电火花成形加工

1、2.1 EDM、2.1.1 EDM的机理、特性和分类、EDM的机理、EDM基于EDM的原理，刀具电极与工件电极相互接近时，磁极之间形成脉冲火花放电，EDM通道中发生瞬时高温，金属部分熔化或汽化，金属受到侵蚀。名称：一般EDM机械模型：D7132N、40N、50N、60N、名称：机电一体化机械模型：D7125ND、32ND、名称：EDM高速穿孔机，达到足够高的电流密度。脉冲放电；通过电蚀产品、电火花表面部分放大图、电、磁、热、流体力学等综合作用，分四个阶段完成加工。换句话说，极端介质的破坏形成放电。介质的热解、电极材料的熔化、气化热膨胀；产品投掷的侵蚀；间隙介质电离。(1)极化介质的电离、破坏、

2、放电通道的形成。工具电极慢慢接近工件电极时，磁极之间的场强会增加，因为两个电极的微表面凹凸不平，所以磁极之间距离最近的地方的场强最大。工具电极和工件电极之间不可避免地含有杂质和自由电子的液体介质，在强电场作用下形成带负电荷的粒子和带正电荷的粒子，电场强度越高，带电荷的粒子越多，最终液体介质电离、破坏，产生放电通道。电火花腐蚀处理的四个阶段：(2)电极材料的熔化，气化热膨胀液体介质形成电离，破坏，放电通道后，通道之间有负电的粒子走向两极，有正电的粒子走向阴极，粒子相互碰撞，产生大量热量，使通道瞬间达到高温度。通道的高温首先使工作液气化，然后高温四处扩散，直到两个电极表面的金属物质沸腾气化后开始融

3、化。气化后工作液和金属蒸汽瞬间体积急剧增加，形成了爆炸的特性。因此，观察EDM时，工件和工具电极之间有烟雾，并听到一些爆炸声。(3)在材料的正极和负极电极之间腐蚀，使放电通道产生高温高压的电火花现象。通道中心的压力最高，工作液和金属气化后继续向外膨胀，形成内部和外部瞬间压差，高压力下熔化金属液体和蒸汽被挤出放电通道，大部分被扔进工作液中。仔细观察电火花，可以看到橙色火焰飞溅，这就是抛出的铁水包和碎屑。(4)极化介质的去电离。加工液体进入放电间隙，带腐蚀产物和余热，恢复绝缘状态。如果Edm引起的电腐蚀物未被排除并扩散，结果产生的热量会当场部分过热，部分过热的工作流体会被高温分解，木炭无法进行加工

4、，电极无法着火。因此，为了确保电火花的正常运行，在两次放电之间必须有足够的间隙，使电蚀刻产品完全排出，放电通道的绝缘性恢复，使工作流体介质电离。消除最后放电对下一次电腐蚀影响的步骤(1) (4)是每秒往返数千次或数万次的方式，即单脉冲放电结束，经过一定间隔(脉冲间隔)后，工作流体绝缘后，第二脉冲再次作用于工具电极和工件，在当时磁极之间的距离相对近或绝缘力最弱的地方放电，并穿透另一个小凹痕这将在相当高的频率下连续放电，工件继续腐蚀，因此工件加工表面由许多相互重叠的小凹坑组成，如图所示。因此电火花是积累了很多小放电痕迹，去除金属的加工方式。，2 EDM特性和分类，1 EDM特性，应用广泛的材料；适

5、用于加工特殊和复杂形状的零件。可以在同一机床上连续执行粗糙、半精加工和精加工。直接使用电能加工，自动化容易。EDM示例，EDM示例，EDM情况下的分类，EDM方法的分类，成型，3 EDM情况下的法则，影响1处理速度的因素，1极性效应(电极情况下的连接，电极材料)；2电参数选择(脉宽、脉冲间隔、峰值电流等)；3加工材料热常数(热导率、比热、密度等)。加工速度的定义：单位时间侵蚀工件的体积。刀具电极损耗速度：单位时间电极损耗的体积。损失比：刀具电极损失速度/处理速度。2主要是影响机身精度、工件安装位置精度、加工技术等的因素。这里主要讨论放电间隙、刀具电极损耗和二次放电对加工精度的影响。放电间隙稳定

