《数控加工工艺与编程》(教学资源)第四章试题及答案

1、第四章试题及答案什么叫做电火花加工 ?答：电火花加工又称放电加工 Electrical Discharge Machining 简称 EDM ，电火花加工是利用电腐蚀原理， 对工件进行加工的一种工艺方法。 它既可以加工一般材料的工件， 也可以加工用传统的切削方法难以加工的各种高熔点、 高硬度、 高韧性的金属材料以及精度要求高的工件，因此特别适合模具零件的加工。电火花加工形式很多，其中以电火花成形加工和电火花线切割加工应用最为广泛。电火花成形加工主要用于形状复杂的型腔、 凸模、 凹模的加工， 电火花切割加工主要用于冲模、挤压模的加工。电火花线切割机床是采用电极丝钼丝、钨钼丝等作为工具电极，在脉冲

2、电源作用下， 在工具电极和加工工件之间形成火花放电， 火花通道瞬间产生大量的热， 使得工件外表熔化甚至汽化。线切割机床通过X-Y 拖板和 U-V 拖板的运动，使得电极丝沿着预定的轨迹运动，从而到达加工工件的目的。电火花加工的根本原理是什么?答： 加工时工具电极和工件分别接脉冲电源的两极， 并浸入工作液中或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙到达一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿， 产生火花放电。 在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能， 温度可高达1 万摄氏度以上, 压力也有急剧变化， 从而使这一点工作外表局部微量的金属材料立刻熔化、 气

3、化， 并爆炸式地飞溅到工作液中 , 迅速冷凝 , 形成固体的金属微粒， 被工作液带走， 这时在工件外表上便留下一个微小的凹坑痕迹， 放电短暂停歇， 两电极间工作液恢复绝缘状态。紧接着，下一个脉冲电压又在两电极相对接近的另一点处击穿 , 产生火花放电，重复上述过程。这样, 虽然每个脉冲放电蚀除的金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用， 就能蚀除较多的金属， 具有一定的生产率。 在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙的条件下， 一边蚀除工件金属 , 一边使工具电极不断地向工件进给, 最后便加工出与工具电极形状相对应的形状。电火花加工具有哪些忧缺点?答： 1 电火花加工时，由于不是靠刀具的机械方

4、法去除金属， 加工时无任何机械力的作用， 因此可以用来加工小孔、窄槽及各种复杂形状的型孔和型腔。2由于电脉冲参数可以任意调节，故在同一台机床上可对零件进行粗、中、 精加工及连续加工，节省了设备，提高了效率。3电火花加工是直接用电能加工，故便于实现生产中的自动控制及加工自动化。4电火花加工时是利用局部高温蚀除金属，任何硬、脆的金属材料都无法抵抗这种高温，只要能导电，就能进行加工，因此，它能加工淬硬模具，并不会产生过多变形。5经过电火花加工后的零件精度高，外表粗糙度可达 Ra1.25科网此，利用电火花加工后的零件，稍加修正后即可装配使用。6型腔的加工余量一般较大，尤其是在不预加工的情况下，蚀除的金

5、属量更多，因此，对电源的要求是：降低损耗和提高生产率。7型腔属于盲孔加工，其电蚀产物的排出较为困难，尤其是深型腔加工时更甚，因此，在工艺上必须采用冲油或抽油式来实现排屑。8由于型腔的形状多较复杂，电极损耗引起其尺寸的变化会直接影响型腔的精度，因此要求电极的损耗越小越好。4电火花加工般应用在什么场合下?答：线切割主要应用于加工各种形状复杂和精密细小的工件， 例如冲裁模的凸模、 凹模、凸凹模、 固定板、 卸料板等， 成形刀具、 样板、 电火花成型加工用的金属电极， 各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等，具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造本钱低等突出优点，已在生产中获得广泛的应用， 目前国内外的

6、电火花线切割机床已占电加工机床总数的 60% 以 上。5 电火花加工时需要满足哪些根本条件?答： 1工具电极和工件电极之间必须维持合理的距离。在该距离范围内，既可以满足脉冲电压不断击穿介质， 产生火花放电， 又可以适应在火花通道熄灭后介质消电离以及排出蚀除产物的要求。假设两电极距离过大， 那么脉冲电压不能击穿介质、 不能产生火花放电， 假设两电极短路，那么在两电极间没有脉冲能量消耗，也不可能实现电腐蚀加工。2两电极之间必须充入介质。在进行材料电火花尺寸加工时，两极间为液体介质专用工作液或工业煤油；在进行材料电火花外表强化时，两极间为气体介质。3 输送到两电极间的脉冲能量密度应足够大。 在火花通

