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1、辽辽 宁宁 科科 技技 学学 院院（2013 届）届） 精密与特种加工论文题目：精密与特种加工技术论述 专题： 模具电火花加工专 业： 机械设计制造及其自动化班 级： 机电姓 名：学 号：指导教师：辽宁科技学院本科生精密与特种加工(论文) 第 1 页论文共 13 页，其中：专题 12 页，译文 0 页模具电火花加工技术模具电火花加工技术摘摘 要要在模具工业技术快速发展的新形势下，电火花加工是当前模具加工的重要方法之一，并有着其它加工方法无可替代的优点。电火花加工技术已取得了突破性的进展。它是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺。对于为寻求向客户在较短的交货时间以较低的价格提供较高质量的产品的
2、模具生产商来说，电火花加工自动化是一个很有吸引力的。选择电火花加工技术作为特种加工领域的一门重要技术，本文从电火花加工技术发展的基本现状、电火花的基本原理、特点、电火花加工的操作过程、电火花加工新技术的发展等五个方面入手如实论述。关键字关键字：电火花加工的基本现状、基本原理、特点、操作过程、新技术的发展辽宁科技学院本科生精密与特种加工(论文) 第 2 页目录目录1 引言.3 2 模具电火花发展的基本现状.4 2.1 精密化.4 2.2 智能化.4 2.3 自动化.5 2.4 高效化.5 3 电火花加工基本原理.6 4 电火花加工的特点.8 5 模具电火花的加工过程.9 6 电火花加工新技术的发
3、展.10 6.1 新技术的发展.10 6.2 电火花加工技术的发展趋势.10 7 参考文献.12辽宁科技学院本科生精密与特种加工(论文) 第 3 页1引言引言作为先进制造技术的一个重要分支，特种加工技术，尤其是电火花加工技术，自 20 世纪 40 年代开创以来，历经半个多世纪的发展，已成为先进制造技术领域不可或缺的重要组成部分。尤其是进入 20 世纪 90 年代后，随着信息技术、网络技术、航空和航天技术、材料科学技术等高新技术的发展，电火花成形加工技术也朝着更深层次、更高水平的方向发展。虽然一些传统加工技术通过自身的不断更新发展以及与其它相关技术的融合，在一些难加工材料加工领域，尤其在模具加工
4、领域，表现出了加工效率高等优势，但这些技术的应用没有也不可能完全取代电火花成形加工技术在难加工材料、复杂型面、模具等加工领域中的地位。相反，电火花成形加工技术通过借鉴其它加工技术的发展经验，正不断向微细化、高效化、精密化、自动化、智能化等方向发展。 辽宁科技学院本科生精密与特种加工(论文) 第 4 页2模具电火花发展的基本现状模具电火花发展的基本现状模具电火花加工技术正不断向精密化、自动化、智能化、高效化等方向发展。如今新型数控电火花机床层出不穷，如瑞士阿奇、瑞士夏米尔、日本沙迪克、日本牧野、日本三菱等机床在这方面技术都有了全面的提高。2.1精密化精密化电火花加工的精密核心主要体现在对尺寸精度
5、、仿形精度、表面质量的要求。时下数控电火花机床加工的精度已有全面提高，尺寸加工要求可达2-3m、底面拐角 R 值可小于 0.03mm，最佳加工表面粗糙度可低于 Ra0.3m。通过采用一系列先进加工技术和工艺方法，可达到镜面加工效果且能够成功地完成微型接插件、IC 塑封、手机、CD 盒等高精密模具部位的电火花加工。从总体来看，现代模具企业在先进数控电火花机床的应用上，还没能很好地挖掘出机床的精密加工性能。因此有必要全面推动已有数控加工技术的进一步发展，不断提高模具加工精度。2.2智能化智能化智能控制技术的出现把数控电火花加工推向了新的发展高度。新型数控电火花机床采辽宁科技学院本科生精密与特种加工
