《電火花成形加工》課件

電火花成形加工電火花成形加工是一種先進(jìn)的制造工藝，用于生產(chǎn)各種復(fù)雜形狀和精細(xì)特征的零件。該技術(shù)利用電火花在電極和工件之間放電，從而去除材料并形成所需的形狀。課程介紹課程目標(biāo)深入了解電火花成形加工的原理、工藝、應(yīng)用和發(fā)展趨勢(shì)。學(xué)習(xí)內(nèi)容電火花成形加工的基本原理電火花成形加工的工藝流程電火花成形加工的應(yīng)用案例電火花成形加工的安全操作和環(huán)境保護(hù)教學(xué)方法課堂講授、案例分析、分組討論、實(shí)操演示等。考核方式課堂參與、作業(yè)完成、考試成績(jī)等。什么是電火花成形加工電火花成形加工，又稱(chēng)為電火花成形，是一種利用電火花放電原理對(duì)金屬材料進(jìn)行加工的工藝方法。通過(guò)電極和工件之間的電火花放電，將材料去除，從而形成所需的形狀或尺寸。電火花成形加工的原理1電極與工件之間產(chǎn)生間隙放電2放電能量使工件表面熔化3高速?zèng)_刷帶走熔化金屬4重復(fù)放電逐漸形成所需形狀電火花成形加工的特點(diǎn)高精度電火花成形加工可以實(shí)現(xiàn)高精度加工，加工精度可達(dá)微米級(jí)。復(fù)雜形狀能夠加工各種復(fù)雜形狀，包括內(nèi)腔、凹槽、孔等，不受工件材料限制。材料適應(yīng)性強(qiáng)適用于各種金屬材料，包括硬質(zhì)合金、淬硬鋼、耐熱合金等。自動(dòng)化程度高加工過(guò)程自動(dòng)化程度高，可實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作，提高生產(chǎn)效率。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作各種復(fù)雜形狀的模具，例如沖壓模、注射模、壓鑄模等。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)高精度、高表面質(zhì)量的模具制造，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。航空航天電火花成形加工可用于制作各種航空航天零部件，例如發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、機(jī)身面板、機(jī)翼部件等。該技術(shù)能夠制作出高精度、高強(qiáng)度、耐高溫的零部件，滿(mǎn)足航空航天領(lǐng)域的特殊需求。醫(yī)療器械電火花成形加工可用于制作各種醫(yī)療器械，例如手術(shù)刀、人工關(guān)節(jié)、心臟瓣膜等。該技術(shù)能夠制作出高精度、高生物相容性的醫(yī)療器械，提高醫(yī)療效果和安全性。汽車(chē)制造電火花成形加工可用于制作各種汽車(chē)零部件，例如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、曲軸、齒輪等。該技術(shù)能夠制作出高精度、高強(qiáng)度、耐磨損的零部件，提高汽車(chē)性能和可靠性。電火花成形加工的主要設(shè)備11.電火花成形機(jī)床主要包括工作臺(tái)、電極夾持裝置、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。22.電源裝置提供高壓脈沖電流，用于產(chǎn)生火花放電。33.電極加工系統(tǒng)包括電極材料、電極制造設(shè)備、電極測(cè)量設(shè)備等。44.加工液供應(yīng)系統(tǒng)提供冷卻、潤(rùn)滑、沖洗、導(dǎo)電等功能。電火花成形加工的工藝流程工件準(zhǔn)備將工件進(jìn)行清洗和表面處理，去除油污、銹跡等雜質(zhì)，保證加工表面清潔光滑。電極制作根據(jù)工件形狀和尺寸設(shè)計(jì)電極，并使用加工方法制作電極，保證電極尺寸精度和表面質(zhì)量。加工液選擇根據(jù)工件材料和加工條件選擇合適的加工液，保證加工過(guò)程中的潤(rùn)滑、冷卻和沖洗效果。參數(shù)設(shè)置根據(jù)工件材料、電極材料和加工要求，設(shè)置合適的加工參數(shù)，例如脈沖寬度、脈沖電流、間隙電壓等。加工過(guò)程在加工過(guò)程中，電極與工件之間產(chǎn)生火花放電，逐步去除工件材料，形成所需的形狀和尺寸。表面處理加工完成后，對(duì)工件進(jìn)行表面處理，例如研磨、拋光等，改善工件表面質(zhì)量，提高表面光潔度。電極材料的選擇電極材料的特性電極材料的導(dǎo)電率、熔點(diǎn)、硬度、抗腐蝕性和加工性能等因素，直接影響加工效率和工件質(zhì)量。常見(jiàn)電極材料銅石墨鎢銅合金鉬材料選擇原則根據(jù)加工對(duì)象的材質(zhì)、形狀、尺寸、精度等因素，選擇合適的電極材料。電極的制作1設(shè)計(jì)電極設(shè)計(jì)需要考慮加工零件的形狀、尺寸、精度等要求，確保電極能夠準(zhǔn)確地加工出所需的零件形狀。