1、第三章第三章 電火花加工電火花加工第四章 電火花加工 概述概述 電火花加工原理電火花加工原理 電火花加工機(jī)床電火花加工機(jī)床 電火花加工應(yīng)用電火花加工應(yīng)用第三章第三章 電火花加工電火花加工工作原理工作原理：工具電極與工件電極間脈沖性火花放電，產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，工件材料被熔化氣化。電火花加工原理圖進(jìn)給系統(tǒng)放電間隙工具電極工件電極直流脈沖電源工作液 概述概述第三章第三章 電火花加工電火花加工第三章第三章 電火花加工電火花加工第三章第三章 電火花加工電火花加工實(shí)現(xiàn)電火花加工的條件 兩極間有一定的距離（數(shù)微米到數(shù)百微米），且加工中維持這一距離。 兩極之間充入介質(zhì)。導(dǎo)電材料尺寸加工，為液體介質(zhì)；材料表面強(qiáng)化，

2、為氣體介質(zhì)。 兩極間的能量要足夠大，大的電流密度放電時(shí)產(chǎn)生大量的熱，使任何導(dǎo)電材料局部熔化或氣化。 第三章第三章 電火花加工電火花加工短時(shí)間脈沖放電10-710-3S，熱量來(lái)不及擴(kuò)散，放電點(diǎn)局限在很小范圍內(nèi)。脈沖放電重復(fù)多次進(jìn)行。脈沖放電在時(shí)間和空間上不重復(fù)。避免發(fā)生局部燒傷。脈沖放電后的電蝕產(chǎn)物及時(shí)排運(yùn)至放電間隙外。 第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花加工的特點(diǎn)脈沖放電能量密度高，加工普通機(jī)械加工方法難加工或無(wú)法加工的特殊材料、復(fù)雜形狀。脈沖放電持續(xù)時(shí)間極短，熱量傳導(dǎo)范圍小，被加工表面受熱影響的范圍小。工具與工件不接觸，宏觀作用力小，工具不須比工件硬，工具電極制造容易。直接利用電能加工

3、，便于實(shí)現(xiàn)加工自動(dòng)化；工序少，加工周期短，勞動(dòng)強(qiáng)度低。第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花加工的用途 各種金屬及其合金材料、特殊的熱敏感材料、半導(dǎo)體和非導(dǎo)體材料（一定條件）。 加工形狀復(fù)雜的型孔和型腔，圓孔、方孔、異形孔、曲線孔、螺紋孔。從數(shù)微米的孔、槽到數(shù)米的超大型工件。 切割，材料的切斷、切割微細(xì)窄縫及微細(xì)窄縫組成的工件，如金屬柵網(wǎng)等。第三章第三章 電火花加工電火花加工 成型刀、樣板、工具、量具、螺紋等成型零件。 磨削各種工件和成型磨削。 刻字、打印銘牌和標(biāo)記。 表面強(qiáng)化。如金屬表面高速淬火、滲氮、滲碳、涂覆等。 輔助用途。如去除折斷在工件中的絲錐、鉆頭等。第三章第三章 電火花加工電火

4、花加工 電火花加工工藝方法分類按工具電極和工件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式和加工用途不同，可分為電 火 花 穿 孔 成 型 加 工電 火 花 線 切 割電 火 花 內(nèi) 外 圓 和 成 型 磨 削電 火 花 同 步 共 軛 回 轉(zhuǎn) 加 工電 火 花 高 速 小 孔 加 工電 火 花 表 面 強(qiáng) 化 和 刻 字工 藝 類 型前五類改變零件形狀或尺寸。后者改變工件表面性質(zhì)。第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花加工原理電火花加工原理 電火花加工機(jī)理電火花加工大致分為以下幾個(gè)階段：脈沖電源工具電極工件電極(a)(b )(c)(d )(e)BA極間介質(zhì)的電離、擊穿，形成放電通道。 當(dāng)電極間隙電壓升高時(shí)，在兩極間的表

5、面粗糙度峰頂處，電場(chǎng)強(qiáng)度最大，其間的液體介質(zhì)將首先被擊穿形成放電通道。 脈沖電源工具電極工件電極(a)(b)(c)(d)(e)BA第三章第三章 電火花加工電火花加工電場(chǎng)強(qiáng)度增大到105Vcm2以上時(shí)，陰極逸出電子，電子高速奔向陽(yáng)極。運(yùn)動(dòng)過(guò)程中撞擊介質(zhì)中的中性分子和原子，碰撞電離形成更多的負(fù)電子和正離子，在連鎖反應(yīng)下，電粒子雪崩式增加。當(dāng)電子達(dá)到陽(yáng)極時(shí)，介質(zhì)瞬時(shí)擊穿，產(chǎn)生火花放電，形成放電通道。同時(shí)，正離子也奔向陽(yáng)極。脈沖電源工具電極工件電極(a)(b)(c)(d)(e)BA第三章第三章 電火花加工電火花加工介質(zhì)擊穿過(guò)程10-710-5S。擊穿后，間隙電阻從絕緣狀態(tài)驟降到幾分之一歐姆，間隙電流急

6、速上升，電流密度高達(dá)105108Acm2，間隙電壓則由擊穿電壓迅速降至火花放電維持電壓（2025V）。第三章第三章 電火花加工電火花加工 帶電粒子高速運(yùn)動(dòng)碰撞，產(chǎn)生大量的熱，溫度高分布不均勻，從通道中心向兩邊降低，中心溫度10000以上。 放電時(shí)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)又對(duì)電子流產(chǎn)生向心的磁壓縮效應(yīng)和周圍介質(zhì)慣性動(dòng)力壓縮效應(yīng)的作用，通道瞬間擴(kuò)展受到很大阻力。放電通道截面小，壓力達(dá)數(shù)十兆帕。第三章第三章 電火花加工電火花加工放電通道是單通道單通道，但實(shí)驗(yàn)表明，在單個(gè)脈沖放電后會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)或形狀極不規(guī)則的電蝕坑。脈沖電源工具電極工件電極(a)(b)(c)(d)(e)BA第三章第三章 電火花加工電火花加工能

7、量的轉(zhuǎn)換與分布能量的轉(zhuǎn)換與分布 產(chǎn)生的熱量熔化、氣化放電點(diǎn)處的材料熔化、氣化放電點(diǎn)處的材料。 還加熱放電通道加熱放電通道。熱量大部分消耗在熱輻射和熱傳導(dǎo)上。放電通道長(zhǎng)度和放電時(shí)間增加，消耗的熱量也增加，蝕除量受到影響。脈沖電源工具電極工件電極(a)(b)(c)(d)(e)BA第三章第三章 電火花加工電火花加工 放電瞬時(shí)釋放能量大部分轉(zhuǎn)換成熱能，一部分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換成動(dòng)能、磁能、光能、聲能及電磁波輻射能換成動(dòng)能、磁能、光能、聲能及電磁波輻射能。轉(zhuǎn)換成動(dòng)能的，形成放電壓力，使熔化、氣化材料拋出；轉(zhuǎn)換成光、聲、電磁波等屬于消耗性的能量。第三章第三章 電火花加工電火花加工 電蝕產(chǎn)物的拋出電蝕產(chǎn)物的拋出 。 通

