《特种加工技术》-特种加工技术第二章

目录2.1电火花加工的物理本质及特点2.2电火花加工机床简介2.3电火花线切割加工机床简介2.1电火花加工的物理本质及特点电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极（浸在工作液）相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。

电火花加工的物理本质2.1电火花加工的物理本质及特点

电火花加工的物理本质■极间介质的电离、击穿，形成放电通道■电极材料的熔化、气化热膨胀

■电极材料的抛出

■极间介质的消电离

2.1电火花加工的物理本质及特点

电火花加工的物理本质单脉冲放电凹坑多脉冲放电凹坑总结：电火花加工是大量的微小放电痕迹逐渐累积而成的去除金属的加工方式。

电火花成形加工、电火花线切割加工的特点■二者的加工原理相同，都是通过电火花放电产生的热来熔解去除金属的，所以二者加工材料的难易与材料的硬度无关，加工中不存在显著的机械切削力。■二者的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。■最小角部半径有限制。电火花成形加工中最小角部半径为放电间隙，电火花线切割加工中最小角部半径为电极丝的半径加上放电间隙。共同点2.1电火花加工的物理本质及特点■从加工原理角度看

不同点

电火花成形加工、电火花线切割加工的特点2.1电火花加工的物理本质及特点■从产品形状角度看

■从电极损耗角度看

■从工具电极角度看

不同点

电火花成形加工、电火花线切割加工的特点2.1电火花加工的物理本质及特点■

从应用角度看不同点

电火花成形加工、电火花线切割加工的特点2.1电火花加工的物理本质及特点2.2

电火花成形机床简介我国电火花成形机床发展历史、型号、规格和分类

我国电火花成形机床发展历史■起步阶段（1950s-1970s）1950s：1954年我国科技工作者研制出中国第一台电火花成形机床。1958年，营口电火花机床厂研制成功我国第一台电火花小孔加工机床。1960s：自主研发起步，技术水平较低，以仿制为主。1965年，营口电火花机床厂试制成功了D6125型电火花成形机床。特点：设备简单，精度和效率有限。■技术积累阶段（1980s-1990s）1980s：改革开放，引进国外先进技术，提升精度和自动化水平。1990s：数控技术应用，加工精度和效率显著提高。应用领域扩展：航空航天、汽车等高端制造业。

我国电火花成形机床发展历史■快速发展阶段（2000s-2010s）2000s：高精度、多轴联动机床推出，缩小与国际差距。2010s：智能化、自动化技术广泛应用，部分产品达到国际先进水平。市场表现：国内市场份额扩大，开始进入国际市场。。■创新与国际化阶段（2020s至今）技术创新：高效、智能电火花成形机床研发。国际化：积极拓展国际市场，提升全球竞争力。未来方向：智能制造、工业4.0技术的深度融合。2.2

电火花成形机床简介我国电火花成形机床发展历史、型号、规格和分类电火花成形机床型号、规格和分类

■我国国标规定，电火花成型机床均用D71加上机床工作台面宽度的1/10表示。例如D7132中，D表示电加工成型机床(若该机床为数控电加工机床，则在D后加K，即DK)；

71表示电火花成型机床；32表示机床工作台的宽度为320mm。

■电火花成形机床按其行程大小可分为小型(D7125以下)、中型(D7125～D7163)和大型(D7163以

上)，按数控程度可分为非数控、单轴数控和三轴数控。2.2

电火花成形机床简介我国电火花成形机床发展历史、型号、规格和分类2.2

电火花成形机床简介电火花成形机床结构机床本体主要由床身、立柱、主轴头及附件、工作台等部分组成，是用以实现工件和工具电极的装夹固定和运动的机械系统。床身、立柱、工作台是电火花成形机床的骨架，起着支承、定位和便于操作的作用。机床本体2.2电火花成形机床简介电火花成形机床结构作用：把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流。向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量，以蚀除金属.

