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1、第2章 电火花加工技术电火花加工准备工作电火花加工准备工作电火花加工准备工作电电极材料极材料电电加工性能加工性能机械加工性机械加工性能能说说明明稳稳定性定性电电极极损损耗耗钢钢较较差差中等中等好好在在选择电选择电参数参数时时注意加工注意加工稳稳定性定性铸铁铸铁一般一般中等中等好好加工冷冲模加工冷冲模时时常用的常用的电电极材料极材料黄黄铜铜好好大大较较好好电电极极损损耗太大耗太大紫紫铜铜好好较较大大较较差差机械加工性好，易成形；机械加工性好，易成形；电电加工加工稳稳定性好，不易定性好，不易产产生生烧烧弧。但弧。但磨削困磨削困难难石墨石墨较较好好小小较较好好极易成形；密度小，易于大型极易成形；密度
2、小，易于大型电电极的制作；成本低极的制作；成本低仅为纯铜电仅为纯铜电极的极的12铜钨铜钨合金合金好好小小较较好好价格价格贵贵，在深孔、直壁孔、硬，在深孔、直壁孔、硬质质合金模具加工中使用合金模具加工中使用银钨银钨合金合金好好小小较较好好价格价格贵贵，一般少用，一般少用电极材料电火花加工准备工作电极结构形式（1 1）整体电极）整体电极（2 2）组合电极）组合电极电火花加工准备工作电极装夹与校正电极装夹的目的是将电极安装在机床的主轴头上，电极校正的目的是使电电极装夹的目的是将电极安装在机床的主轴头上，电极校正的目的是使电极的轴线平行于主轴头的轴线，即保证电极与工作台台面垂直，必要时还应极的轴线平行
3、于主轴头的轴线，即保证电极与工作台台面垂直，必要时还应保证电极的横截面基准与机床的保证电极的横截面基准与机床的X、Y轴平行轴平行电火花加工准备工作工件的准备1.工件的预加工工件的预加工一般来说，机械切削的效率比电火花加工的效率高。所以电火一般来说，机械切削的效率比电火花加工的效率高。所以电火花加工前，尽可能用机械加工的方法去除大部分加工余料，花加工前，尽可能用机械加工的方法去除大部分加工余料，2.热处理热处理工件在预加工后，便可以进行淬火、回火等热处理，工件在预加工后，便可以进行淬火、回火等热处理，即热处理工序尽量安排在电火花加工前面，因为这样可避免热即热处理工序尽量安排在电火花加工前面，因为
4、这样可避免热处理变形对电火花加工尺寸精度、型腔形状等的影响。处理变形对电火花加工尺寸精度、型腔形状等的影响。3.其他工序其他工序工件在电火花加工前还必须除锈去磁，否则在加工工件在电火花加工前还必须除锈去磁，否则在加工中工件吸附铁屑，很容易引起拉弧烧伤。中工件吸附铁屑，很容易引起拉弧烧伤。电火花加工准备工作工件的装夹与校正一般情况下，工件可直接装夹在垫块或工作台上，通过压板压一般情况下，工件可直接装夹在垫块或工作台上，通过压板压紧即可，也可采用永磁吸盘将工件吸牢在工作台上。若工作台紧即可，也可采用永磁吸盘将工件吸牢在工作台上。若工作台有坐标移动时，应使工件基准线与拖板一轴移动方向一致，便有坐标移
5、动时，应使工件基准线与拖板一轴移动方向一致，便于电极与工件间的校正与定位。于电极与工件间的校正与定位。电极相对于工件的定位是指将已安装校正好的电极对准工件电极相对于工件的定位是指将已安装校正好的电极对准工件上的加工位置，以保证加工的孔或型腔在凹模上的位置精度。上的加工位置，以保证加工的孔或型腔在凹模上的位置精度。习惯上将电极相对于工件的定位过程称为找正。习惯上将电极相对于工件的定位过程称为找正。目前生产的大多数电火花机床都有接触感知功能，通过接触目前生产的大多数电火花机床都有接触感知功能，通过接触感知功能实现较精确地电极相对工件的定位。感知功能实现较精确地电极相对工件的定位。电极相对于工件的定
