《電火花加工知識(shí)》課件

電火花加工知識(shí)電火花加工，又稱火花加工，是一種利用電極間隙的電火花放電來去除工件材料的加工方法。廣泛應(yīng)用于模具制造、航空航天、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。電火花加工的基本概念11.定義電火花加工是一種利用電極與工件之間的間隙放電，通過電能轉(zhuǎn)化為熱能來去除材料的加工方法。22.原理當(dāng)電極和工件之間的間隙小于一定距離時(shí)，電場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)急劇增大，導(dǎo)致介質(zhì)發(fā)生電離，形成放電通道，從而產(chǎn)生高溫高壓的等離子體，將工件表面部分材料蝕除。33.應(yīng)用電火花加工廣泛應(yīng)用于制造航空、汽車、模具、醫(yī)療器械等領(lǐng)域，可以加工各種復(fù)雜形狀、高精度、硬脆材料。電火花加工的工作原理脈沖放電電極和工件之間形成高壓電場(chǎng)，產(chǎn)生間隙放電，形成火花。高溫等離子體火花放電瞬間產(chǎn)生高溫等離子體，對(duì)金屬進(jìn)行局部熔化。熔化金屬去除熔化的金屬被介質(zhì)液帶走，在工件上形成加工形狀。脈沖控制通過脈沖控制放電時(shí)間和間隙，實(shí)現(xiàn)精確控制加工精度。電火花加工的特點(diǎn)高精度電火花加工可以加工出形狀復(fù)雜、尺寸精確的工件，達(dá)到微米級(jí)精度。高效率電火花加工可以加工硬度高、難加工的材料，例如淬火鋼、硬質(zhì)合金等。高表面質(zhì)量電火花加工可以獲得光潔度高的表面，適用于精密模具、醫(yī)療器械等需要高表面質(zhì)量的場(chǎng)合。加工范圍廣電火花加工可加工各種形狀的工件，包括平面、曲面、凹槽、孔等。電火花加工的類型穿孔加工在工件上加工孔或槽，適用于形狀復(fù)雜、精度要求高的工件。銑削加工對(duì)工件表面進(jìn)行銑削加工，適用于加工平面、溝槽、輪廓等。切削加工將工件切斷，適用于切割形狀復(fù)雜、硬度高的材料。線切割加工利用細(xì)小的電極線對(duì)工件進(jìn)行切割，適用于加工形狀復(fù)雜的工件，精度要求較高。電火花加工機(jī)床的構(gòu)成電火花加工機(jī)床是電火花加工工藝的核心設(shè)備，它由多個(gè)關(guān)鍵部件組成。這些部件相互配合，共同完成電火花加工過程。主要部件包括工作臺(tái)、電極頭、電源、控制系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等，它們共同保證加工過程的精度、效率和安全性。電火花加工機(jī)床的主要部件工作臺(tái)工作臺(tái)用于放置工件，并能進(jìn)行精密的移動(dòng)和定位，以保證加工精度。電極頭電極頭用于固定和移動(dòng)電極，并能進(jìn)行精密的調(diào)整，以控制電極與工件之間的間隙。電源電源為電火花加工過程提供高電壓和脈沖電流，以產(chǎn)生電火花放電。控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)用于控制加工參數(shù)，如脈沖寬度、頻率、電壓等，以實(shí)現(xiàn)對(duì)加工過程的精確控制。電極材料的選擇導(dǎo)電性電極材料的導(dǎo)電性決定了加工效率和表面質(zhì)量。熔點(diǎn)電極材料的熔點(diǎn)影響加工溫度，進(jìn)而影響加工效率和電極損耗。硬度電極材料的硬度決定了其耐磨性和抗腐蝕性，影響加工精度和表面質(zhì)量。放電加工時(shí)電極與加工件的相互作用電極與加工件之間的放電過程是電火花加工的核心。放電過程導(dǎo)致電極材料和加工件材料的微觀粒子發(fā)生遷移和交換，形成蝕除和沉積的過程。1電極材料的剝蝕電極材料受高溫高壓電場(chǎng)的影響，發(fā)生熔化、氣化和蒸發(fā)，形成微小顆粒。2加工件材料的蝕除電極材料剝蝕的微小顆粒和加工件材料相互作用，形成蝕除現(xiàn)象，并最終形成加工件的形狀。3加工件材料的沉積電極材料剝蝕的微小顆粒以及加工件材料蝕除的微小顆粒在加工件表面沉積。放電加工時(shí)的電壓、電流和頻率對(duì)加工效果的影響電壓電流頻率電火花加工過程中，電壓、電流和頻率是關(guān)鍵參數(shù)。電壓決定電極間放電強(qiáng)度，電流影響加工速度，頻率決定放電次數(shù)，影響表面粗糙度和精度。