8、道中心壓力高，工作液和金屬氣化后向外膨脹，形成內(nèi)外瞬間壓力差，將熔融金屬拋出通道到工作液中。電火花加工可看到桔紅色的火花四濺，就是被拋出的高溫金屬熔滴和碎屑。 脈沖電源工具電極工件電極(a)(b)(c)(d)(e)BA第三章第三章 電火花加工電火花加工極間介質(zhì)的消電離極間介質(zhì)的消電離。一次脈沖放電結(jié)束后應(yīng)有一間隔時(shí)間，使放電通道中的帶電粒子復(fù)合為中性粒子恢復(fù)介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，以免重復(fù)在同一處放電而導(dǎo)致電弧放電。 兩次脈沖放電之間有足夠間隔時(shí)間，考慮介質(zhì)消電兩次脈沖放電之間有足夠間隔時(shí)間，考慮介質(zhì)消電離的極限速度，還要考慮電蝕產(chǎn)物排出放電區(qū)域的時(shí)間離的極限速度，還要考慮電蝕產(chǎn)物排出放電區(qū)域的時(shí)間。

9、脈沖電源工具電極工件電極(a)(b)(c)(d)(e)BA第三章第三章 電火花加工電火花加工上述步驟(1)(4)在一秒內(nèi)數(shù)千次甚至數(shù)萬(wàn)次地往復(fù)式進(jìn)行，即單個(gè)脈沖放電結(jié)束，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間工作液恢復(fù)絕緣后，第二個(gè)脈沖又作用到兩極上，在極間距離最近或絕緣強(qiáng)度最弱處擊穿放電，蝕出另一凹坑。工件表面由無(wú)數(shù)個(gè)相互重疊凹坑組成。第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花表面局部放大圖電火花表面局部放大圖第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花加工原理脈沖電源工具電極工件電極(a)(b)(c)(d)(e)BA第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花加工的常用術(shù)語(yǔ)電火花加工的常用術(shù)語(yǔ)電火花加工中常用的主要名詞術(shù)語(yǔ)和

10、符號(hào)如下： 工具電極電火花加工用的工具是電火花放電時(shí)的電極之一，故稱為工具電極，簡(jiǎn)稱電極。由于電極的材料常常是銅，又稱銅公。 第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花加工示意圖41231工具電極；2工件；3脈沖電源；4伺服進(jìn)給系統(tǒng)第三章第三章 電火花加工電火花加工放電間隙 是放電時(shí)工具電極和工件間的距離，大小一般在0.010.5 mm之間，粗加工時(shí)較大，精加工時(shí)較小。 脈沖寬度ti(s) 簡(jiǎn)稱脈寬，電極和工件上放電間隙兩端的電壓脈沖的持續(xù)時(shí)間。粗加工用較大的脈寬，精加工用較小的脈寬。 空 載火 花電 弧過(guò) 渡 電 弧短 路is時(shí) 間 / s電 流 / Aieui時(shí) 間 / stitotdtet

11、ptito電 壓 / V第三章第三章 電火花加工電火花加工脈沖參數(shù)與脈沖電壓、電流波形空載火花電弧過(guò)渡電弧短路is時(shí)間 / s電流 / Aieui時(shí)間 / stitotdtetptito電壓 / V第三章第三章 電火花加工電火花加工脈沖間隔to(s) 簡(jiǎn)稱脈間，是兩個(gè)電壓脈沖之間的間隔時(shí)間。放電時(shí)間(電流脈寬)te(s) 工作液介質(zhì)擊穿后放電間隙中流過(guò)放電電流的時(shí)間，即電流脈寬，比電壓脈寬稍小，二者相差一個(gè)擊穿延時(shí)。空載火花電弧過(guò)渡電弧短路is時(shí)間 / s電流 / Aieui時(shí)間 / stitotdtetptito電壓 / V第三章第三章 電火花加工電火花加工脈沖周期tP(s) 一個(gè)電壓脈沖開(kāi)

12、始到下一個(gè)電壓脈沖開(kāi)始之間的時(shí)間稱為脈沖周期，tP=ti+to。 脈沖頻率fP(Hz) 是指單位時(shí)間內(nèi)電源發(fā)出的脈沖個(gè)數(shù)。與脈沖周期tP互為倒數(shù)，即 pp1tf空載火花電弧過(guò)渡電弧短路is時(shí)間 / s電流 / Aieui時(shí)間 / stitotdtetptito電壓 / V第三章第三章 電火花加工電火花加工火花維持電壓 每次火花擊穿后，在放電間隙上火花放電時(shí)的維持電壓，25 V左右，是一個(gè)高頻振蕩的電壓。加工電壓U(V)加工時(shí)電壓表上指示的放電間隙兩端的平均電壓?？蛰d火花電弧過(guò)渡電弧短路is時(shí)間 / s電流 / Aieui時(shí)間 / stitotdtetptito電壓 / V第三章第三章 電火花加

13、工電火花加工 峰值電流(A) 間隙火花放電時(shí)脈沖電流的最大值(瞬時(shí))，Ip表示。峰值電流不易測(cè)量，是影響加工速度、表面質(zhì)量的重要參數(shù)。加工電流I(A) 加工時(shí)電流表上指示的流過(guò)放電間隙的平均電流。精加工時(shí)小，粗加工時(shí)大，間隙偏開(kāi)路時(shí)小，間隙合理或偏短路時(shí)則大。第三章第三章 電火花加工電火花加工影響材料放電腐蝕的因素影響材料放電腐蝕的因素 極性效應(yīng)對(duì)電蝕量的影響極性效應(yīng)對(duì)電蝕量的影響 在電火花加工時(shí)，相同材料(如用鋼電極加工鋼)兩電極的被腐蝕量是不同的。其中一個(gè)電極比另一個(gè)電極的蝕除量大，這種現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)。如果兩電極材料不同，則極性效應(yīng)更加明顯。 工件接脈沖電源正極(工具電極接脈沖電源負(fù)極)

14、的加工稱為正正極性加工極性加工，反之稱為負(fù)極性加工負(fù)極性加工。極性效應(yīng)產(chǎn)生的原因： 電火花放電的過(guò)程中，正負(fù)電極表面分別受到負(fù)電子和正離子的撞擊和瞬時(shí)熱源的作用，在兩極表面所分配到的能量不一樣，熔化、汽化拋出的電蝕量也不一樣。 影響極性效應(yīng)的主要因素是脈沖寬度。 第三章第三章 電火花加工電火花加工“正極性”接線法圖 脈沖電源工具電極工件電極窄脈沖寬度窄脈沖寬度加工時(shí)，電子慣性小，運(yùn)動(dòng)靈活，大量的電子奔向正極，并轟擊工件表面，使正極熔化和氣化；正離子慣性大，運(yùn)動(dòng)緩慢，只有一小部分到達(dá)負(fù)極表面，電子的轟擊作用大于正離子，正極的電蝕量大于負(fù)極采用正極性加工正極性加工。第三章第三章 電火花加工電火花加

15、工 “負(fù)極性”接線法脈沖電源工具電極工件電極寬脈沖寬度寬脈沖寬度加工時(shí)，質(zhì)量和慣性大的正離子有足夠的時(shí)間到達(dá)負(fù)極，其質(zhì)量大，對(duì)負(fù)極的轟擊破壞作用比電子強(qiáng)，負(fù)極的電蝕量大于正極負(fù)極性加工負(fù)極性加工。充分利用極性效應(yīng)，正確選擇極性，最大限度地提高工件的蝕除量，降低工具電極的損耗。第三章第三章 電火花加工電火花加工 能量在兩電極上的分配對(duì)兩個(gè)電極電蝕量的影響極為重要。而電子和正離子對(duì)電極表面的撞擊時(shí)影響能量分布的主要因素。 一個(gè)電極的電蝕產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電極表面上，形成一定厚度的覆蓋層，叫做覆蓋效應(yīng)覆蓋效應(yīng)。合理利用覆蓋效應(yīng)，有利于降低電極損耗。 在油類介質(zhì)中加工時(shí)，覆蓋層主要是石墨化的碳素層覆蓋層

