第6章數(shù)控電火花機(jī)床操作加工

1、2022-3-81 電火花加工又稱放電加工（Electrical Discharge Machining 簡稱EDM），是一種直接利用電能和熱能進(jìn)行加工的新工藝，基本原理是基于工具和工件（正、負(fù)電極）之間脈沖火花放電，產(chǎn)生局部、瞬時(shí)高溫，把金屬材料逐步腐蝕，以達(dá)到對零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求 。12022-3-82電火花成形加工機(jī)床n機(jī)床主體機(jī)床主體：用于夾持工具電極及支承工件，保證它們的相對位置，并實(shí)現(xiàn)電極在加工過程中的穩(wěn)定進(jìn)給運(yùn)動(dòng) n脈沖電源：脈沖電源：把交流電流轉(zhuǎn)換成一定頻率的單向脈沖電流 n伺服系統(tǒng)：伺服系統(tǒng)：使主軸作伺服進(jìn)給運(yùn)動(dòng) n工作液循環(huán)系統(tǒng)：工作液循環(huán)系統(tǒng)：提供清

2、潔的、有一定壓力的工作液 常見的電火花成形加工機(jī)床由機(jī)床主體、脈沖電源、伺服系統(tǒng)、工作液循環(huán)系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。電火花成型加工機(jī)床22022-3-83電火花成形加工原理n必須使接在不同極性上的工具和工件之間保持一定的距離以形成放電間隙 n脈沖波形是單向的 n放電必須在具在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行 n有足夠的脈沖放電能量，以保證放電部位的金屬被熔化或氣化 電火花成形加工的基本原理是基于工具和工件（正、負(fù)電極）之間脈沖火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金屬，以達(dá)到對零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求 電火花成形加工的條件脈沖電流波形圖32022-3-84電火花成形加工原理 自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)

3、裝置能使工件和工具電極保持給定的放電間隙。脈沖電源輸出的電壓加在液體介質(zhì)中的工件和工具電極(以下簡稱電極)上，當(dāng)電壓升高到液體介質(zhì)的擊穿電壓時(shí)，會(huì)使液體介質(zhì)在絕緣強(qiáng)度最低處被擊穿，產(chǎn)生火花放電。瞬間高溫使工件和電極表面都被蝕除掉一小塊材料，形成小的凹坑。 一次脈沖放電之后，兩極間的電壓急劇下降到接近于零，間隙中的電介質(zhì)立即恢復(fù)到絕緣狀態(tài)。此后，兩極間的電壓再次升高，又在另一處絕緣強(qiáng)度最小的地方重復(fù)上述放電過程。多次脈沖放電的結(jié)果，使整個(gè)被加工表面由無數(shù)小的放電凹坑構(gòu)成。電火花成形加工原理42022-3-85電火花成形加工原理電極工件工作液電子初始狀態(tài)介質(zhì)電離、擊穿，形成放電通道火花放電產(chǎn)生熔化

4、、氣化、熱膨脹拋出蝕除物間隙介質(zhì)消電離（恢復(fù)絕緣狀態(tài)）52022-3-86電火花成形加工原理極性效應(yīng)概念概念 產(chǎn)生產(chǎn)生原因原因火花放電時(shí)電極和工件都會(huì)被蝕除掉，但蝕除的速度是不同的，這種現(xiàn)象稱為極性效應(yīng) 由于電子的質(zhì)量小、離子質(zhì)量大，它們在電場力作用下轟擊陽極和陰極的能量不同。 長脈沖加工時(shí)，正離子對負(fù)極的轟擊能量大，工件接正極（稱正極性加工）。短脈沖加工時(shí)正好相反極性效應(yīng)愈顯著愈好！62022-3-87n適合于機(jī)械加工方法難于加工的材料的加工，如淬火鋼、硬質(zhì)合金、耐熱合金等。n可加工特小孔、深孔、窄縫及復(fù)雜形狀的零件，如各種型孔、立體曲面、復(fù)雜形狀的工件 ，小孔、深孔、窄縫等 電火花成形加工

5、特點(diǎn)及應(yīng)用 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)電火花成形加工的特點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)n只能加工導(dǎo)電工件n加工速度慢n由于存在電極損耗，加工精度受限制72022-3-88電火花成形加工特點(diǎn)及應(yīng)用 電火花成形加工的特點(diǎn)舉例1.沒有機(jī)械力施加在工件上沒有機(jī)械力施加在工件上傳統(tǒng)加工需要的較大的夾緊力EDM只須很小的夾緊力2.不受工件材料硬度等方面的限制不受工件材料硬度等方面的限制傳統(tǒng)加工受工件材料硬度限制EDM不受工件材料硬度限制傳統(tǒng)加工不可能獲得直角EDM很容易獲得直角82022-3-89電火花成形加工特點(diǎn)及應(yīng)用n電火花成形加工主要用于電火花穿孔（用電火花成形加工方法加工通孔）和電火花型腔加工。n 電火花穿孔加工：主要用于加工沖模和各