放電加工時(shí)介質(zhì)液對(duì)加工效果的影響介質(zhì)液在電火花加工中起著重要作用，影響著加工效率、表面質(zhì)量和加工精度。介質(zhì)液種類加工效率表面質(zhì)量加工精度礦物油高較好中等合成油中等非常好高水溶液低較差低放電加工時(shí)加工參數(shù)的選擇脈沖寬度脈沖寬度影響加工速度和表面質(zhì)量。較短的脈沖寬度可以提高表面質(zhì)量，但會(huì)降低加工速度。脈沖頻率脈沖頻率影響加工速度和表面粗糙度。較高的脈沖頻率可以提高加工速度，但會(huì)降低表面質(zhì)量。典型電火花加工工藝參數(shù)電火花加工工藝參數(shù)對(duì)加工效果和效率有重要影響。選擇合適的參數(shù)可以提高加工精度、表面質(zhì)量和加工效率，降低加工成本。10-50脈沖寬度微秒級(jí)5-200脈沖電流安培20-500放電間隙微米10-100工作電壓伏特電火花加工的工藝特點(diǎn)高精度加工電火花加工可以實(shí)現(xiàn)微米級(jí)精度，適用于加工各種復(fù)雜形狀、高精度零件。硬脆材料加工電火花加工不受材料硬度的限制，可以加工淬硬鋼、硬質(zhì)合金等傳統(tǒng)加工方法難以加工的材料。微型化加工電火花加工可以加工出微小的孔洞、溝槽等，適用于微型零件、精密儀器等。電火花加工的加工缺陷及其控制11.電極磨損電極在加工過程中會(huì)逐漸磨損，導(dǎo)致加工精度下降。22.加工表面粗糙度電火花加工過程中產(chǎn)生的微小火花會(huì)導(dǎo)致表面粗糙度增加。33.加工裂紋加工過程中產(chǎn)生的熱量和壓力會(huì)導(dǎo)致工件產(chǎn)生裂紋。44.加工變形加工過程中產(chǎn)生的熱量會(huì)導(dǎo)致工件變形。電火花加工精度的影響因素機(jī)床精度機(jī)床的精度直接影響加工精度。高精度的機(jī)床可確保加工件的尺寸精度和形狀精度。電極精度電極的尺寸和形狀精度會(huì)影響加工件的精度。電極的磨損也會(huì)影響加工精度。介質(zhì)液介質(zhì)液的純度和穩(wěn)定性影響加工精度。雜質(zhì)會(huì)影響放電過程，降低加工精度。加工參數(shù)加工參數(shù)，如脈沖電壓、脈沖寬度、頻率、進(jìn)給速度等，會(huì)影響加工精度。參數(shù)設(shè)置不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致加工精度降低。電火花加工的表面質(zhì)量控制表面粗糙度影響因素：加工參數(shù)、電極材料、介質(zhì)液等表面完整性控制燒傷、裂紋等缺陷表面形貌控制表面平整度、形狀精度等電火花加工的工藝選擇1材料根據(jù)加工件的材料選擇合適的電極材料，以確保加工效果和效率。2精度根據(jù)加工精度要求選擇不同的加工方法，例如粗加工、精加工和超精加工。3形狀根據(jù)加工件的形狀選擇不同的加工方式，例如線切割、平面加工和孔加工。4成本綜合考慮加工成本、加工效率和加工精度，選擇最優(yōu)的加工工藝。電火花加工的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)加工效率加工精度加工成本加工周期設(shè)備投資維護(hù)成本能耗環(huán)保成本高高中等短高中等中等中等電火花加工具有高效率、高精度等優(yōu)點(diǎn)，但設(shè)備投資和維護(hù)成本較高。與其他加工方法相比，電火花加工在加工復(fù)雜形狀、硬脆材料、精密零件等方面具有優(yōu)勢(shì)，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。電火花加工在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用精密零部件加工電火花加工在航空航天領(lǐng)域主要用于精密零部件的加工，例如渦輪葉片、噴嘴、氣動(dòng)舵面等復(fù)雜形狀加工電火花加工能夠加工出各種復(fù)雜形狀的零部件，滿足航空航天部件的特殊要求高精度加工電火花加工能夠加工出高精度、高表面質(zhì)量的零部件，滿足航空航天對(duì)零部件精度的要求特殊材料加工電火花加工能夠加工各種難加工材料，包括高溫合金、鈦合金等航空航天常用的特殊材料電火花加工在模具制造領(lǐng)域的應(yīng)用高精度加工電火花加工可以加工出非常精密的模具，例如用于塑料注塑、壓鑄、沖壓等加工的模具。