16、主要是石墨化的碳素層。極性效應(yīng)和正極吸附炭黑后對(duì)正極有保護(hù)作用，但是炭黑曾不斷形成又不斷破壞。為了實(shí)現(xiàn)電極的低損耗和高的加工精度，應(yīng)使碳素層的形成和破壞達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。第三章第三章 電火花加工電火花加工碳素層碳素層的生成條件主要有以下幾點(diǎn)： 足夠高的溫度。電極上待覆蓋部分的表面溫度不低于碳素層生成溫度，但低于熔點(diǎn)，使碳粒子燒結(jié)成石墨化的耐蝕層。足夠多的電蝕產(chǎn)物，尤其是介質(zhì)的熱解產(chǎn)物碳粒子。 足夠的時(shí)間，表面上形成一定厚度的碳素層。負(fù)極性加工，碳素層易在陽(yáng)極表面生成。第三章第三章 電火花加工電火花加工極性效應(yīng)極性效應(yīng)工件正極工件正極正極性加工正極性加工工件負(fù)極工件負(fù)極負(fù)極性加工負(fù)極性加工精加工精加

17、工短脈沖短脈沖ti 80 s為充分利用極性效應(yīng)，一般都采用為充分利用極性效應(yīng)，一般都采用單向脈沖電源單向脈沖電源第三章第三章 電火花加工電火花加工電參數(shù)對(duì)電蝕量的影響電參數(shù)對(duì)電蝕量的影響 總蝕除量等于這段時(shí)間內(nèi)各單個(gè)有效脈沖蝕除量的總和。 Q=KWmft v=Qt=KWmf式中 Q 在 t時(shí)間內(nèi)的總蝕除量； v 蝕除速度； Wm單個(gè)脈沖能量，J； f 脈沖頻率， HZ； 有效脈沖利用率，； t 加工時(shí)間，s； K與電極材料、脈沖參數(shù)、工作液等有關(guān)的工藝參數(shù)。第三章第三章 電火花加工電火花加工 Wm取決于極間放電電壓、放電電流和放電持續(xù)時(shí)間： Wm= 式中 te單個(gè)脈沖放電時(shí)間，S； u（t）放

18、電間隙中隨時(shí)間而變化的電壓，V； i（t）放電間隙中隨時(shí)間而變化的電流，A。 晶體管脈沖電源中，脈沖電流近似一矩形波，近似用放電峰值電流和脈沖寬度來(lái)代替： Wm=（2025）ie te 式中Wm單個(gè)脈沖能量，J； ie 脈沖電流幅值，A； te 電流脈寬，s etdttitu0)()(第三章第三章 電火花加工電火花加工提高電蝕量和生產(chǎn)率：提高脈沖頻率，增加單個(gè)提高脈沖頻率，增加單個(gè)脈沖能量或增加平均放電電流（對(duì)矩形脈沖即為峰值脈沖能量或增加平均放電電流（對(duì)矩形脈沖即為峰值電流）和脈沖寬度；減小脈沖間隔并提高有關(guān)的工藝電流）和脈沖寬度；減小脈沖間隔并提高有關(guān)的工藝參數(shù)。參數(shù)。 脈沖間隔時(shí)間過(guò)短，

19、產(chǎn)生電弧放電，隨著單個(gè)脈沖能量增加，表面粗糙度值增大。 這些因素相互制約的，應(yīng)具體情況綜合考慮。Q=KWmft第三章第三章 電火花加工電火花加工 金屬材料熱學(xué)常數(shù)金屬材料熱學(xué)常數(shù) 金屬的熱學(xué)常數(shù)：熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比熱容、熔化熱、氣熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比熱容、熔化熱、氣化熱等化熱等。 脈沖放電時(shí)，在正負(fù)極處放電的瞬間會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，一部分會(huì)由于熱傳導(dǎo)散失到電機(jī)其他部分和工作液中，其余部分將消耗在： 1.使局部金屬材料溫度升高直至達(dá)到熔點(diǎn)； 2.使熔化的金屬液體繼續(xù)升高至沸點(diǎn)； 3.使熔融金屬汽化； 4.使金屬蒸汽繼續(xù)加熱成過(guò)熱蒸汽。第三章第三章 電火花加工電火花加工因此，當(dāng)脈沖放電能量相同時(shí)，金屬工件的熔

20、點(diǎn)、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比熱容、熔化熱、氣化熱等愈高，比熱容、熔化熱、氣化熱等愈高，電蝕量愈少電蝕量愈少，愈難加工；，愈難加工；導(dǎo)熱系數(shù)愈大的金屬，會(huì)將瞬時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)散失到其導(dǎo)熱系數(shù)愈大的金屬，會(huì)將瞬時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)散失到其他部位，蝕除量越小。他部位，蝕除量越小。 如果單個(gè)脈沖能量一定時(shí)，脈沖電流幅值越小，脈沖寬度越長(zhǎng)，散失的熱量也就越多，從而使電蝕量減?。幌喾?，脈沖電流幅值越大，脈沖寬度越短，由于熱量過(guò)于集中來(lái)不及傳導(dǎo)擴(kuò)散，雖然散失的熱量減小，但拋出的金屬中汽化部分比例增大，多好用了汽化熱，電蝕量也會(huì)減小。 當(dāng)脈沖能量一定時(shí)，不同的材料都有一個(gè)使工件電蝕量最大的最佳脈寬。第三章第三章 電火

21、花加工電火花加工 工作液對(duì)電蝕量的影響工作液對(duì)電蝕量的影響電火花加工一般在液體介質(zhì)中。液體介質(zhì)叫做工作液，作用：形成火花擊穿通道，并在放電結(jié)束后迅速恢復(fù)間隙的絕緣狀態(tài)。壓縮放電通道，限制其擴(kuò)展，使放電能量高度集中，加強(qiáng)了蝕除的效果。加劇放電的流體動(dòng)力過(guò)程，有助于金屬的拋出和排除。 加速間隙冷卻和消電離，防止破壞性電弧放電。此外對(duì)工具和工件也要具有冷卻作用。第三章第三章 電火花加工電火花加工 工作液性能對(duì)加工質(zhì)量的影響很大。介電性能好、密度和黏度大的工作液有利于壓縮放電通道，提高放電的能量密度，強(qiáng)化電蝕產(chǎn)物的拋出效應(yīng)，但是黏度過(guò)大不利于電蝕產(chǎn)物的排出，影響正常放電。 在粗加工時(shí)，要求脈沖能量大，

22、速度快，放電間隙大，粗加工時(shí)，要求脈沖能量大，速度快，放電間隙大，排屑能力前的工作液，如介電性能和黏度大的機(jī)油等工排屑能力前的工作液，如介電性能和黏度大的機(jī)油等工作液；在中、精加工時(shí)，放電間隙小，排屑比較困難，作液；在中、精加工時(shí)，放電間隙小，排屑比較困難，采用煤油等粘度小、流動(dòng)性好、滲透性好的工作液采用煤油等粘度小、流動(dòng)性好、滲透性好的工作液。第三章第三章 電火花加工電火花加工 水做工作液：水做工作液： 由于油類工作液有味、容易燃燒，尤其是在大能量粗加工時(shí)，工作液高溫分解產(chǎn)生的煙氣很大，因此希望尋找一種流動(dòng)性好、不燃燒、無(wú)色無(wú)味、價(jià)格便宜的工作液。 水是不含碳的介質(zhì)，流動(dòng)性好、散熱性好、不易

