第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 第第5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.1 电火花成型机床及其组成电火花成型机床及其组成 5.2 电火花成型机床的伺服系统电火花成型机床的伺服系统 5.3 电火花穿孔加工电火花穿孔加工 5.4 电火花型腔加工电火花型腔加工 5.5 机床的操作与使用机床的操作与使用 5.6 数控电火花成型加工数控电火花成型加工 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.1 电火花成型机床及其组成电火花成型机床及其组成 5.1.1 FE502G-1电火花成型机的主要规格及技术参数 1. 主要规格 工作台台面尺寸： 760 mm×450 mm； 工作台纵、 横向移动量： 420 mm×280 mm； 主轴伺服行程： 160 mm； 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 主轴座行程(液压缸驱动)： 380 mm； 工作台与主轴装夹面最大距离： 650 mm； 工作台油箱内腔尺寸(长、 宽、 高)： 800 mm×540 mm×440 mm。
第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2. 技术参数工件最大高度： 300 mm； 工件最大允许重量： 800 kg； 电极最大允许重量： 50 kg； 最大输出电流： 100 A； 最大材料去除率： 大于900 mm3/min； 最低表面粗糙度Ra： 小于0.8 μm； 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 外形尺寸(长、 宽、 高)： 主机1200 mm×1200 mm×2400 mm， 过滤油箱1300 mm×1250 mm×1130 mm， JS100电源箱950 mm×600 mm×1800 mm； 重量： 主机2000 kg， 过滤油箱650 kg， JS100电源箱450 kg； 容量： 油压油箱(20号液压油)1.6 L， 过滤油箱(煤油)480 L； 输入电压： 380 V， 50 Hz 输入总功率： 9 kW 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.1.2 电火花成型机床的结构 1. 机床的传动系统 FE502G-1型电火花成型机床的传动系统主要包括两个部分， 如图5-1所示。
第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-1 电火花成型机床的传动系统 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 1) 工作台的纵横向移动 工作台的纵横向移动是用于工件的安装和调整的 2) 主轴头座的升降 主轴头的升降采用机动的方式， 可以调节电极与工件之间的上下距离 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2. 机床结构 1) 床身与立柱 床身与立柱为机床的基础件 2) 主轴头 主轴头是电火花成型机床的关键部件 要求主轴头能满足以下几点： (1) 保证稳定加工， 维持最佳放电间隙， 充分发挥脉冲电源的能力 (2) 放电加工过程中， 发生暂时的短路或拉弧时， 要求主轴能迅速抬起， 使电弧中断 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (3) 为满足精密加工的要求， 需保证主轴移动的直线性。
(4) 主轴应有足够的刚度， 使电极上不均匀分布的工作液喷射力所形成的侧面位移最小 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-2 主轴头的结构 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (5) 主轴应有均匀的进给而无爬行， 在侧向力和偏载力的作用下仍应保持原有的精度和灵敏度 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 3. 工作台 工作台由台面、 上拖板、 下拖板等构成， 采用镶钢滚子导轨， 运动轻便、 灵活、 无间隙 工作台与拖板间是绝缘的， 以保证加工中的人身安全 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-3 操作面板的结构 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 4. 工作油箱 工作油箱固定在工作台上拖板上面， 是一个带门的空箱结构 松开搭攀可将油箱前门打开， 以便进行工件的安装等操作 油箱前门与箱体间有耐油橡胶， 以防止油箱体与油箱前门间漏油 工作油箱的左面有挡板， 可用来控制液面的高度， 在加工完成后， 可提起挡板， 使工作液快速流返油箱。
