸和放电间隙。 工具电极的截面轮廓尺寸要比预定加工的工具电极的截面轮廓尺寸要比预定加工的型孔尺寸均匀地减少一个加工间隙，其尺型孔尺寸均匀地减少一个加工间隙，其尺寸精度要比工件高一级，外表粗糙度应比寸精度要比工件高一级，外表粗糙度应比工

14、件的小。工件的小。 普通电火花加工后尺寸公差可达普通电火花加工后尺寸公差可达IT7IT7级，外级，外表粗糙度表粗糙度RaRa值值1.251.25。 电火花加工较大孔时，普通先预制孔，留适宜余量电火花加工较大孔时，普通先预制孔，留适宜余量单边余量为单边余量为0.50.51mm1mm左右，余量太大，消费率低，左右，余量太大，消费率低，电火花加工时不好定位。电火花加工时不好定位。 细微孔：直径小于细微孔：直径小于0.2mm0.2mm的孔。的孔。 国外目前可加工出深径比为国外目前可加工出深径比为5 5，直径为，直径为0.015mm0.015mm的细微的细微孔。在我国普通可加工出深径比为孔。在我国普通可

15、加工出深径比为1010，直径为，直径为0.05mm0.05mm的细微孔。的细微孔。 但加工巧微孔的效率较低，由于工具电极制造困难，但加工巧微孔的效率较低，由于工具电极制造困难，排屑也困难，单个脉冲的放电能量须有特殊的脉冲电排屑也困难，单个脉冲的放电能量须有特殊的脉冲电源控制，对伺服进给系统要求更严。源控制，对伺服进给系统要求更严。 电火花主要运用在直径为电火花主要运用在直径为0.30.33mm3mm的高速小孔的加的高速小孔的加工，可防止小直径钻头工，可防止小直径钻头d1mmd1mm易折断问题。易折断问题。 还适用于斜面和曲面上加还适用于斜面和曲面上加工小孔，并可达较高尺寸工小孔，并可达较高尺寸精度和外形精度。精度和外形精度。 在加工时可采用管状电极，在加工时可采用管状电极，内通高压任务液，工具电内通高压任务液，工具电极在回转的同时又作轴向极在回转的同时又作轴向进给运动，速度可达进给运动，速度可达60mm/min60mm/min。.电火花型腔加工电火花型腔加工 普通指三维型腔和型面加工，如挤压模、压