《数控电火花加工工艺》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控电火花加工工艺（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、*1第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining 简称EDM），按加工 方式不同电火花加工又分为电火花成形加 工，电火花线切割加工、电火花高速小孔 加工，电火花磨削、电火花同步共轭回转 加工和电火花表面强化与刻字等六种。这里我们只学习工厂应用较普遍的电火 花成形加工、电火花线切割加工的加工原 理、特点、应用和工艺。1*2第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺 电火花成形加工机床 电火花成形加工原理 电火花成形加工特点及应用 影响电火花成形加工因素 电火花线切割加工机床 电火花线切割加工原理
2、 电火花线切割加工特点应用 电火花线切割加工工艺电火花成形加工机床2*3第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工机床n机床主体：用于夹持工具电 极及支承工件，保证它们的相对位 置，并实现电极在加工过程中的稳 定进给运动 n脉冲电源：把交流电流转换 成一定频率的单向脉冲电流 n伺服系统：使主轴作伺服进 给运动 n工作液循环系统：提供清 洁的、有一定压力的工作液 常见的电火花成形加工机床由机床主体、脉冲电源、伺服系统、 工作液循环系统等几个部分组成。电火花成型加工机床3*4第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工原理n必须使接在不同极性上的 工具
3、和工件之间保持一定 的距离以形成放电间隙 n脉冲波形是单向的 n放电必须在具在有一定绝 缘性能的液体介质中进行 n有足够的脉冲放电能量， 以保证放电部位的金属被 熔化或气化 电火花成形加工的基本原理是基于工具和工件（正、负电极） 之间脉冲火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零 件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求 电火花成形加工的条件脉冲电流波形图4*5第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工原理自动进给调节装置能使工件和工具电极保持给定的放电间隙。脉冲电源输出的电 压加在液体介质中的工件和工具电极(以下简称电极)上，当电压升高到液体介质的击 穿电压时，
4、会使液体介质在绝缘强度最低处被击穿，产生火花放电。瞬间高温使工件 和电极表面都被蚀除掉一小块材料，形成小的凹坑。一次脉冲放电之后，两极间的电压急剧下降到接近于零，间隙中的电介质立即恢复 到绝缘状态。此后，两极间的电压再次升高，又在另一处绝缘强度最小的地方重复上 述放电过程。多次脉冲放电的结果，使整个被加工表面由无数小的放电凹坑构成。电火花成形加工原理5*6第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工原理电极工件工作液电子初始状态介质电离、击穿，形成放电通道火花放电产生熔化、气化、热膨胀抛出蚀除物间隙介质消电离（恢复绝缘状态）6*7第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火
5、花加工工艺电火花成形加工原理极性效应概念 产生 原因火花放电时电极和工件都会被蚀除掉， 但蚀除的速度是不同的，这种现象称为 极性效应 由于电子的质量小、离子质量大， 它们在电场力作用下轰击阳极和阴极 的能量不同。 长脉冲加工时，正离子对负极的轰击 能量大，工件接正极（称正极性加工 ）。短脉冲加工时正好相反极性效应愈显著愈好！7*8第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺n适合于机械加工方法难于加工的材料的加 工，如淬火钢、硬质合金、耐热合金等。n可加工特小孔、深孔、窄缝及复杂形状的 零件，如各种型孔、立体曲面、复杂形状 的工件 ，小孔、深孔、窄缝等 电火花成形加工特点及应用 优点电
6、火花成形加工的特点缺点n只能加工导电工件n加工速度慢n由于存在电极损耗，加工精度受限制8*9第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工特点及应用 电火花成形加工的特点举例1.没有机械力施加在工件上 传统加工需要的较大的夹紧力EDM只须很小的夹紧力2.不受工件材料硬度等方面的限制传统加工受工件材料硬度限制EDM不受工件材料硬度限制传统加工不可能获得直角EDM很容易获得直角9*10第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工特点及应用n电火花成形加工主要用于电火花穿孔（用电火花成形加工方法加工 通孔）和电火花型腔加工。n 电火花穿孔加工：主要用于加工冲
7、模和各种异形孔。n 电火花型腔加工：主要用于加工各类型腔模和各类复杂的型腔零 件。型腔加工属于盲孔加工，金属蚀除量大，工作液循环困难，电 蚀产物排除条件差，电极损耗不能用增加电极长度和进给来补偿； 加工面积大，加工过程中要求电规准的调节范围也较大；型腔复杂 ，电极损耗不均匀，影响加工精度。电火花成形加工的应用10*11第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工特点及应用 电火花成型加工应用举例花纹、文字加工冷冲模穿孔加工型腔加工窄缝深槽加工11*12第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工特点及应用 电火花成型加工应用举例这是大量生产的塑料勺子
8、示意图 1.首先进行产品设计,然后按照设 计的图样制作铜电极 2. 铜电极安装到EDM机床上,作 为塑料凹模的工件也安装到工作 台上 12*13第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工特点及应用 电火花成型加工应用举例3.利用火花放电原理加工 4.完成凹模的加工 5. 凸凹模分别安装到注塑机上,及 可生产出合格的塑料产品 13*14第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺影响电火花成形加工因素 影响加工速度 的因素影响加工精度 的因素影响表面质量 的因素n矩形脉冲的峰值电流、脉冲宽度和脉间；n工件材料、工作液n机床精度、工件的装夹精度、电极制造及 装夹精度