工作油箱的右边有一操作面板， 如图5-3所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.1.3 工作液循环过滤系统 电火花加工一般是在液体介质中进行的 液体介质主要起绝缘作用， 而液体介质的循环流动又起到排出电蚀产物和热量的作用 因此， 工作液循环过滤系统的作用是： (1) 通过过滤使工作液始终保持清洁而具有良好的绝缘性能 (2) 根据加工对象的要求， 采取适当的强迫循环方式， 从加工区域把电蚀产物和热量排走 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 工作液循环的方式很多， 主要有如下几种： (1) 非强迫循环——工作液仅作简单循环， 用清洁的工作液替换脏的工作液 电蚀产物不能被强迫排除， 粗、 中规准加工时可采用 (2) 强迫冲油——将清洁的工作液强迫冲入放电间隙， 工作液连同电蚀产物一起从电极侧面间隙中被排出， 如图5-4(a)所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (3) 强迫抽油——将工作液连同电蚀产物经过电极的间隙和工件的待加工面被吸出， 如图5-4(b)所示。
第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-4 强迫冲油和强迫抽油(a) 强迫冲油； (b) 强迫抽油 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.1.4 机床的电气系统 电气系统包括JS-100型带自适应控制的晶体管脉冲电源和机床控制电器两大部分 1. JS-100型脉冲电源 JS-100型脉冲电源是带自适应控制的高效率低损耗的晶体管电源 其电路结构原理框图如图5-5所示， 等脉冲工作时的输出波形如图5-6所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-5 高频脉冲电源结构原理框图 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-6 等脉冲工作时的脉冲电源输出波形 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2. 机床控制电器 机床控制电器的电路由液压泵、 工作液泵控制， 主轴头座手动控制， 主轴手动伺服控制， 脉动冲油， 电极平动， 安全保护控制和机床电器等电路部分组成 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.1.5 主要机床附件 1. 平动头 平动头主要用于型腔加工。
使用平动头是使电极产生一个平面平移运动 电极上的每一点都回绕着其原始位置作圆周运动， 如图5-7所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-7 平动头的运动轨迹 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2. 油杯 油杯亦为机床附件之一 油杯固定在工作台面上， 加工工件装夹在油杯上 可利用油杯对工件进行冲油和抽油 电火花成型机床的油杯结构大同小异， 一般如图5-8所示， 由外套3、 内套2、 面板1及管接头4等组成 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-8 油杯 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.2 电火花成型机床的伺服系统电火花成型机床的伺服系统 5.2.1 伺服系统的工作原理 伺服系统也叫随动系统， 是指以某一特定控制量的状态为目标， 根据控制量的当前状态与理想状态间的差值自动对系统的输出进行调整， 使控制量的实际值不断趋近理想值而实现稳定加工的控制系统 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.2.2 伺服系统的结构形式 1. 喷嘴挡板电液压伺服系统 如图5-9所示， 电动机13驱动叶片泵14， 经线隙式过滤器10供出保持恒定压力为p0的压力油， 溢流阀12可调整工作压力p0。
工作压力p0由压力计11指示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-9 喷嘴挡板电液压伺服系统 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2. 电气伺服系统 FE502G-1电火花成型机床采用电气伺服系统对主轴进行升降控制， 使用宽调速直流电机(直流伺服电机)作为执行元件 系统工作原理如图5-10所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-10 电气伺服系统 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.3 电火花穿孔加工电火花穿孔加工 5.3.1 电火花穿孔加工的工艺方法 1. 直接配合法 直接配合法是用加长的钢凸模作电极加工凹模的型孔， 加工后将凸模上损耗的部分去除 凸、 凹模的冲裁间隙靠控制脉冲放电间隙来保证 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2. 修配凸模法 凸模和工具电极分别制造， 在凸模上留有一定的修配余量， 钳工按电火花加工好的凹模型孔修配凸模， 达到所要求的凸、 凹模冲裁间隙。
第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 3. 配作电极法 工具电极和凸模分别制造， 但电极的断面尺寸根据凸、 凹模冲裁间隙的要求， 以及所选电规准的放电间隙进行配作， 使电火花加工后的凹模与凸模配合后能获得所要求的冲裁间隙 这种加工方法的缺点与修配凸模法类似 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 4. 二次电极法 二次电极法加工是利用一次电极制造出二次电极， 再分别以一次和二次电极加工出凹模和凸模， 并保证凸、 凹模间的冲裁间隙 二次电极法有两种情况：其一是一次电极为凹形， 用于凸模制造有困难者； 其二是一次电极为凸形， 用于凹模制造有困难者 图5-11所示是一次电极为凹形电极时的加工方法， 其工艺过程为： 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 根据模具尺寸要求设计并制造一次凹形电极→用一次电极加工出凸模(见图5-11(a))→用一次电极加工出凸形二次电极(见图5-11(b))→用凸形二次电极加工出凹模(见图5-11(c))→凸、 凹模配合， 保证冲裁间隙(见图5-11(d))。