脉冲电源应满足如下要求:■要有一定的脉冲放电能量，否则不能使金属材料熔化、气化。■火花放电必须是短时间的脉冲性放电，这样才能使放电产生的热量来不及扩散到其他部分，从而有效地蚀除金属，提高成型性和加工精度。■脉冲波形是单向的，以便充分利用极性效应，提高加工速度和降低工具电极损耗。■

脉冲波形的主要参数有较宽的调节范围，以满足粗、中、精加工的要求。■有适当的脉冲间隔时间，使工作液介质有足够时间消除电离并冲去金属颗粒，以免引起电弧而烧伤工件。脉冲电源2.2电火花成形机床简介电火花成形机床结构脉冲电源常见种类：■弛张式脉冲电源■晶闸管脉冲电源■晶体管脉冲电源目前，普及型(经济型)的电火花成形机床都采用高低压复合的晶体管脉冲电源，中、高档电火花成形机床都采用微机数字化控制的脉冲电源，而且内部存有电火花加工规准的数据库。加工时可以通过数控程序调用各档粗、中、精加工规准参数。脉冲电源2.2电火花成形机床简介电火花成形机床结构控制电火花成型加工中的各种参数(如放电电流、脉冲宽度、脉冲间隔等控制放电间隙的大小。间隙过大，放电过程停止，间隙过小，引起拉弧烧伤。自动进给调节系统伺服进给系统

参数控制系统2.2

电火花成形机床简介电火花成形机床结构过滤和循环系统的作用：对工作液进行强迫循环过滤，蚀除产物排除；对电极工具冷却。工作液为什么要进行循环过滤？蚀除产物，部分以气态形式抛出，大部分以球状固体微粒悬浮在工作液中，当蚀除产物较多，且粘接在工件和电极表面时，会与工件和电极表面形成二次放电。工作液循环过滤系统2.2电火花成形机床简介电火花成形机床结构数控系统规定除了直线移动的X、Y、Z三个坐标轴系统外，还有三个转动的坐标系统，即绕X轴转动的A轴，绕Y轴转动的B轴，绕Z轴转动的C轴。目前常见的有三轴数控电火花成形机床、四轴三联动数控电火花成形机床、四轴联动或五轴联动甚至六轴联动电火花成形机床数控系统2.2电火花成形机床简介电火花成形机床结构常用的电火花数控指令数控系统2.2

电火花成形机床简介电火花成形机床结构G54：G54、G55、G56等指令进行切换这些定义工作坐标系指令.可以和G92一起使用，G92代码只能把当前坐标系中某点坐标定义为某一个值，但不能定义该点在其它坐标系中的值。G92G54X0Y0；G00X20.Y30.；G92G55X0Y0；数控系统2.2

电火花成形机床简介电火花成形机床结构数控系统2.2

电火花成形机床简介电火花成形机床结构G80:含义：接触感知。格式：G80轴加方向如：G80X－；

G130:G130指令与G80指令类似，主要用于GF公司FORM系列电火花成形机床含义：对边。格式：G130轴加方向与数值如：G130X-1；数控系统2.2

电火花成形机床简介电火花成形机床结构G82：含义：移动到原点和当前位置一半处。格式：G82轴如：G92X100.;/将当前点的X坐标定义为100.G82X;/将电极移到当前坐标系X=50.的地方G150：含义：预设工件坐标值。格式：G150轴加坐标值（D1）不加D1时将找边接触的位置预设坐标值，加D1将当前位置预设坐标值。如：G150X10Y20Z0D1将当前坐标值预设为X10Y20Z0。G150与G92命令类似，G150主要用于GF公司FORM系列电火花成形机床。数控系统2.2电火花成形机床简介电火花成形机床结构M05：含义：忽略接触感知，只在本段程序起作用G80X－；

G90G92X0Y0；

M05G00X10.；

若去掉上面代码中的M05，则电极往往不动作，G00不执行。数控系统2.2电火花成形机床简介电火花成形机床结构如图2-14所示，ABCD为矩形工件，AB、BC边为设计基准，现欲用电火花成形机床加工一圆形图案，图案的中心为O点，O到AB边、BC边的距离如图中所标。已知圆形电极的直径为20mm，请写出电极定位于O点的具体过程。G80X+;G90G92X0;G80Y+；G92Y0；G00X50Y28;数控系统2.2电火花成形机床简介电火花成形机床结构数控平动加工■可以精确控制加工的尺寸精度。■可以加工出复杂的形状，如螺纹。■可以获得更好的表面粗糙度。■可以加工出清棱、清角的侧壁和底边。■变全面加工为局部加工，有利于排屑和加工稳定。■对电极尺寸精度要求不高。数控系统2.2电火花成形机床简介电火花成形机床结构电火花成形机床常见功能