23、起弧、不燃、無(wú)味、價(jià)廉。但普通水是弱導(dǎo)電液，會(huì)產(chǎn)生離子導(dǎo)電的電解過(guò)程，在大能量粗加工中采用。但是對(duì)于精加工，水取代煤油或者機(jī)油還不是很成熟。在電火花高速加工小孔中，采用蒸餾水、去離子水或乙醇水溶液來(lái)做工作液，絕緣強(qiáng)度比普通水高。第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花加工的加工速度和工具的損耗速度電火花加工的加工速度和工具的損耗速度 影響加工速度的主要因素影響加工速度的主要因素 加工速度：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)工件被蝕除的體積V或質(zhì)量m。 體積加工速度Vw=V/t(單位為mm3/min) 質(zhì)量加工速度Vm=m/t(單位為g/min)在規(guī)定的表面粗糙度、規(guī)定的相對(duì)電極損耗下的最大加工速度是電火花機(jī)床的重要工

24、藝性能指標(biāo)。機(jī)床說(shuō)明書(shū)上所指的最高加工速度是機(jī)床在最佳狀態(tài)下達(dá)到的。第三章第三章 電火花加工電火花加工影響加工速度的因素分電參數(shù)和非電參數(shù)兩大類。 電參數(shù)的影響電參數(shù)的影響電火花加工時(shí)選用的電加工參數(shù)，主要有脈沖寬度ti(s)、脈沖間隙to(s)及峰值電流Ip等參數(shù)。第三章第三章 電火花加工電火花加工 脈沖寬度對(duì)加工速度的影響脈沖寬度對(duì)加工速度的影響脈寬增加，單個(gè)脈沖能量增大，加工速度提高。 脈寬過(guò)大，蝕除產(chǎn)物增多，排氣排屑條件惡化，消電離時(shí)間不足，穩(wěn)定性變差，加工速度降低。0 1101001000ti / s101001000ie30 Aie40 Aie80 Aie150 A電極純銅工件鋼加

25、工極性正vw / (mm3 / min)脈寬與加工速度的關(guān)系曲線第三章第三章 電火花加工電火花加工脈沖間隔對(duì)加工速度的影響脈沖間隔對(duì)加工速度的影響脈間減小脈間減小單位時(shí)間內(nèi)工作脈沖數(shù)目增多，加工速度提高加工速度提高； 脈間過(guò)小脈間過(guò)小，來(lái)不及消電離，加工穩(wěn)定性差，加工速度降低加工速度降低。to / s電極純銅工件鋼加工極性正vw / (mm3 / min)0100200300400500600100200300ti1200 s脈寬一定的條件下，保證穩(wěn)定加工的同時(shí)，盡量縮短脈間。帶有脈間自適應(yīng)控制的脈沖電源，能根據(jù)放電間隙的狀態(tài)，調(diào)節(jié)脈間大小，既能保證穩(wěn)定加工，又獲得大加工速度。第三章第三章 電

26、火花加工電火花加工峰值電流的影響峰值電流的影響 峰值電流增加，峰值電流增加，單個(gè)脈沖能量加大，加工速度提高。 峰值電流增大，降低表面粗糙度和增加電極損耗。0102030405060100200300400ti50 svw / (mm3 / min)ti200 sti1000 sie / A峰值電流與加工速度的關(guān)系曲線 第三章第三章 電火花加工電火花加工 非電參數(shù)的影響非電參數(shù)的影響 加工面積的影響加工面積的影響加工面積較大，對(duì)加工速度影響不大。但小到某一臨界面積時(shí)，加工速度顯著降低，叫做“面積效應(yīng)”。ti1200 svw / (mm3 / min)ie30 Aie48 A01000 20003

27、000 4000 5000A / mm3100200300工件CrWMn電極Cu加工極性負(fù)加工面積小，電蝕產(chǎn)物排除不暢，產(chǎn)生氣體排除液體現(xiàn)象，放電加工在氣體介質(zhì)中進(jìn)行，加工速度降低。第三章第三章 電火花加工電火花加工 排屑條件的影響排屑條件的影響加工過(guò)程中會(huì)不斷產(chǎn)生氣體、金屬屑末和碳黑等，不及時(shí)排除，加工穩(wěn)定性不好，加工速度降低 為便于排屑，采用沖油(或抽油)和電極抬起。第三章第三章 電火花加工電火花加工 工件材料的影響工件材料的影響取決于工件材料的物理性能取決于工件材料的物理性能(熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比熱、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、熔化熱和汽化熱等導(dǎo)熱系數(shù)、熔化熱和汽化熱等)。工件材料的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)

28、越高，比熱、熔化熱和氣化熱越大，加工速度越低，越難加工。加工硬質(zhì)合金鋼比加工碳素鋼的速度要低4060。 導(dǎo)熱系數(shù)高工件，熱量散失快，加工速度也低。第三章第三章 電火花加工電火花加工 工作液的影響工作液的影響 工作液的種類、粘度、清潔度對(duì)加工速度有影響。大致順序是：高壓水高壓水(煤油機(jī)油煤油機(jī)油)煤油煤油酒精水溶液酒精水溶液。在電火花成形加工中，應(yīng)用最多的工作液是煤油。 加工極性的影響加工極性的影響電極材料的影響電極材料的影響第三章第三章 電火花加工電火花加工 衡量工具電極是否耐損耗，不只是看工具電極損耗速度VE，還要看加工速度Vw，即每蝕除單位重量金屬工件時(shí)，工具相對(duì)損耗多少。相對(duì)損耗或損耗=

29、 vEvw式中 體積相對(duì)損耗； vE工具損耗速度； vw加工速度。同一電極的長(zhǎng)度相對(duì)損耗：角損耗邊損耗端面損耗。 影響工具相對(duì)損耗的主要因素影響工具相對(duì)損耗的主要因素第三章第三章 電火花加工電火花加工 低損耗電火花加工低損耗電火花加工：電極的相對(duì)損耗小于1%。能最大限度地保持加工精度。 實(shí)現(xiàn)電火花的低損耗加工實(shí)現(xiàn)電火花的低損耗加工：充分利用極性效應(yīng)、覆蓋效應(yīng)及選擇合適的工具電極材料，改善工作液，采用加入各種添加劑的水基工作液，可實(shí)現(xiàn)對(duì)紫銅或鑄鐵電極小于1%的低損耗電火花加工。 第三章第三章 電火花加工電火花加工 當(dāng)脈寬ti小于某一數(shù)值時(shí)，正極性損耗小于負(fù)極性損耗；反之，當(dāng)脈寬ti大于某一數(shù)值時(shí)

30、，負(fù)極性損耗小于正極性損耗。極性效應(yīng)的影響極性效應(yīng)的影響 負(fù)極性加工，脈寬大于120S，電極相對(duì)損耗小于1%。 正極性加工，電極的相對(duì)損耗都難低于10。第三章第三章 電火花加工電火花加工吸附效應(yīng)吸附效應(yīng) 煤油等碳?xì)浠衔镒鞴ぷ饕簳r(shí)，在放電過(guò)程中發(fā)生熱分解而產(chǎn)生大量的碳，碳與金屬結(jié)合形成金屬碳化物的膠團(tuán)。中性的膠團(tuán)在電場(chǎng)作用下與其外層脫離而成為帶負(fù)電荷的碳膠粒，吸附在正極表面。電極表面瞬時(shí)溫度在400，形成一定強(qiáng)度和厚度的化學(xué)吸附碳層，稱為“炭炭黑膜黑膜”。 熔點(diǎn)和氣化點(diǎn)很高，負(fù)極性加工電極起到保護(hù)補(bǔ)償作用。第三章第三章 電火花加工電火花加工傳熱效應(yīng)傳熱效應(yīng) 放電初期限制脈沖電流的增長(zhǎng)，使電極表