图中δ1、 δ2、 δ3分别为加工凸模、 二次电极和凹模时的放电间隙 用二次电极法加工， 操作过程较为复杂， 实际生产中一般不常采用 此法加工冲模的冲裁间隙为 Z=2(δ1-δ2+δ3) 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-11 一次电极为凹形时的二次电极法 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 1. 电极材料 根据放电加工原理， 可以说任何导电材料都可以用来制作工具电极 但在生产中应选择放电损耗小、 放电过程稳定、 生产效率高、 机械加工性能良好、 来源丰富、 价格低廉的材料作电极材料 常用的电极材料有钢、 铸铁、 石墨、 黄铜、 紫铜、 铜钨合金和银钨合金等， 其电加工和机械加工的性能如表5-1所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 表5-1 穿孔加工常用电极材料的性能 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2. 电极结构 电极的结构形式应根据其外形尺寸的大小与复杂程度、 电极的结构工艺性等因素综合考虑。
1) 整体式电极 整体式电极是用一块整体材料加工而成的 对于横截面积及重量较大的电极， 可在电极上开孔以减轻电极重量， 但孔不能开通， 孔口朝上， 如图5-12所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-12 整体式电极 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-13 组合式电极 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2) 组合式电极 当同一凹模上有多个型孔时， 在某些情况下可以把多个电极组合在一起， 如图5-13所示， 一次穿孔可完成各型孔的加工 3) 镶拼式电极 有些电极采用整体结构时造成机械加工困难， 因此常将电极分成几块， 分别加工后再镶拼成为整体， 如图5-14所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-14 镶拼式电极 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 3. 电极的尺寸 1) 电极的横截面尺寸 垂直于电极进给方向的电极截面尺寸称为电极的横截面尺寸。
穿孔加工所获得的凹模型孔要比电极的横截面轮廓均匀扩大一个放电间隙 当按型孔尺寸确定电极的横截面尺寸时， 电极的轮廓应比型孔轮廓均匀缩小一个放电间隙， 如图5-15所示 与型孔尺寸相对应的电极尺寸为 a=A-2δ， b=B+2δ， c=C r1=R1+δ， r2=R2-δ 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-15 按型孔尺寸计算电极横截面尺寸 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 当按凸模的尺寸确定电极的横截面尺寸时， 则随凸、 凹模冲裁间隙Z(双面)的不同， 分为三种情况： 冲裁间隙Z等于脉冲放电间隙(Z=2δ)时， 电极与凸模横截面尺寸完全相同； 冲裁间隙Z大于脉冲放电间隙(Z＞2δ)时， 电极横截面应以凸模横截面均匀增大， 但形状相似； 冲裁间隙Z小于脉冲放电间隙(Z＜2δ)时， 电极横截面尺寸应以凸模横截面均匀缩小， 但形状相似 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 电极沿横截面轮廓均匀增大或缩小的数值为 式中， a1为电极沿横截面轮廓的均匀增大或缩小量； Z为凸、 凹模冲裁间隙(双面)； δ为单边脉冲放电间隙。
第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2) 电极的长度尺寸 电极的长度取决于凹模的结构形式、 型孔的复杂程度、 加工深度、 电极材料、 电极使用次数、 装夹形式及电极制造工艺等一系列因素， 可按图5-16进行计算： L=Kt+h+l+(0.4～0.8)(n-1)Kt 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 在生产中， 为了减少脉冲参数的转换次数， 使操作简化， 将电极适当加长， 并将增长部分的横截面尺寸均匀减小， 作成阶梯状， 称为阶梯电极， 如图5-17所示 阶梯部分的长度L1一般取为凹模加工厚度的1.5倍左右； 阶梯部分的均匀缩小量h1 = 0.1～0.15 mm 对阶梯部分不便切削加工的电极， 常用化学浸蚀的方法将断面尺寸均匀缩小 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-16 电极长度计算 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-17 阶梯电极 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.3.3 电规准的选择与转换 电火花加工中所选用的一组电脉冲参数称为电规准。