6、可靠时，加工精度可用修饰电极补偿。否则，它会影响加工精度，特别是在圆角和尖角处。EDM的本质：将刀具电极的部分或全部复制到工件。刀具电极的损耗影响形状和几何精度复制。一般精度为0.010.05mm，二次放电：主要由侵蚀产品等作用下再次进行的异常放电引起。电气间隙、刀具电极损耗和二次放电对加工精度的影响、影响3加工表面质量的因素、表面光洁度：处理加工速度和表面光洁度的矛盾。毛坯材料还影响加工表面粗糙度：在相同条件下，比热、密度、熔点高的材料加工更高的涂层。电参数表面机械性质的影响：工件表面的组织和表面的残余应力等。脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲能量和电极之间的间隔对加工表面质量有很大影响。加工材料的物

7、理特性(熔点密度)、表面质量：表面光洁度和表面机械性能、2.1.2 EDM机器和工质、一、机床模型、规格、分类中国国家标准规定、EDM机器在D71中表示为机器工作台宽度的1/10。例如，在D7132中，d表示电气加工成型机(CNC电气加工机床中，d后跟k，dk)。71表示电火花加工机。32表示机械工作台的宽度为320 mm。在中国大陆以外，EDM机器模型没有采用统一的标准，由日本沙迪克制造的A3R、A10R、瑞士沙米尔技术公司的ROBOFORM20/30/35，台湾朝茂机械工业股份有限公司的JM 322/4322，EDM机器可根据大小分为小(D7125及以下)、中(D7125至D7163)和大

8、(D7163及以上)。根据Nc程度，分为非数控、单轴数控和三轴数控。随着科学技术的进步，已经在国外大量生产了3坐标CNC EDM机器及工具电极库，按照程序自动更换电极的EDM中心，我国大部分电气加工机械工厂也开始生产3坐标NC EDM机器。第二，电火花机器结构电火花机器主要由机器主体、脉冲电源、自动进给调整系统、工质过滤和循环系统、数控系统等组成，如图所示。EDM、工件、1。机器主体主要由床身、支柱、主轴头和附件、工作台等部件组成，是工件和刀具电极的夹紧固定和移动的机器系统。床身、柱、坐标工作台是EDM的骨骼，用作支撑、定位和操作方便。卡在主轴头下的电极是自动调节系统的执行机制，质量好或不好会

9、影响进给系统的灵敏度和加工过程的稳定性，进而影响工件的加工精度。工具主轴头和工作台经常有可调整工具电极角度的卡盘、转换头等舱等附件。2，在脉冲电源电火花加工过程中，脉冲电源将工频正弦交流电的流量转换为高频率单向脉冲电流，为工件与刀具电极之间的加工间隙提供必要的放电能量，腐蚀金属。脉冲电源的性能与EDM的加工速度、表面质量、加工精度、刀具电极损耗等工艺指标直接相关。脉冲电源输入380 V，50 Hz交流的输出必须(1)具有特定的脉冲放电能量，否则工件金属不应气化。(2)火花放电必须是短时间的脉冲放电，因为放电产生的热量扩散到其他部分太晚，可以有效地侵蚀金属，提高成形性和加工精度。(3)脉冲波形是

10、单向的，可以充分利用极性效应，提高处理速度，减少刀具电极损耗。(4)脉冲波形的主要参数(峰值电流、脉宽、脉冲间歇等)具有更宽的调整范围，以满足粗、中、精的要求。(5)有适当的脉冲间隔时间，使放电介质有足够的时间去除电离，去除金属颗粒，防止工件因电弧而燃烧。3，常用脉冲电源，1rc和RLC电源，2门管和电子管电源，3晶闸管，晶体管和MOS管电源，4种派生电源：等脉冲电源，自适应控制电源等，电路简单，可靠性，低成本，单脉冲电源小，单脉冲电源提高能效提高充放电频率提高反冲减少4，在EDM设备中，自动输送调节系统占有直接影响处理稳定性和加工效果的重要位置。 Edm的自动进给调整系统，主要包括伺服进给系

11、统和参数控制系统。伺服进给系统主要用于控制放电间隙的大小，而参数控制系统用于控制EDM中的各种电气参数(例如，放电电流、脉宽、脉冲间距等，也称为加工电度表)，1)伺服进给系统用于要求电极和工件保持恒定放电间隙的EDM。由于工件不断腐蚀，电极不断丢失，放电间隙不断扩大。如果电极不能按时供应，放电过程会因间隔过大而中断。相反，间距太小可能导致电弧烧伤或短路。在这种情况下，电极必须快速退出工件，消除短路，然后重新调整到适当的放电间隙。在实际生产中，放电间隙的变化范围较小，与加工的电量计、加工区域、工件侵蚀速度等有关，因此不能手动进给或钻孔等“起动”、等速进给，必须使用伺服进给系统。这种速度不恒定的伺