6、種異形孔。n電火花型腔加工：主要用于加工各類型腔模和各類復(fù)雜的型腔零件。 型腔加工屬于盲孔加工，金屬蝕除量大，工作液循環(huán)困難，電蝕產(chǎn)物排除條件差，電極損耗不能用增加電極長度和進(jìn)給來補(bǔ)償；加工面積大，加工過程中要求電規(guī)準(zhǔn)的調(diào)節(jié)范圍也較大；型腔復(fù)雜，電極損耗不均勻，影響加工精度。電火花成形加工的應(yīng)用92022-3-810電火花成形加工特點(diǎn)及應(yīng)用 電火花成型加工應(yīng)用舉例花紋、文字加工冷沖模穿孔加工型腔加工窄縫深槽加工102022-3-811電火花成形加工特點(diǎn)及應(yīng)用 電火花成型加工應(yīng)用舉例這是大量生產(chǎn)的塑料勺子示意圖1.首先進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì),然后按照設(shè)計(jì)的圖樣制作銅電極2.銅電極安裝到EDM機(jī)床上,作為塑

7、料凹模的工件也安裝到工作臺(tái)上112022-3-812電火花成形加工特點(diǎn)及應(yīng)用 電火花成型加工應(yīng)用舉例3.利用火花放電原理加工4.完成凹模的加工5.凸凹模分別安裝到注塑機(jī)上,及可生產(chǎn)出合格的塑料產(chǎn)品122022-3-813影響電火花成形加工因素 影響加工速度影響加工速度的因素的因素影響加工精度影響加工精度的因素的因素影響表面質(zhì)量影響表面質(zhì)量的因素的因素n矩形脈沖的峰值電流、脈沖寬度和脈間；n工件材料、工作液n機(jī)床精度、工件的裝夾精度、電極制造及裝夾精度n放電間隙、電極損耗和加工斜度n脈沖寬度n峰值電流132022-3-814影響電火花成形加工因素 工件表面粗糙度取決于火花的大小。如果放電能量大，

8、則表面粗糙度大，另一方面，切割速度加快如果火花放電能量小，工件表面粗糙度則細(xì)。但切割速度將變慢電火花加工獲得的不同表面粗糙度的表面142022-3-815電火花成形加工工藝電火花冷沖模穿孔加工工藝方法將凸模加長作電極，加工后去掉加長部分 凸模的加長部分選用與凸模不同的材料，如鑄鐵、銅等粘接或釬焊在凸模上，與凸模一起加工，以粘接或釬焊部分作穿孔電極的工作部分。當(dāng)凸、凹模配合間隙很小不好直接保證放電間隙時(shí)時(shí)，可將電極的工作部分用化學(xué)浸蝕法蝕除一層金屬，反之，可以用電鍍法將電極工作部位的斷面尺寸均勻擴(kuò)大以滿足加工時(shí)的間隙要求 直接法直接法混合法混合法穿孔加工圖152022-3-816電火花成形加工工

9、藝電火花型腔加工工藝方法用多個(gè)電極，依次更換加工同一個(gè)型腔，用于精密型腔加工 根據(jù)型腔的幾何形狀，把電極分解成若干個(gè)，用主型腔電極加工型腔主要部分，再用副型腔電極加工出尖角、窄縫型腔等部位 圖片單電單電極法極法多電多電極極法法分解電分解電極極法法 單電極加工形狀簡單、精度要求不 高的型腔 單電極搖動(dòng)完成型腔的粗、中、精 加工 162022-3-817電火花成形加工工藝電極材料常用電極常用電極材料種類材料種類電極材料電極材料的選用的選用應(yīng)選擇損耗小、加工過程穩(wěn)定、生產(chǎn)率高、機(jī)械加工性能良好、來源豐富、價(jià)格低廉的材料作電極材料 表 型腔加工常用電極材料主要是石墨和 電火花穿孔：紫銅、鑄鐵、鋼等。紫銅。紫銅組織致密，適用于形狀復(fù)雜輪廓清晰、精度要求較高模具。石墨電極容易成形，密度小，宜作大、中型電極 172022-3-818電火花成形加工工藝電規(guī)準(zhǔn)的選擇與轉(zhuǎn)換 粗規(guī)準(zhǔn)粗規(guī)準(zhǔn) 中規(guī)準(zhǔn)中規(guī)準(zhǔn)精規(guī)準(zhǔn)精規(guī)準(zhǔn) 電規(guī)準(zhǔn)是電火花加工中所選用的一組電脈沖參數(shù)。電規(guī)準(zhǔn)應(yīng)根據(jù)工件的加工要求、電