电规准应根据工件的加工要求、 电极和工件材料、 加工的工艺指标等因素来选择 选择的电规准是否恰当， 不仅影响模具的加工精度， 还直接影响加工的生产率和经济性 电规准在生产中主要通过工艺试验确定(这一试验一般由机床厂家在电火花机床的调试过程中进行， 并将加工数据提供给机床的使用者) 通常要用几个(一组)电规准才能完成凹模型孔加工的全过程 电规准分为粗、 中、 精三种 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 中规准是粗、 精加工间过渡性加工所采用的电规准， 用以减少精加工余量， 促使加工的稳定性和加工速度提高 中规准一般采用的脉冲宽度为6～20 μs 被加工表面粗糙度Ra为10～2.5 μm 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.4 电火花型腔加工电火花型腔加工 5.4.1 电火花加工型腔的工艺方法 1. 单电极平动法 单电极平动法使用机床的平动头附件， 用一个电极完成型腔的加工 加工时先采用低损耗(电极相对损耗小于1%)、 高生产率的电规准对型腔进行粗加工， 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 然后启动平动头带动工具电极作平面圆周运动， 同时按照粗、 中、 精的加工顺序逐级转换电规准， 并相应加大电极作平面圆周运动的回转半径， 将型腔加工到所要求的尺寸精度及表面粗糙度。
第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2. 多电极更换法 多电极更换加工法是用多个电极， 依次更换， 加工同一个型腔 每个电极都要对型腔的整个表面进行加工， 但电规准各不相同， 所以在设计电极时， 必须根据各电极所用电规准的放电间隙来确定各电极的尺寸 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 3. 分解电极法 分解电极法是根据型腔的几何结构形状， 把电极分解成主型腔电极和副型腔电极分别制造 先用主型腔电极加工出型腔的主要部分， 再用副型腔电极加工型腔的尖角、 窄缝等部位 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.4.2 电极的设计 1. 电极材料和结构的选择 目前， 在型腔加工中应用最多的电极材料是石墨和紫铜， 其性能如表5-1所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2. 电极尺寸的确定 1) 电极的水平尺寸 电极在垂直于机床主轴轴线方向上的尺寸称为电极的水平尺寸， 如图5-18所示。
加工过程中电极的平动量大小可调整， 为使计算过程简化， 常采用以下公式进行： a=A±Kb b=δ+ Hmax-hmax 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-18 电极水平截面尺寸缩放示意 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-19 电极的垂直尺寸 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2) 电极的垂直尺寸 电极在平行于机床主轴轴线方向上的尺寸称为电极的垂直尺寸， 如图5-19所示 在垂直方向上电极的有效工作尺寸可按下式计算： h1=h′1+C1h′1+C2s-δj 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 考虑同一个电极因多次重复使用引起的垂直尺寸消耗以及加工终了时不使电极固定板和模具相碰， 还应将电极的尺寸适当增加h2， 所以电极在垂直方向的高度尺寸为 h=h1+h2 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 3. 排气孔和冲油孔 由于型腔加工的排气、 排屑条件比穿孔加工困难， 因此为防止排气、 排屑不畅而影响加工速度、 加工稳定性和加工质量， 设计电极时应在电极上设置适当的排气孔和抽油孔。
一般情况下， 冲油孔要设计在难于排屑的拐角、 窄缝处， 如图5-20所示排气孔要设计在蚀除面积较大的位置(如图5-21所示)和电极端部有凹入的位置 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-20 设强迫冲油孔的电极 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-21 设排气孔的电极 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.4.3 电规准的选择与转换 1. 电规准的选择 正确选择和转换电规准， 实现低损耗、 高效率加工， 对保证型腔的加工精度和经济效益是很重要的 图5-22是用晶体管脉冲电源加工时， 脉冲宽度与电极损耗间的关系曲线对于一定的电流峰值， 随着脉冲宽度减小， 电极损耗增大 脉冲宽度愈小， 电极损耗上升趋势愈明显 当脉冲宽度tk＞500 μs时， 电极损耗可以小于1% 峰值电流和生产率的关系如图5-23所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-22 脉冲宽度与电极损耗的关系 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-23 脉冲峰值电流和生产率的关系 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (1) 粗规准： 要求粗规准能以高的蚀除速度加工出型腔的基本轮廓， 电极损耗要小， 电蚀表面不能太粗糙， 以免增加精加工的工作量。
