概论+电火花加工

1、模具制造综合实践模具制造综合实践课程介绍课程介绍考试课，32学时 2个学分（1-16周）考试成绩安排 总成绩=40%平时成绩+60%考试成绩 （平时成绩包括上课考勤、课后作业、课堂练习小测验）模具制造综合实践模具制造综合实践特特 种种 加加 工工主要解决三个问题主要解决三个问题1、特种加工是怎样产生的、特种加工是怎样产生的,究竟究竟“特特”在哪？主要特点。在哪？主要特点。2、理解一般特种加工原理、主要分类和应用范围。、理解一般特种加工原理、主要分类和应用范围。3 3、特种加工的应用，对现代机械制造技术带来的影响和变、特种加工的应用，对现代机械制造技术带来的影响和变化。化。2模具制造综合实践模具

2、制造综合实践实例实例模具制造综合实践模具制造综合实践第一章第一章: 绪绪 论论 1-1:特种加工的产生及发展特种加工的产生及发展l 特种加工技术是直接利用电能、光能、声能、热能、化特种加工技术是直接利用电能、光能、声能、热能、化学能、电化学能以及特殊机械能等多种能量或其复合应学能、电化学能以及特殊机械能等多种能量或其复合应用以实现材料切除的加工方法。可以加工高强度、高硬用以实现材料切除的加工方法。可以加工高强度、高硬度、高韧性、高脆性、耐高温等材料。度、高韧性、高脆性、耐高温等材料。l 解决难加工材料加工问题；各种复杂表面的加工问题；解决难加工材料加工问题；各种复杂表面的加工问题；各种超精、光

3、整及特殊要求的零件的加工问题。各种超精、光整及特殊要求的零件的加工问题。l 应用：电火花成型加工、线切割加工、电解加工、超声应用：电火花成型加工、线切割加工、电解加工、超声加工、电铸加工和化学加工等。加工、电铸加工和化学加工等。4模具制造综合实践模具制造综合实践特种加工的主要特点特种加工的主要特点特种加工的独特之处：特种加工的独特之处：非机械接触加工，作用时间短，热影响小，工件不易变形非机械接触加工，作用时间短，热影响小，工件不易变形加工的刀具硬度可以低于被加工材料的硬度加工的刀具硬度可以低于被加工材料的硬度加工质量易控制、可进行细小精密零件加工；加工质量易控制、可进行细小精密零件加工；无切屑

4、或者粉末状切屑、易于自动化处理；无切屑或者粉末状切屑、易于自动化处理；加工过程易于实现自动化。加工过程易于实现自动化。能量密度高，能加工常规切削方法难以加工的材料；能量密度高，能加工常规切削方法难以加工的材料；简单进给运动简单进给运动,可以加工复杂型面可以加工复杂型面5模具制造综合实践模具制造综合实践适用范围：适用范围：.某些产品，如：阀门、航空陀螺、光学透镜，其尺寸精度某些产品，如：阀门、航空陀螺、光学透镜，其尺寸精度0.1m，粗糙度，粗糙度Ra0.01m。.某些材料具有高硬度、高强度、高脆性、高韧性、高熔点，某些材料具有高硬度、高强度、高脆性、高韧性、高熔点，如：钛合金、高温合金、硬质合金

5、、陶瓷、金刚石和玻璃如：钛合金、高温合金、硬质合金、陶瓷、金刚石和玻璃等。等。.某些结构特殊、形状复杂、尺寸微小的零件加工，如：模某些结构特殊、形状复杂、尺寸微小的零件加工，如：模具形腔、发动机叶片、花键喷管等。具形腔、发动机叶片、花键喷管等。.细长轴和薄壁工件。细长轴和薄壁工件。上述四种情况的加工，通常采用特种加工方法上述四种情况的加工，通常采用特种加工方法模具制造综合实践模具制造综合实践特种加工分类特种加工分类按用途分：尺寸加工、表面加工按用途分：尺寸加工、表面加工*每类又可按照能量形式和工作原理分为多种不同的工艺方每类又可按照能量形式和工作原理分为多种不同的工艺方法。法。新的特种加工方法