6、位任务目标工艺方法特点用途1.工具和工件之间只有一个相对的伺服进给运动；2.工具为成形电极，与被加工表面有相同的截面和相反的形状1.型腔加工：加工各类型腔模及各种复杂的型腔零件；2.穿孔加工：加工各种冲模、挤压模、粉末冶金模、各种异形孔及微孔1.工具电极为顺电极丝轴线方向移动的线状电极；2.工具与工件在两个水平方向同时有相对伺服进给运动1.切割各种冲模和具有直纹面的零件；2.下料、截割和窄缝加工电火花磨削和镗磨1.工具与工件有相对的旋转运动；2.工具与工件间有径向和轴向的进给运动1.加工高精度、表面粗糙度值小的小孔，如拉丝模、挤压模、微型轴承内环、钻套等；2.加工外圆、小模数滚刀等1.采用细管
7、（f0.3mm）电极，管内冲入高压水基工作液；2.细管电极旋转，穿孔速度较高（60mm/min）1.线切割穿丝预孔；2.深径比很大的小孔，如喷嘴等电火花表面强化与刻字1.工具在工件表面上振动；2.工具相对工件移动1.模具、刀具、量具刃口表面强化和镀覆；2.电火花刻字、打印记电火花穿孔成形加工电火花线切割电火花高速小孔加工机床结构机床结构工作工作介质介质循环系统是指用于电火花加工需要循环系统是指用于电火花加工需要的工作的工作介质介质储存、循环、调节、保护、过滤、储存、循环、调节、保护、过滤、再生及利用再生及利用、工作工作介质介质强迫循环、过滤排除强迫循环、过滤排除电蚀产物的装置电蚀产物的装置机床
8、结构机床主体机床主体机床的机械部分都安放在机机床的机械部分都安放在机床主体上，主要用于夹持工具电极及支床主体上，主要用于夹持工具电极及支承工件，并保证它们的相对位置，实现承工件，并保证它们的相对位置，实现工具工具电极在加工过程中的稳定进给。电极在加工过程中的稳定进给。工作台及工作台及工作液箱工作液箱工作台主要用于支撑、装夹工件，它工作台主要用于支撑、装夹工件，它一般是由一组刚性很强的十字滑板组成，一般是由一组刚性很强的十字滑板组成，通过精密滚珠丝杠副实现工作台纵横方通过精密滚珠丝杠副实现工作台纵横方向的移动。工作台上装有工作液箱，向的移动。工作台上装有工作液箱，工作液箱必须具有很好的密封性，用
9、工作液箱必须具有很好的密封性，用以容纳工作液。以容纳工作液。机床结构主主轴头主轴头是电火花加工机床的一个关键主轴头是电火花加工机床的一个关键部件，它主要用于控制工件与电极之间部件，它主要用于控制工件与电极之间的放电间隙。的放电间隙。（1）保证加工稳定性，维持最佳放保证加工稳定性，维持最佳放电时间。电时间。（2）放电过程中，如发生起放电过程中，如发生起弧，主轴头能迅速抬起使电弧中断。弧，主轴头能迅速抬起使电弧中断。（3）保证主轴移动的直线性，以满足保证主轴移动的直线性，以满足精密加工的要求。精密加工的要求。（4）主轴应有足够主轴应有足够的刚性。的刚性。（5）主轴应有均匀进给而无主轴应有均匀进给而
10、无爬行现象。爬行现象。机床结构电火花加工中伺服进给系统的作用是电火花加工中伺服进给系统的作用是使工具和工件之间保持一定的放电间隙，使工具和工件之间保持一定的放电间隙，间隙过大时必须快速进给，尽快达到合间隙过大时必须快速进给，尽快达到合适的加工间隙；间隙过小时必须快速退适的加工间隙；间隙过小时必须快速退回，切断电弧。回，切断电弧。在实际生产中，放电间隙变化与加工在实际生产中，放电间隙变化与加工规准、加工面积、工件蚀除速度等因素规准、加工面积、工件蚀除速度等因素有关，很难依靠人工进给，必须采用伺有关，很难依靠人工进给，必须采用伺服进给系统。这种不等速的伺服进给系服进给系统。这种不等速的伺服进给系统
11、也称为自动进给调节系统。统也称为自动进给调节系统。伺服伺服进给系系统机床结构数控装置的作用是在电火花加工过程中，按照数控装置的作用是在电火花加工过程中，按照加工要求自动控制工具电极相对工件的运动轨加工要求自动控制工具电极相对工件的运动轨迹；控制伺服系统进给速度，保持恒定的放电迹；控制伺服系统进给速度，保持恒定的放电间隙，保持正常的稳定加工。间隙，保持正常的稳定加工。操作面板是机床的重要组成部件，是操作人员与系统进行交互的工具，主要有显示装置、NC键盘、MCP、状态灯等部分手动盒用手摇方式调整进给坐标轴。手动盒一般由手摇脉冲发生器MPG、坐标轴选择开关等。脉冲电源是以单向脉冲电压的形式提供给工件