(2) 中规准： 粗、 中规准之间并无明显的界限 (3) 精规准： 用来使型腔达到加工的最终要求， 所去除的余量一般不超过0.1～0.2 mm 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2. 电规准的转换与平动量的分配 电规准转换的挡数， 应根据加工对象确定 加工尺寸小、 形状简单的浅型腔， 电规准转换挡数可少些； 加工尺寸大、 深度大、 形状复杂的型腔， 电规准转换的挡数应多些 粗规准一般选择1挡， 中规准和精规准选择2～4挡 用晶体管脉冲电源、 石墨电极加工型腔时， 电规准的转换与平动量的分配实例见表5-2 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 表5-2 电规准转换与平动量分配 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.4.4 电极的制造 电极制造应根据电极的类型、 尺寸大小、 电极材料和电极结构的复杂程度等进行考虑 穿孔加工用电极的垂直(长度)尺寸一般无严格的要求， 而水平(截面)尺寸要求较高。
对这类电极， 适合于切削加工的， 可用切削加工方法进行粗加工和精加工； 对于用紫铜、 黄铜一类材料制作的电极， 其最后加工可用刨削或由钳工精修来完成 也可采用电火花线切割加工来制作电极 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-24 凸模与电极粘合 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-25 石墨纤维方向及拼块组合 (a) 合理拼法； (b) 不合理拼法 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.5 机床的操作与使用机床的操作与使用 5.5.1 FE502G-1电火花机电柜操作面板的配置 FE502G-1电火花机电柜操作面板如图5-26所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-26 机床控制电柜操作面板 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 各面板元件功能说明如下：(1) SB1： 紧急停止按钮； (2) RP8(SA8)： 抬刀时间调节钮连开关； (3) RP7(SA7)： 下降时间调节钮连适应抬刀开关； (4) RP6(SA6)： 间隔调节钮连间隔适应控制开关； (5) RP5(SA5)： 伺服速度调节钮连伺服适应控制开关； (6) RP4(SA4)： 脉冲宽度覆盖微调钮连校正位置开关； (7) RP2(SA2)： 峰值电流覆盖微调钮连校正位置开关； 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (8) SA32： 峰值电流调节开关； (9) SA34： 脉宽调节开关； (10) SA1： 高压峰值电压选择开关； (11) SA31： 高压峰值电流选择开关； (12) RP3： 梯形波上升沿时间微调钮； (13) SA33： 加工极性及波形变换选择开关； (14) PA1： 加工平均电流指示表； (15) PV： 加工间隙平均电压指示表； (16) PA2： 伺服控制电流指示表； (17) HLF： 微精加工放电指示灯； (18) HLS： 加工间隙短路状态指示灯； 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (19) HLW： 正常放电状态指示灯； (20) HLB： 加工间隙炭粉搭桥指示灯； (21) HLY： 异常放电状态指示灯； (22) HLA： 加工间隙拉弧状态指示灯； (23) HLR： 因连续拉弧而自动关机报警灯； (24) HLT： 功率晶体管故障损坏报警灯； (25) SB5(HL3)： 开加工按钮及光标指示； (26) SB9(HL6)： 开工作液泵按钮及光标指示； (27) SB7(HL5)： 开伺服按钮及光标指示； (28) SB8： 关工作液泵按钮； (29) SB6： 关伺服按钮； 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (30) SB4： 关加工按钮； (31) SA21： 电极工件接触传感选择按钮； (32) SA22： 电极防撞选择按钮； (33) SA23： 电极垂直校正选择按钮； (34) RP55(SA18)： 主轴颤振量调节钮连开关； (35) SA13： 液面液温保护按钮； (36) SA14： 昼夜操作选择按钮； (37) SA17： 主轴手动慢速控制按钮； 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (38) SA15： 主轴锁紧选择按钮； (39) SA16： 电路保护选择按钮； (40) RP32(SA12)： 平动头调速钮及开关； (41) HA： 深度限制报警蜂鸣器； (42) SA19： 主轴头座升降控制开关。