6、(论文) 第 5 页用了智能控制技术。专家系统是数控电火花机床智能化的重要体现，它的智能性体现在精确的检测技术和模糊控制技术两方面。专家系统采用人机对话方式，根据加工的条件、要求，合理输入设定值后便能自动创建加工程序，选用最佳加工条件组合来进行加工。在线自动监测、调整加工过程，实现加工过程的最优化控制。专家系统在检测加工条件时，只要输入加工形状、电极与工件材质、加工位置、目标粗糙度值、电极缩放量、摇动方式、锥度值等指标，就可自动推算并配置最佳加工条件。模糊控制技术是由计算机监测来判定电火花加工间隙的状态，在保持稳定电弧的范围内自动选择使加工效率达到最高的加工条件；自动监控加工过程，实现最稳定的
7、加工过程的控制技术。专家系统智能技术的应用使机床操作更容易，对操作人员的技术水平要求更低。目前智能化技术不断地升级，使得智能控制技术的应用范围更加的广泛。随着市场对电加工要求的提升，智能化技术将获得更为广阔的发展空间。2.3自动化自动化目前最先进的数控电火花机床在配有电极库和标准电极夹具的情况下，只要在加工前将电极装入刀库，编制好加工程序，整个电火花加工过程便能日以赴继地自动运转，几乎无需人工操作。机床的自动化运转降低了操作人员的劳动强度、提高生产效率。但自动装置配件的价格比较昂贵，大多模具企业的数控电火花机床的配置并不齐全。数控电火花机床具备的自动测量找正、自动定位、多工件的连续加工等功能已
8、较好地发挥了它的自动化性能。自动操作过程不需人工干预，可以提高加工精度、效率。普及机床的自动化程度是当前数控电火花机床行业的发展趋势之一。2.4高效化高效化现代加工的要求为数控电火花加工技术提供了最佳的加工模式，即要求在保证加工精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。如手机外壳、家电制品、电器用品、电子仪表等领域，都要求将大面积（例如 100100mm）工件的放电时间大幅缩短，同时又要降低粗糙度。从原来的 Ra0.8m 改进到 Ra0.25m，使放电后不必再进行手工抛光处理。这不但缩短了加工时间且省却后处理的麻烦，同时提升了模具品质，使用粉末加工设备可达到要求。另外减少辅助时间(如编程时间、电极与
9、工件定位时间等)，这就需要增强机床的自动编程功能，配置电极与工件定位的夹具、装置。若在大工件的粗加工中选用石墨电极材料也是辽宁科技学院本科生精密与特种加工(论文) 第 6 页提高加工效率的好方法。最佳的加工模式是企业扩大市场空间、提升市场竞争力的资本，其开发而成的新产品、新技术亦愈受欢迎。3电火花加工基本原理电火花加工基本原理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。那么两电极表面的金属材料是如何被蚀除下来的呢？这一过程大致分为以下几个阶段(如2-1图所示)：图2-1 电火花
10、加工原理(1) 极间介质的电离、击穿，形成放电通道(如图 2-1(a)所示)。工具电极与工件电极缓缓靠近，极间的电场强度增大，由于两电极的微观表面是凹凸不平的，因此在两极间距离最近的 A、B 处电场强度最大。工具电极与工件电极之间充满着液体介质，液体介质中不可避免地含有杂质及自由电子，它们在强大的电场作用下，形成了带负电的粒子和带正电的粒子，电场强度越大，带电粒子就越多，最终导致液体介质电离、击穿，形成放电通道。 辽宁科技学院本科生精密与特种加工(论文) 第 7 页放电通道是由大量高速运动的带正电和带负电的粒子以及中性粒子组成的。由于通道截面很小，通道内因高温热膨胀形成的压力高达几万帕，高温高
11、压的放电通道急速扩展，产生一个强烈的冲击波向四周传播。在放电的同时还伴随着光效应和声效应，这就形成了肉眼所能看到的电火花。(2) 电极材料的熔化、气化热膨胀(如图 2-1(b)、(c)所示)。液体介质被电离、击穿，形成放电通道后，通道间带负电的粒子奔向正极，带正电的粒子奔向负极，粒子间相互撞击，产生大量的热能，使通道瞬间达到很高的温度。通道高温首先使工作液汽化，进而气化，然后高温向四周扩散，使两电极表面的金属材料开始熔化直至沸腾气化。气化后的工作液和金属蒸气瞬间体积猛增，形成了爆炸的特性。所以在观察电火花加工时，可以看到工件与工具电极间有冒烟现象，并听到轻微的爆炸声。 (3) 电极材料的抛出(如图 2-1(d)所示)。正负电极间产生的电火花现象，使放电通道产生高温高压。通道中心的压力最高，工作液和金