12、与电极间的放电间隙，以保证蚀除金属。电火花成型加工中的基本规律 电火花加工过程中，工艺指标的选择决定着产品的加工精度、工时及工作成本。 电火花成型加工的主要工艺指标： 材料的电蚀量 加工速度 电极损耗 表面粗糙度 加工精度等。电火花成型加工中的基本规律1.极性效应影响材料电蚀量的因素“正极性”接线法“负极性”接线法+工件-工件电火花成型加工中的基本规律2.电参数：电火花加工过程中的电压、脉冲宽度、脉冲间隔、电热能等参数。影响材料电蚀量的因素电火花成型加工中的基本规律2.金属材料：影响材料电蚀量的因素电火花成型加工中的基本规律2.金属材料：影响材料电蚀量的因素电火花成型加工中的基本规律3.工作介
13、质：影响材料电蚀量的因素粗加工：脉冲宽度大，加工间隙大，爆炸排屑效果好 机油（绝缘性好，粘度大，压缩作用好） 半、精加工：加工间隙小，排屑困难 煤油（粘度小，流动性好，利于排屑）电火花成型加工中的基本规律 电火花加工的加工速度，是指在一定电参数下，单位时间内工件被蚀除的体积V。影响加工速度的主要因素提高加工速度的途径： 脉冲周期 单个脉冲宽度 脉冲间隙 工作介质：粘度低 、绝缘性好 如煤油 电火花成型加工中的基本规律 影响电极损耗的主要因素 电极损耗分为绝对损耗和相对损耗两种。绝对损耗是单位时间内电极的损耗量Vt(3min)，相对损耗是电极的绝对损耗和工件加工速度的百分比100%。实际生产中我
14、们常用相对电极损耗作为检验指标。电火花成型加工中的基本规律1.极性效应：降低工具电极损耗的方法正极性加工：窄脉冲负极性加工：宽脉冲电火花成型加工中的基本规律2.电极材料：降低工具电极损耗的方法电极损耗与其材料有关：银钨合金 、 铜钨合金 ：熔点高、工艺性差适用于（精加工）石墨 ：热学性能好、吸附游离碳（常用）铜：熔点低、导热性好、工艺性好 （常用）电火花成型加工中的基本规律1.放电间隙影响加工精度的主要因素 放电间隙在精加工时一般为0.010.1 mm，粗加工时可达0.5 mm以上(单边)。 加工精度是指加工后工件尺寸和图纸尺寸要求相符合的程度。加工精度包括尺寸精度和形状精度。电火花成型加工中
15、的基本规律2.加工斜度影响加工精度的主要因素 电火花加工时，由于工具电极下面部分加工时间长，损耗大，因此电极变小，而入口处由于电蚀产物的存在，易发生因电蚀产物的介入而再次进行的非正常放电(即“二次放电”)，因而产生加工斜度。电火花成型加工中的基本规律影响表面粗糙度的主要因素 电火花加工表面和机械加工表面有所不同，它是由无方向性的无数小坑组成，有利于润滑油的储存；而机械加工表面则全部是切削和磨削痕迹，有一定的方向性。所以在相同条件下，电火花加工表面粗造度会比切削加工好。 温馨提示：一般加工到2.5m时，采用其他研磨方法改善其表面粗糙度，更经济。电火花成型加工中的基本规律影响表面粗糙度的主要因素
16、温馨提示：一般加工到2.5m时，采用其他研磨方法改善其表面粗糙度，更经济。电火花加工方法如图在圆形钢板上冲孔，材料如图在圆形钢板上冲孔，材料08钢，钢，加工其凹模。加工其凹模。零件零件凸模凸模凹模凹模凹模截面图任务一：冲压模具凹模加工机械加工电火花成型加工电火花加工方法电极选材：08钢，与凹模材质相同，即所谓的“钢打钢”凹模凹模凹模截面图任务一：冲压模具凹模加工电火花加工方法电极设计：电极极电极截面示意图电极尺寸如果凹模的尺寸为如果凹模的尺寸为L2，工具电极相应的尺，工具电极相应的尺寸为寸为L1，单边火花间，单边火花间隙值为隙值为SL，则，则 电极加工：由于08钢机械加工性能好，所以电极的加工可以采用车削加工任务一：冲压模具凹模加工电火花加工方法电火花加工凹模： 1.采用直接配合法即利用电极直接加工凹模，加工时，由于放电间隙小，电蚀产物无法及时排出，导致电极侧面和已加工面间再次产生放电现象（即二次放电），使被加工孔入口处的间隙大于出口处的间隙，出现了所谓的“倒锥形”现象。见图所示。模具安装时将凹模倒过来使用（“倒锥形”朝下正好符合刃口斜度，也有利于冲模落料排出） 钢作为电极，电火花加工