第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.5.2 机床的操作 (1) 接通380 V三相动力电源， 然后合上控制柜总电源空气开关QF， 此时操作面板上39——光标按钮SA16内某一指示灯应亮 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (2) 连接加工电缆线： 根据图5-26， 将13即输出加工极性开关SA33放在位置2上(正常加工时可不考虑电源的极性与工件和电极的接法， 因为本机能根据所选的加工电参数自动调整加工的极性， 充分利用火花放电的极效应)， 当按下25， 即加工按钮SB5后， 脉冲电源应工作， 此时用万用表直流电压250 V挡测出输出电缆极性 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (3) 电极找正： 根据图5-26， 按下33， 即校正方式按钮SA23， 按钮光标亮， 即可用于找正电极与主轴运动的平行度 (4) 启动工作液泵： 按下26， 即工作液泵启动按钮SB9， 光标亮， 工作液泵启动， 此时打开进油阀， 再调节回油口的高低， 使工作台油箱内液面高于工件50 mm左右， 在回油口处设有液面控制开关SL及液温控制开关ST。
第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (5) 将电箱面板上的三个微调红旋钮置于1.0， 即校正位置， 使各对应的晶体灯发红光， 将SA31、 SA32、 SA34、 RP6都置到最大， 极性置于±2， 将最下面一排的旋钮开关都推入， 使对应的晶体灯不亮， 按通加工按钮， 电压表应为200 V左右 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (6) 加工参数的调整 脉宽选择开关9用于调整高频脉冲电流的宽度， 可根据工艺要求调整 脉冲电流开关8调整加工时最大平均电流， 可根据工艺要求调整 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.5.3 机床使用注意事项 (1) 三相电源电压为380 V， 最高不得超过400 V， 最低不应小于350 V (2) 当电箱加工按钮开启后， 机床的工具电极及夹具与工件、 床身及大地之间立即出现100～200 V电压 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (3) 机床与电箱应保证良好的接地。
(4) 工作液使用煤油或掺有少量机油(1/3～1/5)的煤油， 严禁混入汽油等低燃点的油类 (5) 加工时， 油箱内工作液面必须高出工件顶面一定值， 特别是用大电流进行粗加工时更应加以注意 (6) 操作机床时， 室内应注意使用吸油烟装置进行排风 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.5.4 电火花加工工艺 1. 型腔模加工工艺 加工型腔的电极材料通常采用紫铜或石墨， 其优点为电极耗损小， 加工稳定 其中， 石墨材料制造方便， 易于成型 优质的石墨电极适用于加工单个或小批量模具 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 对于有通孔的型腔， 可用油杯进行下冲油， 这样排屑条件好， 加工稳定， 效率高 对于盲孔型腔， 应在电极上钻几个1.5～3左右的冲油孔， 其数量和位置以能冲去蚀除物而不出现堆积为宜 在排屑条件差时， 可配合使用电极提升装置 型腔的电火花加工可分为粗、 中、 精三个阶段， 电极低损耗时的电规准如表5-3所示。
第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 表5-3 型腔加工的电规准 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2. 穿孔加工工艺 对于通孔模， 电极常选用紫铜、 铸铁或钢 紫铜电极加工稳定， 损耗小， 但磨削困难， 成本高； 铸铁电极恰与之相反； 而钢电极因能同时兼作冲头， 也常用于加工冲模， 但其电加工稳定性较差， 粗加工生产率低 选用不同成分的材料， 可提高加工效率 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 表5-4 穿孔加工的电规准 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.6 数控电火花成型加工数控电火花成型加工 5.6.1 数控电火花成型机床的组成 如图5-27所示， 数控电火花成型机床通常由主机(包括供液系统)和数控电柜两大部分构成 其中数控电柜是完成控制、 加工操作的部分， 是机床的中枢神经系统电柜的组成如图5-28所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-27 数控电火花成型机床 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-28 电柜组成 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (1) 主控板： 电柜的核心部分， 由CPU和大规模可编程逻辑器件及其外围芯片组成， 用于完成脉冲电源波形的产生及分配和控制伺服系统、 调节加工状态、 进行模糊控制等。