31、面溫度不致過(guò)高，降低電極損耗； 工具電極的導(dǎo)熱性比工件好，使工具表面溫度較低減少損耗。工件溫度高而蝕除。 第三章第三章 電火花加工電火花加工 工具電極材料的影響工具電極材料的影響 A、鎢、鋼鎢、鋼的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高損耗小，機(jī)械加工性不好，價(jià)格貴，除線切割外很少用。 B、銅銅熔點(diǎn)低，但導(dǎo)熱性好，損耗少，能制成各種精密、復(fù)雜電極，中、小型腔加工常用。金剛石金剛石:3550 鎢:3410 純鐵純鐵:1535 鋼:13001400 鑄鐵鑄鐵:1200左右 銅:1083 第三章第三章 電火花加工電火花加工 C、石墨石墨電極熱學(xué)性能好（熔點(diǎn)385050，導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性好），且長(zhǎng)脈沖粗加工時(shí)能吸附游離的碳補(bǔ)償

32、電極，相對(duì)損耗低，廣泛用于型腔加工。 D、銅碳、銅鎢、銀鎢合金銅碳、銅鎢、銀鎢合金等復(fù)合材料，導(dǎo)熱性好，熔點(diǎn)高，電極損耗小，但價(jià)較貴，制造成型困難，精密電火花加工時(shí)采用。 損耗順序損耗順序：銀鎢合金 銅鎢合金 石墨(粗規(guī)準(zhǔn)) 紫銅 鋼 鑄鐵 黃銅 鋁。第三章第三章 電火花加工電火花加工 電火花加工表面由若干電蝕小凹坑組成的，能存潤(rùn)滑油，耐磨性比同樣粗糙度的機(jī)加工表面好，亮度低。 凹坑大小與單個(gè)脈沖放電能量單個(gè)脈沖放電能量有關(guān)。 峰值電流一定，脈寬越大脈寬越大，單個(gè)脈沖的能量大，凹坑越大越深，表面粗糙度增大表面粗糙度增大。 脈寬一定，峰值電流增加峰值電流增加，單個(gè)脈沖能量增加，表表面粗糙度增大面

33、粗糙度增大。 影響表面粗糙度的主要因素影響表面粗糙度的主要因素第三章第三章 電火花加工電火花加工熔點(diǎn)高的材料熔點(diǎn)高的材料表面粗糙度值要比熔點(diǎn)低的材料小。 工具電極表面的粗糙度值越大，工具電極表面的粗糙度值越大，加工出的工件表面粗糙度值也大。例如，石墨電極。工作液工作液中含雜質(zhì)越多，越容易發(fā)生積炭，表面粗糙度值也大。第三章第三章 電火花加工電火花加工 影響加工精度的主要因素影響加工精度的主要因素 電加工精度包括尺寸精度和仿型精度(或形狀精度)。 放電間隙放電間隙 若放電間隙是常數(shù)，根據(jù)工件加工表面的尺寸、形狀可預(yù)先對(duì)工具尺寸、形狀進(jìn)行修正。 但放電間隙隨電參數(shù)、電極材料、工作液的絕緣性能等因素變

34、化而變化的，從而影響了加工精度。A4A3a3a4a5A5A6a6bA2a2a1A1 間隙大小對(duì)形狀精度影響：間隙越大，形狀精度越差。 第三章第三章 電火花加工電火花加工工件123工具x1電極無(wú)損耗時(shí)的工具輪廓線；2電極有損耗而不考慮二次放電時(shí)的工件輪廓線；3實(shí)際工件輪廓線加工斜度加工斜度 工具電極下面部分加工時(shí)間長(zhǎng)，損耗大，電極變小，入口處電蝕產(chǎn)物的存在，易發(fā)生 “二次放電” ，產(chǎn)生斜度。第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花加工時(shí)的加工斜度電火花加工時(shí)的加工斜度smaxsmin工具二次放電二次放電加工斜度加工斜度電極損耗電極損耗棱角變鈍棱角變鈍第三章第三章 電火花加工電火花加工 工具電極的

35、損耗工具電極的損耗隨著加工深度的增加，工具電極進(jìn)入放電區(qū)域的時(shí)間是從端部向上逐漸減少。 電極的損耗從端面底部向上逐漸減少，形成了損耗錐度，反映到工件上是加工斜度。工具電極工件第三章第三章 電火花加工電火花加工 電火花加工表面變化層和機(jī)械性能電火花加工表面變化層和機(jī)械性能表面變化層表面變化層 工件在放電瞬時(shí)的高溫和工作液迅速冷卻的作用下，表面層發(fā)生了很大變化。表面變化層的厚度在0.010.5 mm之間，分為熔化層和熱影響層?；w金屬熱影響層熔化層電火花加工表面電火花加工表面變化層第三章第三章 電火花加工電火花加工 熔化層熔化層 位于工件表面的最上層，它被放電瞬時(shí)高溫熔化，又受到工作液的快速冷卻而

36、凝固。碳鋼熔化層在金相照片上呈現(xiàn)白色，又稱為白層。 白層與基體金屬不同，是一種樹(shù)枝狀的淬火鑄造組織，與內(nèi)層的結(jié)合不牢固。有滲碳、滲金屬、氣孔及其他夾雜物。厚度隨脈沖能量增大而變厚，一般為0.010.1 mm。基體金屬熱影響層熔化層電火花加工表面第三章第三章 電火花加工電火花加工 熱影響層熱影響層 位于熔化層和基體之間，該層的金屬未熔化，只是受熱的影響而沒(méi)有發(fā)生金相組織變化，與基體沒(méi)有明顯的界限。 基體金屬熱影響層熔化層電火花加工表面第三章第三章 電火花加工電火花加工 顯微裂紋顯微裂紋 加工表面層受高溫作用后又迅速冷卻而產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力，甚至出現(xiàn)細(xì)微裂紋。主要產(chǎn)生在熔化層，只有脈沖能量很大時(shí)才擴(kuò)展

37、到熱影響層。 不同材料對(duì)裂紋的敏感性不同，硬脆材料容易產(chǎn)生裂紋。淬火鋼表面殘余拉應(yīng)力比未淬火鋼大，故淬火鋼的熱處理質(zhì)量不高時(shí)，更易產(chǎn)生裂紋。 脈沖能量愈大，顯微裂紋愈寬愈深；脈沖能量很小時(shí)，一般不會(huì)出現(xiàn)顯微裂紋。 第三章第三章 電火花加工電火花加工 表面變化層的機(jī)械性能表面變化層的機(jī)械性能1) 顯微硬度及耐磨性顯微硬度及耐磨性 熔化層和基體結(jié)合不牢固，容易剝落磨損，因此要求較高的模具需把電火花加工后的表面變化層要預(yù)先研磨掉。 2) 殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力 瞬時(shí)先熱后冷形成的殘余拉應(yīng)力。避免使用較大的加工規(guī)準(zhǔn)，注意熱處理質(zhì)量。第三章第三章 電火花加工電火花加工3) 疲勞性能疲勞性能 工件耐疲勞性能比機(jī)

38、加工低許多倍。采用回火處理、噴丸處理甚至去掉表面變化層，降低殘余應(yīng)力或使殘余拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力。第三章第三章 電火花加工電火花加工 合理選擇電火花加工工藝合理選擇電火花加工工藝粗、中、精逐擋過(guò)渡式加工方法粗、中、精逐擋過(guò)渡式加工方法。粗加工高速去除大量金屬；中加工提高表面粗糙度；精加工保證工件達(dá)到要求。注意轉(zhuǎn)換加工規(guī)準(zhǔn)。先用機(jī)械加工去除大量的材料，再用電火花加工保證加先用機(jī)械加工去除大量的材料，再用電火花加工保證加工質(zhì)量。工質(zhì)量。采用多電極。采用多電極。電極絕對(duì)損耗量達(dá)到一定程度，及時(shí)更換。第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花加工機(jī)床電火花加工機(jī)床 機(jī)床型號(hào)、規(guī)格、分類機(jī)床型號(hào)、規(guī)格、分類