12、服进给系统也称为自动进给调节系统。(1)速度调节跟踪范围广。(2)充分的灵敏度和快速性；(3)具有较高的稳定性和抗干扰能力。伺服进给系统有很多种，其他伺服进给系统可以参考其他相关数据的液压伺服进给系统的原理如下所述。2)伺服系统要求，3)自动进给调整系统的配置和实现，伺服进给系统，伺服进给系统的测量，4)电液伺服进给系统电液自动进给调整系统中的液压缸，活塞是执行器。由于驱动链和液体的基本不可压缩性，驱动链没有间隙，刚度大，不敏感区域小。此外，由于加工时输送速度低，正负惯性小，反应快，特别适合EDM的低速输送，80年代以前广泛使用，但有漏油、泵噪音、安装面积大的缺点。图中显示了DYT-2液压主轴

13、头的喷嘴-挡板调节系统的运行图。马达4驱动叶片液压泵3在油箱中加压油，通过溢流阀2保持恒定压力P0，通过滤油6除以2，一次进入底部油室，另一路通过节流7进入上部油室。进入上部油腔的压力油从喷嘴8和挡板12的间隙流向水箱。因此，上油腔的压力P1根据此间隙的大小发生变化。喷嘴-挡板电液自动调节器的工作原理，DYT-2液压主轴头的喷嘴-基于挡板的调节系统的工作示意图。马达4驱动叶片液压泵3在油箱中加压油，通过溢流阀2保持恒定压力P0，通过滤油6除以2，一次进入底部油室，另一路通过节流7进入上部油室。进入上部油腔的压力油从喷嘴8和挡板12的间隙流向水箱。因此，上油腔的压力P1根据此间隙的大小发生变化。

14、与受控u相比，机电转换器9主要由动态圆(控制线圈)10和静态圆(励磁线圈)11等组成。动力环在励磁线圈的磁力线上，与挡板12合为一。通过更改输入环的电流，您可以沿环行为更改挡板和喷嘴之间的间距。放电间隙短路时，动态环的两端电压为零。此时，动态环不受电磁力的影响，挡板处于弹簧力的最高位置。I，喷嘴和挡板门的工作流体通过喷嘴的流量最大，上部油腔的压力降到最小值，因此上部油腔的压力小于下部油腔的压力，活塞杆驱动刀具电极。放电间隙打开时，动态环电压最大，挡板通过磁力移动到最低位置，喷嘴关闭，上、下油腔的压力相同，但下油腔的工作区域小于上油腔的工作区域，活塞杆的向下力大于向上作用力，活塞杆减小。放电间隙

15、最佳时，由于电动力，挡板处于平衡位置，活塞处于静止状态。5，工作流体及其循环过滤系统EDM的蚀刻产物，部分以气体形式抛出，其馀大部分是球形固体颗粒，分散在工作流体中，直径一般为几微米。随着电火花的进行，侵蚀产物越来越多，电极和工件之间泛滥，或粘在电极和工件的表面。蚀刻产物的凝聚与电极或工件形成二次放电。这会破坏EDM的稳定性，降低加工速度，影响加工精度和表面粗糙度。改善电火花加工条件的一种方法是振动电极，加强芯片去除效果。还有一种方法，强制循环过滤工作流体，以改善间隙状态。工作流体强制循环过滤由工作流体循环过滤器执行。Edm中使用的工作流体过滤系统包括工作流体泵、水箱、过滤器和管道，可以强制工

16、作流体循环。这是工作流体循环系统油流程图，同时实现了油泵和油泵。油箱的工作液首先通过粗滤器l、止回阀2吸入泵3，高压油通过其他形式的整理过滤器7输送到机床工作罐，溢出安全阀5确保控制系统的压力不超过400 kPa，油阀11用于快速进油。当油充满油箱时，及时调整油选择阀10，用阀8控制工作流体循环方法和压力。当阀10处于充油位置时，充油油油由阀控制的油杯的机油压力；当阀门10处于吸油位置时，补充油和油，压力工作流体通过喷射吸液管9以流体速度产生负压，从而达到抽油目的。工作液循环系统油道图，常用工作液：油性和水溶性油性：煤油，变压器油等水溶性：蒸馏水等，2.1.3 EDM，加工范围，1，冲模工艺，EDM穿孔一般为冲裁模加工，粉末冶金模具加工，模具的尺寸精度主要由刀具电极保证，因此对刀具电极的精度和表面粗糙度必须有一定的要求。如果压铸模的尺寸为L2，刀具电极的对应尺寸为L1，单向放电间隙值为SL，1，压铸模尺寸为L2=L1 2SL，2刀