(2) 接口板： 是主控板和各部件之间进行信息传递和交换的桥梁 (3) 手控盒： 将加工操作过程中使用频率较高的按键功能集中放置在一个控制盒中， 通过电缆连接到接口板上， 可很方便地进行坐标点动、 暂停、 解除、 油泵启/停等的手动控制 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (4) 脉冲电源功率板： 提供放电加工电流的大功率脉冲电源 (5) 强电板： 包括强电启/停、 极性转换、 接触器和高低压整流滤波元件等 (6) 液晶显示和键盘面板： 包括液晶屏及其显示回路和自制非标准键盘， 是机床控制操作的人机交互界面 (7) 伺服系统： 由伺服驱动和伺服电机组成 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.6.2 数控电火花成型机床的功能特点 (1) 加工控制利用人机交互界面、 问答或表格输入式操作， 多种信息提示， 加工控制简单、 方便 (2) 编程代码采用国际标准ISO代码或文字叙述式的程序指令格式， 编程采用全屏幕方式， 可方便地进行插入、 修改、 删除等编辑操作。
(3) 适时跟踪加工轨迹， 显示当前各轴坐标位置 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 (4) 具有自动找正定位功能(自动找中心、 边角) (5) 三轴定位、 直线插补(甚至圆弧插补)运动功能 (6) 多种行星运动组合的摇动加工(圆柱、 圆、 方柱、 方、 扇形摇动和扩孔加工) (7) 主、 子程序调用功能 (8) 多组加工参数记忆功能， 可储存加工经验 (9) 自动返回加工起点功能 (10) 多种退刀模式、 定时排渣等其他辅助功能 (11) 电极损耗小、 加工效率高 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.6.3 控制面板及其基本操作 本节以台湾产ITRI-0E数控系统为例进行介绍 ITRI-0E的操作面板如图5-29所示， 各键功用说明如下： 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-29 ITRI-0E系统的操作面板 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 ESC——动作放弃。
输入资料中用于放弃输入资料， 回复至输入前的状态 INS——编辑程序时转为插入模式 DEL——编辑程序时可将游标所在的程序字删除 CTRL、 ALT、 SHIFT——和其他功能键组合使用 如ALT+F10为退出系统 MODE——系统模式(手动、 自动)切换 HOME——回零 SPACE——空格键 ▲、 ▼、 、 ——光标移动键 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 ▲、▼——菜单翻页键 BKSP——退格键 ENTER——回车键 F1～F9——菜单功能键 F10——返回上层菜单 系统操作共有手动和自动两种工作模式 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 操作举例：自动找中心 按MODE切换到手动模式→移动光标到“内中心”→选坐标平面(1：XY 2：YZ 3：ZX)→ENTER(回车)， 完成设定操作， 然后按“F2”(中心)启动找中心功能， 即可开始自动寻找内孔中心， 找到后就在加工状态显示区显示“中心毕”。
在自动模式下， 又有基本操作、 电规准设定操作和系统设置三个模组 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 在自动模式的基本操作模组下可进行插入、 修改、 块标记定义和块复制、 删除、 读/写文件等程序编辑操作和手动、 暂停、 自动放电加工及辅助功能等控制操作， 如图5-30所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-30 编辑界面 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 操作举例：程序输入与编辑修改 按MODE切换到自动模式→按“F1”(操作)， 即进入编辑界面， 如图5-30所示 继续按“F1”(插入)后， 再按F1～F8选择所需要的编程指令模式(F1—定位、 F2—切削、 F3—行星、 F4—杂项、 F5—副程、 F6—坐标、 F7—IO、 F8—C轴) 如按“F1”(定位)后， 将弹出如图5-31(a)所示窗口 继续选择定位的具体指令项目， 然后在另一窗口(如图5-31(b))所示输入相应的数据 输入完毕后按ENTER(回车)， 系统自动生成相应的程序行到输入栏位。
若输入资料不完整， 则系统会显示出错提示 若要修改已输入的程序行， 可将光标移至该行， 然后按“F2”(修改) 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-31 指令数据输入 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 放电加工前应在自动模式根菜单下按“F2”(档案)进行电规准参数设定， 其界面如图5-32所示 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-32 电规准参数设定界面 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.6.4 数控电火花成型加工的编程规则 1. 程序行的格式和指令集 ITRI-0E的数控加工程序采用文字叙述式的程序行格式 有以下三种格式： (1) 指令名 ——仅有指令名的单指令格式 (2) 指令名 地址数据 ——指令加数据的双指令格式 (3) 指令名 地址数据 B指令 C指令 ——带附加指令的多指令格式ITRI-0E的指令集见表5-5(略)。