39、 電火花成型機(jī)床用D71加上機(jī)床工作臺(tái)面寬度的1/10。第三章第三章 電火花加工電火花加工 按大小分：小型(D7125以下)、中型(D7125D7163)和大型(D7163以上)； 按數(shù)控程度分：非數(shù)控、單軸數(shù)控和三軸數(shù)控。 國(guó)外已經(jīng)大批生產(chǎn)三坐標(biāo)數(shù)控電火花機(jī)床，以及帶有工具電極庫(kù)、能按程序自動(dòng)更換電極的電火花加工中心。分分 類類第三章第三章 電火花加工電火花加工 電火花加工機(jī)床結(jié)構(gòu)電火花加工機(jī)床結(jié)構(gòu)由機(jī)床本體、脈沖電源、自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)、工作液過(guò)濾和循環(huán)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等部分組成。間 隙參考值增益設(shè)定控制裝置進(jìn)給系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較器放大器間 隙傳感器脈沖電源床 身工作液循環(huán)過(guò) 濾 系 統(tǒng)

40、(a) 原理圖(b) 實(shí)物間 隙參考值增益設(shè)定控制裝置進(jìn)給系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較器放大器間 隙傳感器脈沖電源床 身工作液循環(huán)過(guò) 濾 系 統(tǒng)(a) 原理圖(b) 實(shí)物第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花成型機(jī)床電火花成型機(jī)床D7140D7140第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花高速穿孔機(jī)電火花高速穿孔機(jī)第三章第三章 電火花加工電火花加工萬(wàn)向電火花取折斷絲錐機(jī)床萬(wàn)向電火花取折斷絲錐機(jī)床搖臂式結(jié)構(gòu)，可全方位加工折斷在工件里的絲錐，鉆頭，不影響絲孔的精度。第三章第三章 電火花加工電火花加工 機(jī)床本體機(jī)床本體由床身、立柱、主軸頭及附件、工作臺(tái)等組成，實(shí)現(xiàn)工件和工具電極的裝夾固定和運(yùn)動(dòng)。宏觀作

41、用力小，對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的強(qiáng)度無(wú)嚴(yán)格要求。機(jī)床主軸頭和工作臺(tái)有一些附件，如調(diào)節(jié)工具電極角度的夾頭、平動(dòng)頭、油杯等。第三章第三章 電火花加工電火花加工 脈沖電源脈沖電源把工頻正弦交流電流轉(zhuǎn)變成頻率較高的單向脈沖電流，以供給電極放電間隙所需要的能量來(lái)蝕除金屬。 脈沖電源輸入為380 V、50 Hz的交流電，輸出滿足： (1) 一定的脈沖放電能量，保證一定的生產(chǎn)率，否則不能使工件金屬汽化 。（成型加工約為10mm3minA，線切割加工約為20 mm3minA） 第三章第三章 電火花加工電火花加工(2) 火花放電須是短時(shí)間的脈沖性放電，熱量來(lái)不及擴(kuò)散到其他部分，從而有效蝕除金屬。(3) 脈沖波形是單向的，從

42、而充分利用極性效應(yīng)，提高加工速度和降低工具電極損耗。 (4) 脈沖波形的主要參數(shù)(峰值電流、脈沖寬度、脈沖間歇等)有較寬的調(diào)節(jié)范圍，滿足粗、中、精加工要求。 (5) 脈沖電壓波形的前后沿應(yīng)該較陡，減小電極間隙變化及油污程度等對(duì)脈沖放電寬度和能量等參數(shù)的影響，使工藝過(guò)程穩(wěn)定。（矩形波脈沖電源） (6) 適當(dāng)?shù)拿}間，介質(zhì)有足夠時(shí)間消電離并沖去金屬顆粒，以免引起電弧燒傷工件。第三章第三章 電火花加工電火花加工脈沖電源的分類，分為很多種，目前尚無(wú)統(tǒng)一的規(guī)定。 弛張式脈沖電源弛張式脈沖電源 是最早使用的電源，利用電容器充電儲(chǔ)存電能，然后瞬時(shí)放出蝕除金屬。電容器時(shí)而充電，時(shí)而放電，一弛一張，又稱“弛張式”

43、脈沖電源。 第三章第三章 電火花加工電火花加工最簡(jiǎn)單最基本的線路，兩個(gè)回路組成： A、充電回路充電回路直流電源E、充電電阻R（防止電流過(guò)大電弧放電，又稱限流電阻）和電容C組成B、放電回路放電回路由電容C、工具電極和工件及放電間隙組成 RC脈沖電源1工具電極;2工件第三章第三章 電火花加工電火花加工RC線路脈沖電源VCARE(a) 原理圖(b) 波形圖uuducE0t 直流電源接通后，電流經(jīng)限流電阻R，向電容C充電，其兩端電壓按指數(shù)曲線上升到擊穿電壓時(shí)，間隙被擊穿，電阻變得很小，電容器上儲(chǔ)存的能量瞬時(shí)放出，形成較大的脈沖電流。電容上的能量釋放后，電壓下降到接近于零，工作液恢復(fù)絕緣。又再次充電，重

44、復(fù)前述過(guò)程。第三章第三章 電火花加工電火花加工優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、成本低，在小功率時(shí)可獲得很窄的脈寬用于小功率的精微加工或簡(jiǎn)式電火花加工。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：1、大部分電能經(jīng)限流電阻轉(zhuǎn)化為熱能損失，電能利用率只有3040；2、電容器充電時(shí)間較長(zhǎng)，生產(chǎn)率低；3、電壓的擊穿受到間隙值、工作液絕緣性等影響，工藝參數(shù)不穩(wěn)定；VCARE(a) 原理圖(b) 波形圖uuducE0t第三章第三章 電火花加工電火花加工4、放電回路存在寄生電感的影響有反向脈沖，工具電極損耗大；5、脈沖頻率、脈沖能量等參數(shù)干擾，難于使用長(zhǎng)脈沖，無(wú)法實(shí)現(xiàn)電極損耗低、生產(chǎn)率高的加工。改進(jìn)改進(jìn)：在充電回路中加入電感L組成的RLC脈沖電

45、源，電感對(duì)脈沖電流具有感抗阻力，起限流作用，且不會(huì)引起發(fā)熱消耗電能，電能利用率可達(dá)6080；還可縮短電容充電時(shí)間。 第三章第三章 電火花加工電火花加工 閘流管脈沖電源閘流管脈沖電源 是一種特殊的電子管，對(duì)其柵極通入脈沖信號(hào)時(shí)， 控制管子的導(dǎo)通或截止，輸出脈沖電流。電源的電參數(shù)與加工間隙無(wú)關(guān)，又稱獨(dú)立式電源。生產(chǎn)率較高，加工穩(wěn)定，但脈寬較窄，電極損耗較大。 晶體管脈沖電源晶體管脈沖電源是近年來(lái)發(fā)展的以晶體元件作為開(kāi)關(guān)元件的電火花脈沖電源，輸出功率大，電規(guī)準(zhǔn)調(diào)節(jié)范圍廣，電極損耗小，適應(yīng)于型孔、型腔、磨削等加工。應(yīng)用越來(lái)越廣泛。第三章第三章 電火花加工電火花加工目前普及型(經(jīng)濟(jì)型)的電火花加工機(jī)床采