6、：新的特种加工方法：.复合特种加工：超声电火花、电解磨削复合特种加工：超声电火花、电解磨削.改变工件表面粗糙度或表面性能的加工：离子束抛光、电改变工件表面粗糙度或表面性能的加工：离子束抛光、电子束表面强化子束表面强化.微纳米加工：分子、原子单位的加工微纳米加工：分子、原子单位的加工.不属于尺寸加工的成形加工方式：电磁成形、放电烧结不属于尺寸加工的成形加工方式：电磁成形、放电烧结模具制造综合实践模具制造综合实践1-2.特种加工对机械制造业的影响特种加工对机械制造业的影响特种加工的广泛应用，引起机械制造领域的许多变革。特种加工的广泛应用，引起机械制造领域的许多变革。1.材料的可加工性材料的可加工性

7、 工件材料的可加工性不在与其硬度、强度韧性、脆性等直工件材料的可加工性不在与其硬度、强度韧性、脆性等直接有关。接有关。2.改变零件加工的典型工艺路线改变零件加工的典型工艺路线 为免除加工后在淬火引起的变形，通常先淬火、后加工。为免除加工后在淬火引起的变形，通常先淬火、后加工。3.缩短新产品试制周期。缩短新产品试制周期。4.对零件的结构设计产生影响。对零件的结构设计产生影响。5.对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生影响。对传统的结构工艺性好与坏的衡量标准产生影响。模具制造综合实践模具制造综合实践1-3.特种加工待解决的主要问题特种加工待解决的主要问题 特种加工技术是一个国家制造业水平发展的重要

8、标志，特种加工技术是一个国家制造业水平发展的重要标志，但也存在有待解决的一些问题。但也存在有待解决的一些问题。 1. 加工机理、参数选择和加工稳定性。加工机理、参数选择和加工稳定性。 2. 加工产生的废液、废气的无害化处理。加工产生的废液、废气的无害化处理。 3. 加工精度及生产率（快速成形、等离子弧加工等）有待加工精度及生产率（快速成形、等离子弧加工等）有待提高。提高。 4. 经济性经济性模具制造综合实践模具制造综合实践第二章：电火花加工第二章：电火花加工 2-1.电火花加工原理和设备电火花加工原理和设备 l 原理：在一定的介质中，利用两个电极之间产生火花放电原理：在一定的介质中，利用两个电

9、极之间产生火花放电时的电蚀效应来蚀除部分金属材料的加工方法。电火花加时的电蚀效应来蚀除部分金属材料的加工方法。电火花加工的基本原理如图：工的基本原理如图：101)1) 电极：铜电极：铜 、钢、石墨、钢、石墨2)2) 加工介质：煤油、煤油和加工介质：煤油、煤油和机油、水基工作液机油、水基工作液3)3) 脉冲电源脉冲电源 模具制造综合实践模具制造综合实践电火花加工应具备的条件电火花加工应具备的条件1 1）必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距）必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以形成放电间隙；离以形成放电间隙；2 2）脉冲波形基本是单向的；具有合适的脉间和脉宽；）脉冲波形

10、基本是单向的；具有合适的脉间和脉宽；3 3）放电必须在具有一定绝缘性的液体介质中进行；）放电必须在具有一定绝缘性的液体介质中进行；4 4）有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属溶化或）有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属溶化或气化气化 。11l加工条件：加工条件：脉冲电流波形脉冲电流波形模具制造综合实践模具制造综合实践电火花加工电火花加工l 电火花加工的特点电火花加工的特点1 1）便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料；）便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料；2 2）电极和工件在加工过程中不接触，便于加工小孔、深孔、）电极和工件在加工过程中不接触，便于加工小孔、深孔、窄缝零