第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2. 行星运动的摇动加工 行星运动时， 三轴的任意一轴作主伺服加工轴， 另外两轴作平动 1) 圆形摇动和方形摇动 依圆形或方形几何形状做摇动加工 其刀具移动路线分别如图5-33(a)、 (b)所示， 从中心开始， 逐渐依伺服加工， 最后加工至所定半径周廓或边长轮廓 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-33 圆形、 方形摇动和扩孔 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 2) 圆扩孔和方扩孔 如图5-33(c)、 (d)所示， 以等距环切的方式， 从中心开始， 按指定的步进增量逐步向外加工至最大边廓 3) 圆柱和方柱加工 依圆柱或方柱几何形状做切削加工， 适于型腔加工 其刀具移动路线如图5-34(a)、 (b)所示 如：圆柱 半径1.0深度-1.0步进02锥度60 B1 C1 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 4) 圆柱摇动和方柱摇动 依圆柱或方柱几何形状做摇动加工， 适于外圆柱或有岛屿的型腔加工。
其刀具移动路线如图5-34(c)、 (d)所示， 有两种加工模式 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 模式0：刀具先以定速位移至最大圆周/方廓时才开始在圆周/方廓上进行摇动， 并逐步螺旋下降 模式1：以螺旋锥体方式， 刀具一开始便以圆弧/方形加工方式， 配合Z方向的进给， 逐渐往外摇动， 直到加工工件至最大圆周/方廓 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-34 圆柱、 方柱及摇动加工(a) 圆柱； (b) 方柱； (c) 圆柱摇动； (d) 方柱摇动 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 5.6.5 数控电火花成型加工的编程实例 例1 如图5-35所示， 用M10螺距1.0的螺纹成型电极加工螺纹孔 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 图5-35 螺孔加工图例 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 N0001 机械原点 模式 XYZN0002 C轴寻原点N0003 机械定位 X-101.23 Y-56.78 N0004 机械定位 Z-12.3 N0005 坐标设定 X0 Y0 Z1N0006 NG绝对定位 Z0N0007 螺旋切削 Z-22 PT1.0 C1N0008 螺旋切削 Z0 PT-1.0 C1N0009 NG绝对定位 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 例2 加工如图5-36所示的8个孔， 采用主、 子程序调用形式。
图5-36 多孔加工 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 编程说明以四个孔的加工作为子程序， 先加工左四孔， 后加工右四孔 主程序： N001 相对定位 IX-10 IY5 定位到孔1 N002 副程序呼叫 P002 L1 调子程序， 加工左四孔 N003相对定位 IX10 IY5 回零点 N004相对定位 IX20 IY5 定位到孔1′ N005副程序呼叫 P002 L1 调子程序， 加工右四孔 N003相对定位 IX-20 IY5 回零点 子程序0002.chi： 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 N001 绝对直线 Z-10 B1 C1 到孔1N002 NG绝对定位 Z5 提刀N003 相对定位 IX-10 到孔2N001 绝对直线 Z-10 B1 C1 加工N002 NG绝对定位 Z5 提刀N003 相对定位 IY-10 到孔3N001 绝对直线 Z-10 B1 C1 打孔N002 NG绝对定位 Z5 提刀N003 相对定位 IX10 到孔4N001 绝对直线 Z-10 B1 C1 打孔N002 NG绝对定位 Z5 提刀 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 例3 加工如图5-37所示的轨迹形状。
图5-37 轨迹加工 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 编程说明 刀具对刀后停留在工件中心正上方10 mm处， 先加工中间圆形部分， 再加工四周六边形斜坡， 最后点两圆心处的浅窝 坐标设定 X0 Y0 Z10 绝对定位 X0 Y-20 绝对直线 Z-0.5 B1 C1 绝对正圆弧 X0 Y20 I0 J20 B1 C1 绝对逆圆弧 X0 Y0 I0 J-10 B1 C1 绝对正圆弧 X0 Y-20 I0 J-10 B1 C1 绝对逆圆弧 X0 Y20 I0 J20 B1 C1 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 NG绝对定位 Z5绝对定位 X-30 Y30绝对直线 Z-0.5 B1 C1绝对直线X-40 Y0 Z-5 B1 C1绝对直线X-30 Y-30 Z-0.5 B1 C1绝对直线X30 B1 C1相对直线 IX10 IY30 IZ-4.5 B1 C1相对直线 IX-10 IY30 IZ4.5 B1 C1相对直线 IX-60 B1 C1NG绝对定位 Z5 第第5 5章章 电火花成型加工电火花成型加工 绝对定位 X0 Y10绝对直线 Z-0.5 B1 C1NG绝对定位 Z5绝对定位 X0 Y-10绝对直线 Z-0.5 B1 C1NG绝对定位 Z5绝对定位 X0 Y0 。