46、用高低壓復(fù)合的晶體管脈沖電源。 中、高檔機(jī)床采用微機(jī)數(shù)字化控制的脈沖電源，內(nèi)部存有電規(guī)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)庫(kù)，可通過(guò)微機(jī)設(shè)置和調(diào)用粗、中、精加工規(guī)準(zhǔn)參數(shù)。第三章第三章 電火花加工電火花加工 自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)性能直接影響加工穩(wěn)定性和加工效果，包含伺服進(jìn)給系統(tǒng)和參數(shù)控制系統(tǒng)。 伺服進(jìn)給系統(tǒng)控制放電間隙的大小。 參數(shù)控制系統(tǒng)控制電參數(shù)(放電電流、脈寬、脈間等)。第三章第三章 電火花加工電火花加工 伺服）進(jìn)給系統(tǒng)的作用及要求作用：作用：電極與工件必須保持一定的放電間隙。 工件被蝕除，電極損耗，放電間隙擴(kuò)大。電極不及時(shí)進(jìn)給補(bǔ)償，脈沖電壓無(wú)法擊穿間隙間的絕緣工作液，造成放電過(guò)程停止。反之，間隙過(guò)小，會(huì)

47、引起拉弧燒傷或者短路，所以要求電極迅速離開(kāi)工件后再重新調(diào)節(jié)到適宜間隙。 所以要求電極工具不斷要隨著工件材料的不斷蝕除而進(jìn)給，形成加工工件要求的尺寸和形狀，而且還要不斷調(diào)節(jié)進(jìn)給速度，有時(shí)要停止進(jìn)給或回退以調(diào)節(jié)到所需的放電間隙。 放電間隙變化范圍很小，與加工規(guī)準(zhǔn)、加工面積、工件蝕除速度等有關(guān)，很難靠人工進(jìn)給，“機(jī)動(dòng)”、等速進(jìn)給，須采用伺服進(jìn)給系統(tǒng)。第三章第三章 電火花加工電火花加工電氣-液壓壓式伺服自動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)工作原理工作原理是：測(cè)量環(huán)節(jié)從放電間隙檢測(cè)出電壓信號(hào)，與給定值比較后輸出控制信號(hào)，再放大、傳輸給電-機(jī)械轉(zhuǎn)換器，使液壓放大器中的噴嘴擋板成比例位移，改變噴嘴的出油量，變化液壓缸上下油腔壓力差

48、，主軸相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)放電間隙。10111298713Pt14151617123456P01液壓箱；2溢流閥；3葉片液壓泵；4電動(dòng)機(jī)；5壓力表；6濾油器；7節(jié)流閥；8噴嘴；9電機(jī)械轉(zhuǎn)換器；10動(dòng)圈；11靜圈；12擋板；13壓力14液壓缸；15活塞；16工具電極；17工件A2A1第三章第三章 電火花加工電火花加工噴嘴擋板式電液壓自動(dòng)調(diào)節(jié)器工作原理10111298713Pt14151617123456P01液壓箱；2溢 流閥；3葉片液壓泵 ；4電動(dòng)機(jī)；5壓 力表；6濾油器；7節(jié)流閥；8噴 嘴；9電機(jī)械轉(zhuǎn)換 器；10動(dòng)圈；11靜 圈；12擋板；13壓力14液壓缸；15活塞；16工具電極 ；17工件A2

49、A1間隙短路間隙短路時(shí)，動(dòng)圈端10電壓為零，不受電磁力作用，擋板受彈簧力處最高位置，噴嘴與擋板門開(kāi)口最大，上油腔的壓力下降到最小，活塞桿上升?；钊麠U上升。間隙開(kāi)路時(shí)間隙開(kāi)路時(shí)，動(dòng)圈電壓最大，擋板被電磁力吸引移到最低位置，噴嘴封閉，上、下油腔壓強(qiáng)相等，但下油腔面積小于上油腔，活塞桿下降?；钊麠U下降。間隙最佳時(shí)間隙最佳時(shí)，電動(dòng)力使擋板處于平衡位置，活塞靜止活塞靜止。 第三章第三章 電火花加工電火花加工特點(diǎn)特點(diǎn)：1、液壓缸、活塞是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，與機(jī)床主軸連成一體，傳動(dòng)鏈短。液體基本不可壓縮，因此傳動(dòng)鏈中無(wú)間隙、剛度大、不靈敏區(qū)??；2、加工時(shí)進(jìn)給速度很低，正、反向慣性很小，反應(yīng)迅速，特別適合于電火花加工的

50、低速進(jìn)給。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：漏油、油泵噪聲大、占地面積較大。20世紀(jì)世紀(jì)80年代前得到了廣泛的應(yīng)用年代前得到了廣泛的應(yīng)用10111298713Pt14151617123456P01液壓箱；2溢流閥；3葉片液壓泵；4電動(dòng)機(jī)；5壓力表；6濾油器；7節(jié)流閥；8噴嘴；9電機(jī)械轉(zhuǎn)換器；10動(dòng)圈；11靜圈；12擋板；13壓力14液壓缸；15活塞；16工具電極；17工件A2A1第三章第三章 電火花加工電火花加工 工作液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)工作液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)放電間隙中的蝕除產(chǎn)物一部分以氣態(tài)形式拋出，大部分以球狀固體微粒分散懸浮在工作液中，直徑為幾微米。當(dāng)蝕除產(chǎn)物越來(lái)越多，充斥在電極和工件之間，或粘連在電極和工件的表面上形成二

51、次放電。 電蝕產(chǎn)物除了靠自然擴(kuò)散、定期抬刀、工具電極附加振動(dòng)排除外，常采用強(qiáng)迫循環(huán)的辦法加以排除，以免間隙中電蝕產(chǎn)物過(guò)多，引起加工過(guò)的側(cè)表面間“二次放電”，影響加工精度，此外也可以帶走一部分熱量。第三章第三章 電火花加工電火花加工 循環(huán)系統(tǒng)：循環(huán)系統(tǒng)：電蝕產(chǎn)物采用強(qiáng)迫循環(huán)加以排除，也可帶走一部分熱量。圖圖a a、b b為沖油式，較易實(shí)現(xiàn)，排屑沖刷能力強(qiáng)，一般常為沖油式，較易實(shí)現(xiàn)，排屑沖刷能力強(qiáng)，一般常采用采用圖圖C C、d d為抽油式，分解出來(lái)的氣體積聚在抽油回路的死為抽油式，分解出來(lái)的氣體積聚在抽油回路的死角處，遇電火花爆炸，用得較少，精加工時(shí)使用角處，遇電火花爆炸，用得較少，精加工時(shí)使用

52、（P102）第三章第三章 電火花加工電火花加工 工作液過(guò)濾系統(tǒng)：不使工作液越用越臟，影響加工性能。工作液過(guò)濾系統(tǒng)：不使工作液越用越臟，影響加工性能。 （l）自然沉淀法 速度慢，周期長(zhǎng)，用于單件小批或精微加工。 （2）介質(zhì)過(guò)濾法 常用黃砂、木屑、棉紗頭、過(guò)濾紙、硅藻土、活性炭等為過(guò)濾介質(zhì)，過(guò)濾紙效率較高，性能較好。 （3）高壓靜電過(guò)濾、離心過(guò)濾法 比較復(fù)雜，采用較少。第三章第三章 電火花加工電火花加工抬刀：抬起電極以利排屑。抬刀：抬起電極以利排屑。定時(shí)定時(shí)“抬刀抬刀”： 放電間隙狀況良好無(wú)需“抬刀”而電極卻照樣抬起多余多余“拾刀拾刀” 電蝕產(chǎn)物積聚較多急需“拾刀”時(shí)而“抬刀”時(shí)間未到卻不“抬刀”