9、n放电间隙、电极损耗和加工斜度n脉冲宽度n峰值电流14*15第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺影响电火花成形加工因素 工件表面粗糙度取决于火花的大小。如果放电能量大 ，则表面粗糙度大，另一方面，切割速度加快如果火花放电能量小，工件表面粗糙度则细 。但切割速度将变慢电火花加工获得的不同表面粗糙度的表面15*16第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工工艺电火花冷冲模穿孔加工工艺方法将凸模加长作电极，加工后去掉加长部分 凸模的加长部分选用与凸模不同的材料， 如铸铁、铜等粘接或钎焊在凸模上，与凸模一 起加工，以粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作 部分。当凸、凹
10、模配合间隙很小不好直接保证 放电间隙时时，可将电极的工作部分用化学浸 蚀法蚀除一层金属，反之，可以用电镀法将电 极工作部位的断面尺寸均匀扩大以满足加工时 的间隙要求 直接法混合法穿孔加工图16*17第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工工艺电火花型腔加工工艺方法用多个电极，依次更换加工同一个 型腔，用于精密型腔加工 根据型腔的几何形状，把电极分解成 若干个，用主型腔电极加工型腔主要 部分，再用副型腔电极加工出尖角、 窄缝型腔等部位 图片单电 极法多电 极法分解电 极法 单电极加工形状简单、精度要求不高的型腔 单电极摇动完成型腔的粗、中、精加工 17*18第六章 数控
11、电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工工艺电极材料常用电极 材料种类电极材料 的选用应选择损耗小、加工过程稳 定、生产率高、机械加工性 能良好、来源丰富、价格低 廉的材料作电极材料 表 型腔加工常用电极材料主要是石墨和 电火花穿孔：紫铜、铸铁、钢等。 紫铜。紫铜组织致密，适用于形状复杂 轮廓清晰、精度要求较高模具。石墨电 极容易成形，密度小，宜作大、中 型电极 18*19第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工工艺电规准的选 择与转换 粗规准 中规准精规准 电规准是电火花加工中所选用的一组 电脉冲参数。电规准应根据工件的加 工要求、电极和工件材料、加工
12、的工 艺指标等因素来选择。通常要用几个 规准才能完成凹模型孔 或型腔模型腔 加工的全过程 粗规准主要用于粗加工。一般采用较大 的电流峰值，较长的脉冲宽度 中规准是粗、精加工间过渡性的电规准 ，中等大小的电流峰值和脉冲宽度 精规准 用来进行精加工，采用小的电流 峰值、高频率和短的脉冲宽度 19*20第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工工艺电极的装夹和校正常用的电极夹具 用直角尺、百分表测定电极垂直度 按电极固定板基准面校正电极 图图图20*21第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花成形加工工艺课堂讨论 电机风叶塑料模图21.分析零件图 2.选择电
13、极的材料 3.选择加工方式 4.加工中应注意的其它问题 图1电火花加工如图电机风叶塑料模型腔，已知材料为 45号钢，型腔表面粗糙度Ra2.5m ，讨论以下问题：21*22第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花线切割加工机床电火花线切割加工是在电火花成形加工基础上发展起来的，它 是用线状电极（钼丝或铜丝）通过火花放电对工件进行切割。电火花线切割加工机床根据电极丝运行速度不同分为快走丝和 慢走丝两种机床，其组成主要包括：n机床主体：包括床身、坐标工作台、走丝机构等 n脉冲电源：把交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流 n 控制系统：控制机床运动 n工作液循环系统：提供清洁的、有一
14、定压力的工作液 22*23第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花线切割加工原理线切割加工的基本原理与电 火花成形加工相同，但加工方式 不同，它是用细金属丝作电极。 线切割加工时，线电极一方面相 对于工件不断地移动(慢速走丝 是单向移动，快速走丝是往返移 动)，另一方面，装夹工件的十 字工作台，由数控伺服电动机驱 动，在x、y轴方向实现切割进给 ，使线电极沿加工图形的轨迹运 动对工件进行切割加工。 23*24第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺n适合于机械加工方法难于加工的材料 的加工，如淬火钢、硬质合金、耐热 合金等。n以金属线为工具电极，节约了电极设 计和
15、制造费用和时间，能方便地加工 形状复杂的外形和通孔，能进行套料 加工。n冲模加工的凸凹模间隙可以任意调节 电火花线切割加工特点应用 优点电火花线切割加工的特点缺点n被加工材料必须导电 n不能加工盲孔 24*25第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺线切割广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具 零件、样板、各种形状复杂的细小零件、窄缝等 。如形状复杂、带有尖角窄缝的小型凹模的型孔 可采用整体结构在淬火后加工，既能保证模具精 度，也可简化模具设计和制造。此外，电火花线 切割还可加工除盲孔以外的其它难加工的金属零 件 电火花线切割加工特点应用 电火花线切割加工的应用25*26第六章 数控电火
16、花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花线切割加工特点应用电火花线切割加工的应用实例各种零件的加工冷冲凸模的加工棱锥体形件多孔窄缝加工26*27第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花线切割加工工艺电火花线切割加工工艺指标切割 速度切割 精度表面粗 糙度即单位时间内电极丝中心线在工件上切过的 面积总和，快走丝线为4080mm2min，慢 走丝可达350mm2min 快走丝线切割加工的Ra值一般为1.252.5m 慢走丝线切割的Ra值可达0.3m 快走丝线切割精度可达一般为0.0150.02 mm；慢走丝线切割精度可达0.001mm左右 27*28第六章 数控电火花加工工艺第六章 数控电火花加工工艺电火花线切割加工工艺影响工艺指标的主要因素主要电 参数线电极工件 厚度1）峰值电流 2）脉冲宽度 3）脉冲间隔 工件太薄，电极丝易产生抖动，对加工精度和 表面粗糙度不利 。工件太厚，工作液难于进入 和充满