2材料選擇電極材料的選擇取決于加工零件的材料、加工精度、表面質(zhì)量等要求，常用的電極材料有銅、黃銅、石墨、鎢等。3加工電極加工方式主要包括銑削、線(xiàn)切割、電火花成形加工等，選擇合適的加工方法可以保證電極的精度和表面質(zhì)量。4檢驗(yàn)電極加工完成后，需要進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，確保電極的尺寸、形狀、表面質(zhì)量等符合要求。加工液的選擇介電性能加工液應(yīng)具有良好的介電性能，確保放電通道穩(wěn)定，提高加工效率。冷卻性能加工液要具備良好的冷卻性能，帶走加工過(guò)程中產(chǎn)生的熱量，避免工件和電極過(guò)熱。清洗性能加工液需要具備一定的清洗性能，帶走加工過(guò)程產(chǎn)生的碎屑，保持加工區(qū)域清潔。潤(rùn)滑性能加工液可以減少電極與工件之間的摩擦，降低加工阻力，延長(zhǎng)電極壽命。加工參數(shù)的設(shè)置脈沖寬度脈沖寬度影響加工速度和表面粗糙度，需根據(jù)材料和加工需求選擇。脈沖電流脈沖電流影響加工效率和電極磨損速度，需根據(jù)工件材料和形狀選擇。間隙電壓間隙電壓影響加工精度和表面質(zhì)量，需根據(jù)加工精度要求和材料特性選擇。加工速度加工速度影響加工效率和表面質(zhì)量，需根據(jù)工件形狀和精度要求選擇。表面質(zhì)量的控制表面粗糙度電火花成形加工后，工件表面會(huì)形成微小的凹凸不平，即表面粗糙度。表面形貌電火花成形加工后，工件表面可能會(huì)出現(xiàn)微小的坑洼、裂紋等形貌。表面層結(jié)構(gòu)電火花成形加工后，工件表面會(huì)形成一層熔化和再凝固的表面層，結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生改變。尺寸精度加工過(guò)程中，工件尺寸會(huì)受電火花加工的影響，需要控制尺寸精度。加工精度的控制加工精度影響因素電極形狀，加工參數(shù)，工件材料，加工液，環(huán)境溫度等因素都會(huì)影響加工精度。精度控制方法精密切割電極，優(yōu)化加工參數(shù)，選擇合適的加工液，控制環(huán)境溫度，使用精密測(cè)量?jī)x器等方法可以有效提高加工精度。工件幾何尺寸的控制1精確尺寸電火花成形加工可以實(shí)現(xiàn)高精度尺寸控制，誤差可控制在微米級(jí)。2形狀復(fù)雜該加工方法適用于復(fù)雜形狀和高精度要求的工件。3控制方法通過(guò)控制加工參數(shù)，例如脈沖寬度、脈沖電流和加工速度，可以有效地控制工件的幾何尺寸。4監(jiān)控系統(tǒng)使用專(zhuān)門(mén)的監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)加工過(guò)程，確保工件尺寸精度。工件表面層質(zhì)量的控制1表面粗糙度電火花成形加工過(guò)程中，表面粗糙度會(huì)受到電極材料、加工參數(shù)等因素的影響。2表面硬度加工后，工件表面會(huì)形成一層熱影響層，影響硬度和耐磨性。3表面裂紋加工過(guò)程中，表面可能會(huì)出現(xiàn)微裂紋，影響零件的疲勞強(qiáng)度。4表面殘余應(yīng)力熱影響層會(huì)導(dǎo)致表面殘余應(yīng)力，影響零件的穩(wěn)定性和使用壽命。工件表面層的處理電火花成形加工后，工件表面會(huì)形成一層熱影響層，這層通常是硬化層，會(huì)影響工件的性能和壽命。因此，需要對(duì)工件表面進(jìn)行處理。1去除熱影響層利用機(jī)械或化學(xué)方法去除熱影響層2表面拋光提高工件表面光潔度3表面處理如鍍層、涂層、熱處理等表面處理方法的選擇取決于工件的材質(zhì)、尺寸、形狀、精度要求和使用環(huán)境。工件表面層的殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力的產(chǎn)生電火花成形加工過(guò)程中，工件表面層會(huì)受到熱量和電場(chǎng)的影響，導(dǎo)致產(chǎn)生殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力的影響殘余應(yīng)力會(huì)影響工件的尺寸穩(wěn)定性、表面質(zhì)量和疲勞強(qiáng)度。控制殘余應(yīng)力可以通過(guò)調(diào)整加工參數(shù)、選擇合適的加工液和進(jìn)行熱處理等方法來(lái)控制殘余應(yīng)力。電火花成形加工的優(yōu)勢(shì)高精度電火花成形加工可以實(shí)現(xiàn)高精度加工，可以加工出復(fù)雜形狀和精細(xì)結(jié)構(gòu)。加工靈活電火花成形加工可以加工各種材料，包括硬質(zhì)合金、陶瓷、玻璃等。形狀復(fù)雜電火花成形加工可以加工出各種形狀的工件，包括具有復(fù)雜形狀和特殊結(jié)構(gòu)的工件。