《電火花加工原理》課件

電火花加工原理電火花加工是一種利用電火花放電現(xiàn)象去除材料的技術(shù)。它是一種非傳統(tǒng)的加工方法，常用于制作模具、精密零件等。課程大綱課程安排介紹課程的學(xué)習(xí)時(shí)間、內(nèi)容安排、考試安排等。教學(xué)內(nèi)容闡述課程的具體內(nèi)容，包括電火花加工的原理、工藝流程、參數(shù)設(shè)置、應(yīng)用領(lǐng)域等。學(xué)習(xí)目標(biāo)明確學(xué)生通過學(xué)習(xí)本課程需要掌握的知識(shí)和技能。教學(xué)方法說明課程的教學(xué)方法，例如課堂講授、實(shí)驗(yàn)演示、案例分析等。什么是電火花加工電火花加工是一種利用電火花放電的能量來加工金屬和非金屬材料的加工方法。該方法是在兩個(gè)電極之間施加高電壓，使它們之間產(chǎn)生火花放電，利用放電產(chǎn)生的能量來去除工件上的材料。電火花加工廣泛應(yīng)用于模具制造、機(jī)械加工、航空航天等領(lǐng)域。電火花加工的原理1電極和工件間隙電極和工件之間保持極小的間隙2高壓脈沖電流施加高壓脈沖電流，在間隙中產(chǎn)生火花放電3材料去除高溫電火花熔化和汽化工件表面材料4電極移動(dòng)電極按照預(yù)設(shè)軌跡移動(dòng)，加工出所需的形狀電火花加工是利用電極與工件之間產(chǎn)生的電火花放電，使工件表面材料熔化和汽化，從而實(shí)現(xiàn)加工的一種方法。電火花加工可以加工各種金屬材料，包括硬質(zhì)合金、不銹鋼等，其加工精度和表面質(zhì)量較高。放電過程電極間隙電極間隙中介質(zhì)是絕緣的空氣，兩個(gè)電極之間存在電壓，在高壓的作用下，介質(zhì)擊穿產(chǎn)生電火花?；鸹ǚ烹婋姌O間隙中的空氣被擊穿，形成等離子體通道，在通道中進(jìn)行快速放電，產(chǎn)生能量并釋放熱量，溫度極高。物質(zhì)去除高溫等離子體通道融化工件表面金屬并蒸發(fā)，同時(shí)電極材料也受到電蝕，電極和工件之間進(jìn)行物質(zhì)交換。循環(huán)放電隨著放電過程的反復(fù)進(jìn)行，工件表面被逐漸蝕除，形成加工所需的形狀，放電時(shí)間越長(zhǎng)，蝕除的材料越多。放電加工功率功率定義單位放電加工功率放電加工中電極與工件間能量轉(zhuǎn)換的速率瓦特(W)放電加工效率放電加工功率與總功率的比值%放電加工功率影響加工速度、效率和表面質(zhì)量。選擇合適的功率，能提高加工效率、降低加工成本。放電加工電壓和電流電火花加工中，電壓和電流是兩個(gè)重要的參數(shù)，它們共同決定著加工過程的能量輸入和效率。電壓是指電極間隙的電壓，它是驅(qū)動(dòng)放電過程的主要因素。電流是指流過電極間隙的電流，它決定了放電過程的能量密度。放電加工電極材料銅電極銅電極的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性優(yōu)異，價(jià)格相對(duì)低廉，適用于加工大多數(shù)金屬材料，是常用的電極材料。鎢電極鎢電極具有高熔點(diǎn)、高硬度和良好的耐磨損性，適用于加工耐高溫、高硬度材料，例如硬質(zhì)合金和陶瓷。石墨電極石墨電極具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，且價(jià)格低廉，主要用于粗加工和形狀復(fù)雜的零件加工。金剛石電極金剛石電極具有超高的硬度和耐磨損性，適用于加工高精度、高光潔度的零件，例如模具和刀具。放電加工電極的形狀和尺寸1形狀電極形狀取決于加工工件的形狀和尺寸，常用的形狀包括圓形、方形、矩形、圓錐形、圓柱形和復(fù)雜形狀。2尺寸電極尺寸必須與工件的尺寸相匹配，并且要根據(jù)加工要求進(jìn)行調(diào)整，一般來說，電極的尺寸要比工件的尺寸略大，以便保證加工質(zhì)量。3精度電極精度直接影響加工精度，一般要求電極的精度要高于加工精度，以保證加工出來的工件尺寸精度。4材料電極材料通常采用銅、石墨、鎢銅等耐磨損、導(dǎo)電性能好的材料，可以根據(jù)加工需求選擇合適的材料。加工液冷卻加工液的主要作用是冷卻工件和電極，防止工件過熱變形。