■我国电火花线切割机床发展历史

20世纪60年代中期，上海电表厂张维良等研制出高速往复走丝电火花线切割机床，获国家发明创造奖，填补国内空白。该机床具有成本低、效率高的特点，适合中小批量复杂零件加工，推动国内电火花加工技术发展。20世纪70年代，苏州长风厂生产第一台商品化快走丝线切割机床，实现技术产业化，满足市场需求。产品推向市场后，逐渐在模具制造等领域广泛应用，为国内制造业提供高效加工手段。国内技术突破产品商品化2.3电火花线切割机床简介我国电火花线切割机床发展历史、分类和型号■我国电火花线切割机床发展历史

引进国外技术后，我国低速走丝线切割机床加工精度达微米级，质量与产量接近国际先进水平。慢走丝机床的高精度加工能力满足高端制造业对精密零件的需求，推动产业升级。技术引进与提升快走丝线切割机床实现多次切割，结合快走丝与慢走丝优点，显著提升加工精度和表面质量。多次切割技术使中走丝机床在加工复杂零件时更具优势，满足高端制造业对精度和效率的双重需求。中走丝技术创新2.3电火花线切割机床简介我国电火花线切割机床发展历史、分类和型号■我国电火花线切割机床发展历史

启示与精神传承响应国家号召年轻一代应积极响应党的二十大报告号召，为“实现高水平科技自立自强”和“进入创新型国家前列”努力学习。在电火花线切割机床等科技领域不断探索创新，为我国科技发展贡献力量，实现科技强国目标。创新精神传承我国电火花线切割机床发展史彰显科技工作者创新精神，激励年轻一代投身科技创新事业。这种创新精神是我国科技发展的重要动力，为实现高水平科技自立自强提供精神支撑。2.3电火花线切割机床简介我国电火花线切割机床发展历史、分类和型号■电火花线切割机床型号

通常按电极丝的走丝速度分成快速走丝线切割机床(WEDM-HS)与慢速走丝线切割机床(WEDM-LS)。运动方式：快速走丝线切割机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8～10m/s。电极材料：常用直径为0.10～0.30mm的钼丝。工作液：用自来水配置浓度为12%的乳化液。快速走丝线切割机床结构简单、价格便宜、生产率高，但由于运行速度快，工作时机床震动较大。钼丝和导轮的损耗快，加工精度和表面粗糙度就不如慢速走丝线切割机床，其加工精度一般为0.01～0.02mm，表面粗糙度Ra为1.25～2.5μm。快走丝线切割机床2.3电火花线切割机床简介我国电火花线切割机床发展历史、分类和型号■电火花线切割机床分类

通常按电极丝的走丝速度分成快速走丝线切割机床(WEDM-HS)与慢速走丝线切割机床(WEDM-LS)。速度：慢速走丝线切割机床走丝速度低于0.2m/s。电极丝：常用黄铜丝、镀锌丝作为电极丝，电极丝直径通常为0.10～0.35mm运动方式：电极丝仅从一个单方向通过;加工过程平稳，加工精度高，可达0.005mm，表面粗糙度Ra≤0.32μm，可达Ra0.1μm。工作液：一般采用去离子水、煤油等，生产率较高。慢走丝线切割机床2.3电火花线切割机床简介我国电火花线切割机床发展历史、分类和型号2.3电火花线切割机床简介我国电火花线切割机床发展历史、分类和型号■电火花线切割机床型号国标规定的数控电火花线切割机床的型号,如DK7725的基本含义为：D为机床的类别代号，表示是电加工机床；K为机床的特性代号，表示是数控机床；第一个7为组代号，表示是电火花加工机床，第二个7为系代号(快走丝线切割机床为7，慢走丝线切割机床为6，电火花成型机床为1)；25为基本参数代号，表示工作台横向行程为250mm 2.3电火花线切割机床简介快走丝线切割机床简介■机床本体2.3电火花线切割机床简介快走丝线切割机床简介■脉冲电源■数控系统■工作液循环系统工作液的作用是及时地从加工区域中排除电蚀产物，并连续充分供给清洁的工作液，以保证脉冲放电过程稳定而顺利地进行。目前绝大部分快走丝机床的工作液是专用乳化液。乳化液种类繁多，大家可根据相关资料来正确选用。