無(wú)需刀具電火花成形加工不需要刀具，可以避免刀具磨損帶來(lái)的誤差。電火花成形加工的局限性加工效率電火花成形加工的效率相對(duì)較低，與其他加工方法相比，加工速度較慢。由于電火花加工過(guò)程需要反復(fù)放電，加工時(shí)間較長(zhǎng)，這對(duì)于生產(chǎn)效率提出了挑戰(zhàn)。加工精度電火花成形加工的精度受多種因素影響，如電極材料、加工參數(shù)、加工液等。因此，要獲得高精度加工結(jié)果，需要嚴(yán)格控制加工參數(shù)和工藝條件。電火花成形加工的發(fā)展趨勢(shì)精密加工電火花成形加工在精密加工領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。自動(dòng)化電火花成形加工朝著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。多軸加工多軸加工技術(shù)的應(yīng)用，提高加工效率和精度。綠色制造電火花成形加工技術(shù)向著綠色制造、節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展。電火花成形加工的應(yīng)用案例1電火花成形加工在模具制造中的應(yīng)用廣泛，如制造復(fù)雜形狀的模具，例如汽車(chē)零部件模具，醫(yī)療器械模具，航空航天模具等。通過(guò)電火花成形加工技術(shù)可以制造出高精度、高表面質(zhì)量的模具，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。電火花成形加工的應(yīng)用案例2電火花成形加工在模具制造領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。例如，制作復(fù)雜形狀的模具，例如汽車(chē)零部件模具、航空發(fā)動(dòng)機(jī)模具、精密電子產(chǎn)品模具等。利用電火花成形加工，可以實(shí)現(xiàn)模具的快速制造，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。電火花成形加工可以加工各種材料，包括金屬、非金屬、復(fù)合材料等。例如，可以加工硬質(zhì)合金、鋼、銅、鋁、陶瓷、玻璃、塑料等材料。它可以應(yīng)用于各種行業(yè)，如汽車(chē)、航空航天、機(jī)械制造、電子、醫(yī)療等。電火花成形加工的應(yīng)用案例3電火花成形加工在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)零件制造中應(yīng)用廣泛。例如，汽缸蓋、凸輪軸、曲軸等重要零部件都可以使用電火花成形加工來(lái)制造。電火花成形加工可以有效提高汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的加工精度和表面質(zhì)量，從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和壽命。電火花成形加工的安全操作防護(hù)措施操作人員需要佩戴安全眼鏡、手套和防護(hù)服，以防止電火花、金屬粉末和加工液飛濺傷人。電氣安全設(shè)備必須接地良好，防止觸電事故。電源線(xiàn)應(yīng)完整無(wú)損，定期檢查并更換。環(huán)境安全工作場(chǎng)所要保持通風(fēng)良好，避免加工液蒸汽中毒。定期清理工作臺(tái)面，防止雜物堆積。電火花成形加工的環(huán)境保護(hù)加工液處理電火花成形加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢液需要進(jìn)行妥善處理，減少污染物排放。廢氣排放采用除塵設(shè)備，降低加工過(guò)程中產(chǎn)生的煙塵對(duì)環(huán)境的污染。噪音控制使用隔音設(shè)備降低加工噪音，減少對(duì)周?chē)h(huán)境的噪聲影響。節(jié)能減排采用節(jié)能設(shè)備和工藝，減少能源消耗和環(huán)境排放。電火花成形加工的未來(lái)展望智能化電火花成形加工設(shè)備將朝著智能化方向發(fā)展，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、無(wú)人化操作，提高加工效率和精度。應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展電火花成形加工將應(yīng)用于更多領(lǐng)域，例如航空航天、醫(yī)療器械等，滿(mǎn)足更復(fù)雜、更精密的加工需求。綠色環(huán)保電火花成形加工技術(shù)將更加注重環(huán)保，采用更清潔的加工液和更節(jié)能的設(shè)備，降低對(duì)環(huán)境的影響。課程小結(jié)11.電火花成形加工電火花成形加工是一種高效的制造工藝，