沖洗加工液可以沖洗掉加工過程中產(chǎn)生的金屬粉末和碳化物，防止這些物質(zhì)沉積在工件和電極上。絕緣加工液可以隔離工件和電極，防止電火花在空氣中放電，從而保證加工過程的穩(wěn)定性。潤(rùn)滑加工液可以潤(rùn)滑工件和電極，減少摩擦阻力，提高加工效率。電火花加工的優(yōu)點(diǎn)高精度電火花加工可以實(shí)現(xiàn)極高的加工精度，適用于加工各種復(fù)雜形狀的工件。高效率電火花加工效率高，可以快速加工各種材料，減少加工時(shí)間和成本。適用范圍廣電火花加工可用于加工各種材料，包括金屬、非金屬、硬質(zhì)合金等。表面光潔度高電火花加工可以獲得高質(zhì)量的表面光潔度，提高工件的耐用性和美觀性。電火花加工的局限性加工精度限制電火花加工精度受加工條件影響較大，無法實(shí)現(xiàn)微米級(jí)加工。加工效率低電火花加工速度較慢，適用于精密零件的加工。加工成本高電火花加工設(shè)備價(jià)格昂貴，耗材成本較高。加工表面質(zhì)量電火花加工表面存在微觀裂紋和微觀凹坑，需要進(jìn)行二次加工。電火花加工的工藝流程1加工準(zhǔn)備選擇合適加工材料，加工設(shè)備和加工參數(shù)。2加工過程根據(jù)加工參數(shù)設(shè)置，進(jìn)行放電加工。3加工后處理對(duì)加工件進(jìn)行清洗，修整，檢驗(yàn)。電火花加工的工藝流程是一個(gè)精密復(fù)雜的過程，需要根據(jù)不同的加工需求，選擇合適的加工方法和參數(shù)，才能保證加工質(zhì)量。電火花加工的加工參數(shù)電火花加工的加工參數(shù)是指在加工過程中，影響加工質(zhì)量和效率的一系列參數(shù)。這些參數(shù)主要包括：加工電壓、脈沖寬度、脈沖頻率、工作液流量、工作液壓力等。合理的加工參數(shù)能夠提高加工效率，降低加工成本，并保證加工質(zhì)量。選擇合適的加工參數(shù)需要根據(jù)加工工件的材料、尺寸、形狀、精度要求等因素進(jìn)行綜合考慮。例如，對(duì)于硬度較高的材料，需要選擇更高的加工電壓和脈沖頻率，以獲得更好的加工效果。而對(duì)于薄壁工件，需要選擇較低的加工電壓和脈沖頻率，以避免出現(xiàn)燒穿或變形的情況。100電壓伏特10頻率千赫茲10寬度微秒100流量升/分鐘放電加工表面質(zhì)量表面粗糙度Ra0.2-1.6μm表面硬度可達(dá)HRC60-65表面光潔度可達(dá)鏡面級(jí)表面層應(yīng)力殘余壓應(yīng)力，有利于提高抗疲勞性能放電加工加工精度電火花加工的加工精度取決于多種因素，包括電極材料、加工參數(shù)、加工液等。一般來說，電火花加工的加工精度可以達(dá)到0.01毫米，甚至更高。電火花加工的加工精度主要受以下因素的影響：電極材料加工參數(shù)加工液其他放電加工加工速度放電加工加工速度取決于多個(gè)因素，包括加工材料、電極材料、加工參數(shù)和加工液。加工速度通常用材料去除率來衡量，單位為立方毫米每分鐘(mm3/min)。5-10mm3/min一般金屬材料的加工速度10-20mm3/min硬質(zhì)合金等材料的加工速度20-50mm3/min玻璃、陶瓷等脆性材料的加工速度100mm3/min某些特殊材料的加工速度放電加工加工厚度電火花加工的加工厚度取決于加工材料、電極材料、加工參數(shù)等因素。一般情況下，電火花加工可以加工的厚度范圍在0.1毫米到幾十毫米之間。0.1mm最小加工精度要求高50mm最大加工效率高10mm典型常見的加工厚度范圍電火花線切割加工高精度線切割電火花線切割利用電極絲作為工具電極。精密控制精密控制電極絲的運(yùn)動(dòng)路徑進(jìn)行加工。復(fù)雜形狀加工各種形狀的金屬工件，包括曲線和孔洞。電火花成型加工精密模具電火花成型加工適用于制作各種精密模具，如沖壓模具、注射模具等。復(fù)雜零件電火花成型加工可以加工各種復(fù)雜形狀的零件，例如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、精密儀器零件等。硬質(zhì)材料電火花成型加工可以加工各種硬質(zhì)材料，例如硬質(zhì)合金、陶瓷等。電火花打孔加工11.精度高電火花打孔加工可以實(shí)現(xiàn)高精度打孔，孔徑可達(dá)微米級(jí)。