復(fù)雜形狀加工電火花加工可以加工出各種復(fù)雜形狀的模具，例如具有凹槽、孔洞、斜面等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的模具。硬質(zhì)材料加工電火花加工可以加工硬度很高的材料，例如鋼、硬質(zhì)合金等材料，這些材料是制造高性能模具的關(guān)鍵材料。應(yīng)用廣泛電火花加工在模具制造領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，例如汽車模具、航空航天模具、電子模具等。電火花加工在汽車制造領(lǐng)域的應(yīng)用汽車零部件制造電火花加工可用于制造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、底盤等關(guān)鍵零部件。如氣門、活塞環(huán)、齒輪等，這些部件對(duì)精度和表面質(zhì)量要求很高。模具制造電火花加工在汽車模具制造中廣泛應(yīng)用。如沖壓模具、注塑模具、壓鑄模具等，可加工出復(fù)雜的形狀和精密的尺寸。電火花加工在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用心臟瓣膜電火花加工可以制作精密的心臟瓣膜，改善患者的生活質(zhì)量。人工關(guān)節(jié)電火花加工可以制作精密的人工關(guān)節(jié)，提高患者的運(yùn)動(dòng)能力。牙科種植體電火花加工可以制作精密且美觀的牙科種植體，改善患者的咀嚼功能。電火花加工在能源領(lǐng)域的應(yīng)用1能源開采電火花加工可用于制作鉆頭，切割工具等，用于提高能源開采效率，降低成本。2能源設(shè)備制造電火花加工可以制造各種能源設(shè)備的精密部件，例如汽輪機(jī)葉片、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片等。3能源儲(chǔ)存電火花加工可用于制造儲(chǔ)能設(shè)備中的關(guān)鍵部件，例如鋰離子電池的負(fù)極材料。4能源轉(zhuǎn)化電火花加工可用于制造燃料電池、太陽(yáng)能電池等能源轉(zhuǎn)換設(shè)備中的精密部件。電火花加工在機(jī)械加工領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)1智能化電火花加工技術(shù)將與人工智能、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)智能化加工，提高效率和精度。2精密化電火花加工技術(shù)將進(jìn)一步提高加工精度和表面質(zhì)量，滿足高精度、高性能零件的加工需求。3綠色化電火花加工技術(shù)將更加注重環(huán)保，降低能耗、減少污染，實(shí)現(xiàn)綠色加工。電火花加工的環(huán)境保護(hù)措施介質(zhì)液處理介質(zhì)液需要定期更換，并進(jìn)行處理，以減少對(duì)環(huán)境的污染。廢料回收電火花加工產(chǎn)生的廢料需要進(jìn)行回收利用，避免直接排放。噪音控制電火花加工會(huì)產(chǎn)生噪音，需要采取措施進(jìn)行降噪，以減少對(duì)周圍環(huán)境的影響。電火花加工作業(yè)的安全防護(hù)工作服和防護(hù)眼鏡工作服應(yīng)該耐火、耐酸、耐油，并且佩戴安全帽和防護(hù)眼鏡。操作規(guī)范操作人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)，熟悉安全操作規(guī)程，并嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定。通風(fēng)和滅火設(shè)施保持車間通風(fēng)良好，配備滅火器等安全設(shè)施，及時(shí)清理廢料，防止火災(zāi)事故發(fā)生。電火花加工技術(shù)的發(fā)展歷程1早期電火花加工技術(shù)于20世紀(jì)40年代問世。220世紀(jì)50年代主要用于模具加工和精密零件加工。320世紀(jì)60年代出現(xiàn)了數(shù)控電火花加工機(jī)床。420世紀(jì)70年代發(fā)展了高速、高精度電火花加工技術(shù)。521世紀(jì)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了智能化電火花加工技術(shù)。電火花加工技術(shù)的未來發(fā)展方向精密加工提高加