7、道形成后， 脉冲电压变化不大，因此， 通道的电流密度可以表征通道的能量密度。 能量密度足够大， 才可以使被加工材料局部熔化或汽化，从而在被加工材料外表形成一个腐蚀痕凹坑，实现电火花加工。因而，通道一般必须有105-106A/cm2 电流密度。放电通道必须具有足够大的峰值电流，通道才可以在脉冲期间得到维持。一般情况下，维持通道的峰值电流不小于2A 。4放电必须是短时间的脉冲放电。放电持续时间一般为10-7-10-3s 。由于放电时间短，使放电时产生的热能来不及在被加工材料内部扩散， 从而把能量作用局限在很小范围内， 保 持火花放电的冷极特性。5脉冲放电需重复屡次进行，并且屡次脉冲放电在时间上和空

8、间上是分散的。这里包含两个方面的意义： 其一时间上相邻的两个脉冲不在同一点上形成通道； 其二， 假设在一定时间范围内脉冲放电集中发生在某一区域， 那么在另一段时间内， 脉冲放电应转移到另一区域。只有如此，才能防止积炭现象，进而防止发生电弧和局部烧伤。6脉冲放电后的电蚀产物能及时排放至放电间隙之外，使重复性放电顺利进行。在电火花加工的生产实际中， 上述过程通过两个途径完成。 一方面， 火花放电以及电腐蚀过程本身具备将蚀除产物排离的固有特性； 蚀除物以外的其余放电产物 如介质的汽化物 亦可以促进上述过程；另一方面，还必须利用一些人为的辅助工艺措施，例如工作液的循环过滤，加工中采用的冲、抽油措施等等

9、。6 说说在什么情况下需要加工穿丝孔?为什么?答：凹形类封闭形工件在切割前必须具有穿丝孔，以保证工件的完整性，这是显而易见的。凸形类工件虽然可以不需要穿丝孔， 直接从工件外缘切入， 但这样的话， 坯件材料在切断时，会破坏材料内部应力的平衡状态而造成材料的变形，影响加工精度，严重时甚至造成夹丝、断丝。当采用穿丝孔时，可以使工件坯件保持完整，从而减少变形所造成的误差。7电火花线切割加工的主要工艺指标有哪些？影响外表粗糙度的主要因素有哪些?答： 在线切割加工过程中， 加工参数的选择对加工工件的质量起着至关重要的作用， 本书以试训中心某一台快速走丝线切割机为例， 讲解线切割工艺参数的选择。 一般情况下

10、， 初始操作者可以根据加工参数选择的根本规那么进行选择， 熟练者可以根据自己的经验选择加工条件。线切割加工参数包括脉冲宽度、 脉冲间隙于脉冲宽度比、 分组脉冲宽度、分组脉冲间隙与脉冲宽度比峰值电流、进给速度和运丝速度等。影响加工外表粗糙度的几个因素： 1 导丝轮及其轴承因磨损而使精度变差； 2电极丝移动不平稳，有振动； 3 电极丝绕得太松，张力不够；4脉冲电源电参数选择不当，拉弧现象太多； 5 钼丝损耗过大、 变细了的钼丝在导轮内窜动； 6 进给速度调节不当，加工不稳定。8 什么叫极性效应?在电火花线切割加工中是怎样应用的 ?答：在线切割加工过程中，不管是正极还是负极，都会发生电蚀，但它们的电

11、蚀程度不同。这种由于正、 负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象称为极性效应。 实践说明， 在电火花加工中，当采用短脉冲加工时，正极的蚀除速度大于负极的蚀除速度；当采用长脉冲加工时，负极的蚀除速度大于正极的蚀除速度。由于线切割加工的脉冲宽度较窄，属于短脉冲加工，所以采用工件接电源的正极， 电极丝接电源的负极， 这种接法又称为正极性接法， 反之称为负极性接法。 电火花线切割采用正极性接法不仅有利于提高加工速度， 而且有利于减少电极丝的损耗，从而有利于提高加工精度。9.在ISO代码编程中，常用的数控功能指令有哪些写出五个以上？并简述其功能。答：G00快速点定位指令、G00直线插补加工指令、G02顺时针

12、圆弧插补指令、G03逆时针圆 弧插补指令、G40取消电极丝补偿、G41电极丝左补偿、G42电极丝右补偿、G90绝对坐标指 令、G91增量坐标指令、G92指定坐标原点、M00暂停指令、M02程序结束、T84启动液泵、 T85关闭液泵、T86启动运丝机构、T87关闭运丝机构。10什么叫放电间隙？它对线切割加工的工件尺寸有何影响？通常情况下放电间隙取多大？答： 放电间隙是指放电发生时电极丝与工件间的距离。 这个间隙存在于电极丝的周围， 因此 侧面的间隙会影响成形尺寸， 确定加工尺寸时应予考虑。 快走丝线切割加工钢件时放电间隙一般在0.01mm左右，加工硬质合金时放电间隙在0.005mm左右，加工纯铜时放电间隙在0.02mm 左右。11电火花线切割机床有哪些常用的功能？答： 1 轨迹控制。加工控制，其中主要包括对伺服进给速度、电源装置、走丝机构、工作液系统以及其他的机床操作控制。 此外， 还有断电保护、 平安控制及自诊断功能等也是