53、未及時(shí)“抬刀”降低加工速度降低加工速度第三章第三章 電火花加工電火花加工目前較先進(jìn)的電火花機(jī)床采用目前較先進(jìn)的電火花機(jī)床采用自適應(yīng)自適應(yīng)“抬刀抬刀”： 根據(jù)放電間隙的狀態(tài)，決定是否“拾刀”。 放電間隙狀態(tài)不好，電蝕產(chǎn)物堆積多，“抬刀”頻率自動(dòng)加快； 放電間隙狀態(tài)好，電極少抬或不抬。電蝕產(chǎn)物的產(chǎn)生與排除基本保持平衡，避免不必要的電極抬起運(yùn)動(dòng)，提高加工速度。第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花加工應(yīng)用電火花加工應(yīng)用電火花加工主要由三部分組成：準(zhǔn)備工作、電火花加電火花加工主要由三部分組成：準(zhǔn)備工作、電火花加工、檢驗(yàn)工作。工、檢驗(yàn)工作。 電火花加工通孔，稱為電火花穿孔加工電火花加工通孔，稱為電火花

54、穿孔加工 加工盲孔，稱為電火花型腔加工加工盲孔，稱為電火花型腔加工第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花加工的步驟電火花加工的步驟分析圖紙選擇加工方法工件準(zhǔn)備材料選擇去除余量熱處理除銹退磁工件裝夾通用壓板專用夾具電極準(zhǔn)備材料選擇尺寸設(shè)計(jì)加工制作電極裝夾通用夾具專用夾具校正定位垂直度平行度相互定位加工參數(shù)選擇電參數(shù)非電參數(shù)脈沖寬度脈沖間隔峰值電流加工電壓加工極性沖油方式?jīng)_油壓力液面高度加工深度平動(dòng)量加 工沖油壓力調(diào)節(jié)進(jìn)給調(diào)節(jié)規(guī)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換平動(dòng)量調(diào)節(jié)檢 驗(yàn)加工時(shí)間加工精度電極損耗表面粗糙度第三章第三章 電火花加工電火花加工第三章第三章 電火花加工電火花加工第三章第三章 電火花加工電火花加工電火花穿孔成

55、型加工電火花穿孔成型加工第三章第三章 電火花加工電火花加工凹模的尺寸精度靠工具電極凹模的尺寸精度靠工具電極來(lái)保證。凹模的尺寸為來(lái)保證。凹模的尺寸為L(zhǎng)2，工具電極相應(yīng)的尺寸為工具電極相應(yīng)的尺寸為L(zhǎng)1，單邊火花間隙值為單邊火花間隙值為SL，則，則 L2=L1+2SL L2L1SL沖模加工沖模加工第三章第三章 電火花加工電火花加工第三章第三章 電火花加工電火花加工1直接法直接法將沖頭長(zhǎng)度適當(dāng)增加，先作為電極加工凹模，然后將端部將沖頭長(zhǎng)度適當(dāng)增加，先作為電極加工凹模，然后將端部損耗的部分去除直接成為沖頭。配合間隙靠調(diào)節(jié)脈沖參數(shù)、控?fù)p耗的部分去除直接成為沖頭。配合間隙靠調(diào)節(jié)脈沖參數(shù)、控制火花放電間隙來(lái)保

56、證。制火花放電間隙來(lái)保證。工件(凹模)工具電極(沖頭)主軸頭(a) 加工前工件(凹模)主軸頭(b) 加工后工件(凹模)主軸頭(c) 切除損耗部分凸模刃口工具電極(沖頭)切除部分工具電極(沖頭)凸模刃口第三章第三章 電火花加工電火花加工直接法的直接法的優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)是：是：(1) 可獲得均勻的配合間隙、模具質(zhì)量高。可獲得均勻的配合間隙、模具質(zhì)量高。(2) 無(wú)須另外制作電極。無(wú)須另外制作電極。(3) 無(wú)須修配工作，生產(chǎn)率較高。無(wú)須修配工作，生產(chǎn)率較高。缺點(diǎn)缺點(diǎn)是：是：(1) 電極材料不能自由選擇，工具和工件都是磁性材料，易電極材料不能自由選擇，工具和工件都是磁性材料，易產(chǎn)生磁性，電蝕的金屬屑吸附在放電間

57、隙磁場(chǎng)中形成二次產(chǎn)生磁性，電蝕的金屬屑吸附在放電間隙磁場(chǎng)中形成二次放電。放電。(2) 電極和沖頭連在一起，尺寸長(zhǎng)，磨削困難。電極和沖頭連在一起，尺寸長(zhǎng)，磨削困難。工件(凹模)工具電極(沖頭)主軸頭(a) 加工前工件(凹模)主軸頭(b) 加工后工件(凹模)主軸頭(c) 切除損耗部分凸模刃口工具電極(沖頭)切除部分工具電極(沖頭)凸模刃口第三章第三章 電火花加工電火花加工2修配沖頭法修配沖頭法沖頭與加工凹模用的電極分開(kāi)制造，先根據(jù)凹模尺寸沖頭與加工凹模用的電極分開(kāi)制造，先根據(jù)凹模尺寸設(shè)計(jì)電極，制造電極，進(jìn)行凹模加工，再根據(jù)間隙要求配設(shè)計(jì)電極，制造電極，進(jìn)行凹模加工，再根據(jù)間隙要求配制沖頭。制沖頭。

58、工件(凹模)工具電極主軸頭(a) 加工前工件(凹模)工具電極主軸頭(b) 加工后工件(凹模)凸模(另制)主軸頭(c) 配制凸模第三章第三章 電火花加工電火花加工 修配沖頭法的優(yōu)點(diǎn)是：修配沖頭法的優(yōu)點(diǎn)是：(1) 可以自由選擇電極材料，電加工性能好?？梢宰杂蛇x擇電極材料，電加工性能好。(2)沖頭是根據(jù)凹模另行配制，沖頭和凹模的配合間隙與放沖頭是根據(jù)凹模另行配制，沖頭和凹模的配合間隙與放電間隙無(wú)關(guān)。電間隙無(wú)關(guān)。 缺點(diǎn)：電極與沖頭分開(kāi)制造，配合間隙難以保證均勻。缺點(diǎn)：電極與沖頭分開(kāi)制造，配合間隙難以保證均勻。工件(凹模)工具電極主軸頭(a) 加 工 前工件(凹模)工具電極主軸頭(b) 加 工 后工件(

59、凹模)凸模(另制)主軸頭(c) 配 制 凸 模第三章第三章 電火花加工電火花加工 3. 階梯工具電極加工法階梯工具電極加工法極為普遍（修配電極法）極為普遍（修配電極法）兩種：兩種：(1) 加工余量較大加工余量較大 粗加工采用電極損耗小、加工速度高的電規(guī)準(zhǔn)，完成粗加工采用電極損耗小、加工速度高的電規(guī)準(zhǔn)，完成后只剩下較小的加工余量后只剩下較小的加工余量(圖圖a)。精加工用類似于直接法的。精加工用類似于直接法的方法加工，達(dá)到凸凹模配合的技術(shù)要求方法加工，達(dá)到凸凹模配合的技術(shù)要求(圖圖b)。粗加工段精加工段工具電極(沖頭)工件(a)精加工段(b)粗加工段工件工具電極(沖頭)工件粗加工段(c)精加工段工

60、具電極沖頭第三章第三章 電火花加工電火花加工(2) (2) 加工小間隙、無(wú)間隙的冷沖模具加工小間隙、無(wú)間隙的冷沖模具（修配電極法）（修配電極法） 配合間隙小于最小的放電間隙，將凸模加長(zhǎng)，再加工配合間隙小于最小的放電間隙，將凸模加長(zhǎng)，再加工或腐蝕成階梯狀或腐蝕成階梯狀 ( (圖圖c)c)。粗加工段精加工段工具電極(沖頭)工件(a)精加工段(b)粗加工段工件工具電極(沖頭)工件粗加工段(c)精加工段工具電極沖頭階梯形的工具電極可以由直柄階梯形的工具電極可以由直柄形的工具電極用形的工具電極用“王水王水”酸洗、酸洗、腐蝕而成。腐蝕而成。第三章第三章 電火花加工電火花加工4. 混合法混合法將電極材料與沖