典型机械电产品构造-电火花加工机床.ppt

1、典型的机械(电气)产品结构，第四章电火花加工机床，特种工艺定义：特种工艺对传统的切削加工方法车、成形铣刀、钻头、镗削、磨削、拉刀、齿形加工不能对产品(或材料)实施或保不定规定的精度要求时， 物理电特种工艺与传统加工方法的比较：传统的加工方法是通过机械能、切削(磨削)力去除工件上多馀的材料(接触式的，手工工具硬度高于被加工材料的硬度)。 用特种工艺用其他能量去除金属材料(手工工具硬度可以低于被加工材料的硬度，也可以是非接触式的，手工工具与工件间也可以没有切削力)。常用特种工艺方法的分类、电火花加工的起源：电火花加工中的电腐蚀现象在20世纪初就为人们所发现，如插头、开关的开关放电是对接触表面的损害

2、。 然而，将电腐蚀现象应用于实际生产加工是在20世纪中期前苏联拉萨林科夫夫妇在研究开关触点因火花放电腐蚀而破损的现象和原因时发现，放电的瞬时高温使局部金属熔化、气化、侵蚀而被去除，开发出电火花加工方法，并在1943年利用电腐蚀原理在世界上首次我国从20世纪50年代初期开始研究放电设备，在六十年代初首次研制出模仿型线切割机床，随后研制出具有我国特色的高速行走合十礼线切割机床。 电火花加工为电火花加工(Electrical Discharge Machining，简称EDM ) :利用电、热能进行加工的方法。 加工中，手工工具和工件之间不断发生脉冲火花放电。 在放电时局部、瞬时产生的高温下去除金属

3、蚀刻。 由于在放电过程中能看到火花，所以称为电火花加工。 日英美称之为电火花加工，苏联称之为电蚀加工。 在绝缘工作液中的手工工具和工件(正电极、负电极)之间脉冲式火葬放电局部，瞬间产生高温，使工件表面的金属熔化、气化，从工件表面脱离。 利用这种电腐蚀现象，通过蚀刻去除多种金属，以达到对零配件尺寸、形状和表面质量的预期加工要求。电火花加工原理和反应历程、电火花加工使用的条件、a .在手工工具和工件之间保持适当的距离。 b .放电瞬时的脉冲性放电。 c .加工必须通过媒体进行。 a .脉冲电源b .间隙自动调整器c .工作母机主体d .工作液及其循环过滤装置.设备构成，图4-2放电表面部分放大图，

4、电火花加工基于放电腐蚀原理，在手工工具电极和工件电极接近时，在极间形成脉冲性火花放电，在放电路径中产生瞬时高温，使金属局部， 两电极表面的金属材料是如何被蚀刻去除的呢？这个过程大致分为(1)极间介质的电离破坏、放电路径的形成(如图(a )所示)几个阶段。 工具电极和工件电极逐渐接近，极间的电场强度变大，两电极的微观表面为凹凸，因此，在两极间距离最近的a、b，电场强度最大。 (2)电极材料的熔融、汽化热膨胀(如图(b )、(c )所示)。 液体介质电离破坏，形成放电路径后，路径间带负电的粒子朝向正极，带正电的粒子朝向负极，粒子之间相互碰撞，产生大量的热能，路径瞬间达到高温。 通道的高温首先使工作

5、液气化，进一步气化，然后高温向周围扩散，开始熔融直到两电极表面的金属材料沸腾气化。 气化的工作液和金属蒸汽瞬间体积激增，形成了爆炸性的特性。 因此，观察电火花加工时，发现工件与手工工具电极之间有冒烟现象，并听到轻微的爆炸声。 (3)显示电极材料的释放(d )。 由于正负电极间发生的放电现象，放电路径上产生高温高压。通道中心的压力最高，工作液和金属气化后，不断向外膨胀，形成内外瞬间的压力差，高压处的熔融金属液体和蒸汽被挤出，放出放电通道，大部分被投入工作液中。 仔细观察电火花加工，可以看到橘红色火花四溅。 这是放出的高温金属熔滴和东鳞西爪。 (4)消除极间介质的络离子化(如图(e )所示)。 加

6、工液流入放电间隙，夺取电食生成物和剩馀的热量，恢复到绝缘状态。 放电中产生的电腐蚀生成物如果赶不上排除和扩散，产生的热就不能立即传递，那里的介质局部过热，局部过热的工作液在高温下分解，不能继续堆积碳，烧坏电极。 因此，为了保证电火花加工过程的正常进行，必须在两次放电之间保持一盏茶的时间间隔，将电腐蚀产物排出一盏茶，恢复放电路径的绝缘性，电离工作液体介质。 在上述步骤(1)、(4)中，在1秒钟往返数千次数万次左右，即单一脉冲放电结束，工作液经过一定的时间间隔(即脉冲间隔)恢复绝缘后，第2个脉冲作用于手工工具电极和工件，在云同步极间距离最近或绝缘强度表兄弟最弱时进行破坏放电， 由于像蚀刻那样以相当

7、高的频度连续放电，工件不断被蚀刻，因此工件加工表面由无数个小凹坑构成(如图1-2所示)。 因此，电火花加工是一种大量微放电痕迹逐渐积累的金属去除加工方式。 二、电火花加工的特点及其应用、优点：1.非接触加工2 .能够用柔克刚实现难加工材料的加工3 .能够加工特殊复杂形状的零配件4 .脉冲残奥仪能够在很大范围内调节，相同的工作母机完成粗加工5 .直接利用电能，实现自动化缺点：1.主要加工金属导电材料2 .加工速度慢3 .有电极损耗4 .有最小圆角限制。 三、电火花加工机床的分类1 .放电穿孔成形加工2 .电火花加工3 .放电成形磨削4 .放电高速小孔加工5 .放电同步共轭旋转加工6 .放电表面强

8、化、刻字、分类依据：根据工件和手工工具的相对运动方式和用途的(续表)，(续表)电极的材料多为铜(如图1所示)。 在生产中，工件脉冲电源正极(刀具电极脉冲电源负极)的加工称为正极性加工，相反称为负极性加工。 图电火花加工示意图，2脉冲电源在电火花加工中，脉冲电源的作用是将商用正弦交流电电流转化为高频单向式脉冲电流，向工件和手工工具电极之间的加工间隙提供必要的放电能量，对金属进行蚀刻去除。 脉冲电源的性能与电火花加工的加工速度、表面质量、加工精度、手工工具电极损耗等工艺指标直接相关。脉冲残奥仪表和脉冲电压、电流波形、脉冲宽度ti脉冲间隔to(s )放电时间(电流脉冲宽度) te(s )破坏延迟td(s )脉冲周期tP(s )脉冲频率fP(Hz )、对脉冲电源的要求为()的工件不断地被蚀刻除去，电极也不断地如果电极不能及时进给补偿，间隙过大，放电过程停止。 相反，如果间隙过小，则会引起电弧烧伤和短路，因此电极必须迅速离开工件，需要在短路消除后再次调整到适当的放电间隙。 对自动进给调节系统的要求是： (1)具有宽的速度调节跟踪范围。 (2)有一盏茶的灵敏度和速度。 (3)具有较高的稳定性和抗扰度。自动进给调节系统种类繁多，按执行机构分类，有：电液压式和步进电动机式合十礼调速力矩电动机、直流伺服电动机、交流伺服电动机、直线电动机，2.5电火花加工的自动进给调节系统，图中喷管式说唱艺术式电