22.靈活適用于各種材料和形狀的工件，可加工各種形狀的孔。33.應(yīng)用廣泛在航空航天、汽車、電子等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。電火花成形加工的優(yōu)勢(shì)高精度電火花成形加工可以加工出高精度和復(fù)雜形狀的零件。加工精度可以達(dá)到微米級(jí)，形狀可以達(dá)到毫米級(jí)。高效率電火花成形加工可以快速加工出零件，比傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法效率更高。高靈活電火花成形加工可以加工各種材料，包括金屬、非金屬和復(fù)合材料。高可靠電火花成形加工的加工過程穩(wěn)定可靠，可以保證加工質(zhì)量。電火花成形加工的應(yīng)用領(lǐng)域模具制造電火花成形加工可用于制造復(fù)雜形狀的模具，例如注塑模具、壓鑄模具和沖壓模具。航空航天電火花成形加工可用于制造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)部件、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)部件和衛(wèi)星部件。醫(yī)療器械電火花成形加工可用于制造精密手術(shù)器械、人造關(guān)節(jié)和牙科植入物。電子工業(yè)電火花成形加工可用于制造微型電子元件、精密機(jī)械部件和光學(xué)器件。電火花腐蝕加工腐蝕過程利用電火花腐蝕加工技術(shù)，可以通過電極的形狀來控制材料的腐蝕形狀和尺寸。精確控制能夠在微觀尺度上對(duì)材料進(jìn)行精密的腐蝕，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀的加工。高精度電火花腐蝕加工能達(dá)到微米級(jí)的精度，適用于對(duì)精度要求較高的零件加工。電火花腐蝕加工的原理1電極材料電極材料通常為金屬，例如銅、銀、鎢、鉬等，它們具有良好的導(dǎo)電性和耐腐蝕性。2工作介質(zhì)工作介質(zhì)通常為水溶液，例如鹽酸、硝酸、硫酸等，這些溶液可以提高電極的腐蝕速度，并帶走加工產(chǎn)生的熱量。3脈沖電流脈沖電流的作用是產(chǎn)生高能量的火花，使電極材料在工作介質(zhì)中發(fā)生腐蝕，形成蝕刻的圖案或形狀。電火花腐蝕加工的特點(diǎn)高精度電火花腐蝕加工精度高，可達(dá)微米級(jí)?？梢约庸こ鰪?fù)雜形狀的零件。高效率電火花腐蝕加工效率高，可以快速加工出形狀復(fù)雜的零件。高柔性電火花腐蝕加工柔性高，可以加工各種材料，包括金屬、非金屬、復(fù)合材料等。低成本電火花腐蝕加工成本低，可以降低生產(chǎn)成本。電火花腐蝕加工的應(yīng)用領(lǐng)域模具制造電火花腐蝕加工可以制作各種復(fù)雜形狀的模具，如注塑模具、沖壓模具等。電子制造用于制造各種電子元件，如集成電路、印刷電路板等，尤其適用于制造微型精密零件。醫(yī)療器械用于制造各種醫(yī)療器械，如手術(shù)刀、鉗子等，可以加工出高精度、高光潔度的表面。珠寶首飾用于制作各種精美的珠寶首飾，如戒指、項(xiàng)鏈等，可以加工出復(fù)雜的圖案和精美的細(xì)節(jié)。電火花加工的未來發(fā)展趨勢(shì)自動(dòng)化和智能化電火花加工將繼續(xù)朝著自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展，以提高加工效率和精度。增材制造與混合加工電火花加工將與增材制造技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)更加復(fù)雜和個(gè)性化的產(chǎn)品制造。高精度加工和微細(xì)加工電火花加工將進(jìn)一步提高加工精度，實(shí)現(xiàn)微細(xì)加工和超精密加工。綠色環(huán)保電火花加工將更加注重環(huán)保，減少污染和資源消耗。電火花加工技術(shù)的研究方向提高加工精度和效率利用新技術(shù)，提高加工精度和效率，例如納米電火花加工，可以加工更復(fù)雜的形狀，提高加工精度，還能提高加工效率。擴(kuò)大加