11、件；窄缝零件；3 3）电极材料不必比工件材料硬；）电极材料不必比工件材料硬；4 4）直接利用电能、热能进行加工，便于实现加工过程的自动）直接利用电能、热能进行加工，便于实现加工过程的自动控制；控制； 5) 5) 广泛应用于凹模型孔、型腔加工。广泛应用于凹模型孔、型腔加工。 12模具制造综合实践模具制造综合实践电火花加工方法的分类电火花加工方法的分类电火花加工电火花加工普通电火花加工普通电火花加工电火花磨削电火花磨削线电极电火花加工线电极电火花加工电火花展成加工电火花展成加工电电火火花花平平面面磨磨电电火火花花成成形形磨磨电电火火花花线线切切割割电电火火花花小小孔孔加加工工电电火火花花内内外外圆

12、圆磨磨电电火火花花成成形形电电极极电电火火花花加加工工电电火火花花共共扼扼展展成成其其他他展展成成加加工工电电火火花花表表面面强强化化 电电 火火 花花 穿穿 孔孔模具制造综合实践模具制造综合实践2-2.电火花加工的机理电火花加工的机理 1）电离电离: :电场强度大电场强度大, ,液体介质液体介质电子、离子电子、离子 2 2）放电：）放电： 电子电子阴离子阴离子 阳介质绝缘形成电通道阳介质绝缘形成电通道 3 3）热膨胀：电子、离子碰撞，）热膨胀：电子、离子碰撞， 阴、阳极碰撞阴、阳极碰撞1000012000 1000012000 工件表工件表面熔化、汽化介质汽化、分离碳黑面熔化、汽化介质汽化、

13、分离碳黑 4 4）抛处金属：爆炸力使工件表面抛出金属，形成凹坑。）抛处金属：爆炸力使工件表面抛出金属，形成凹坑。 5 5）消电离：）消电离： 带电粒子转变成中性粒子，介质恢复成绝缘状态，为带电粒子转变成中性粒子，介质恢复成绝缘状态，为下一次准备。下一次准备。14l加工过程加工过程模具制造综合实践模具制造综合实践火花放电产生高温的特性：火花放电产生高温的特性： .局部：结果使金属材料局部熔化、汽化。局部：结果使金属材料局部熔化、汽化。 .瞬时：热量集中，来不及扩散，能量密度大，最后蚀除瞬时：热量集中，来不及扩散，能量密度大，最后蚀除掉金属形成放电坑。掉金属形成放电坑。 虽然在正负电极之间加上电源

14、可以实现火花放电这一物理虽然在正负电极之间加上电源可以实现火花放电这一物理现象进行实际加工，还要满足一定的条件才行。现象进行实际加工，还要满足一定的条件才行。模具制造综合实践模具制造综合实践2-3.电火花加工中的一些基本规律电火花加工中的一些基本规律影响材料放电腐蚀量的主要因素影响材料放电腐蚀量的主要因素.极性效应的影响，由于正负极不同而彼此电蚀量不一样极性效应的影响，由于正负极不同而彼此电蚀量不一样的现象，称极性效应。的现象，称极性效应。.电参数对电蚀量的影响电参数对电蚀量的影响tfwkqtfwkqmccmaafwktqvfwktqvmcccmaaa模具制造综合实践模具制造综合实践 单个脉冲

15、所释放的能量单个脉冲所释放的能量,取决于极间放电电压、放电电流取决于极间放电电压、放电电流和放电持续时间，因此单个脉冲放电能量为：和放电持续时间，因此单个脉冲放电能量为：etmdttituw0)()( 由于火花放电间隙电阻的非线性特性，击穿后间由于火花放电间隙电阻的非线性特性，击穿后间隙的火花维持电压是一个与电极对材料及工作液种类有隙的火花维持电压是一个与电极对材料及工作液种类有关的数值。关的数值。模具制造综合实践模具制造综合实践正、负极的电蚀量正比于平均放电电流的大小和电正、负极的电蚀量正比于平均放电电流的大小和电流脉宽。流脉宽。提高电蚀量和生产率的主要途径在于：提高电蚀量和生产率的主要途径

16、在于： 提高脉冲频率提高脉冲频率f； 提高单个脉冲能量提高单个脉冲能量Wm； 增加脉冲电流的幅值增加脉冲电流的幅值ie； 减少脉冲间隔减少脉冲间隔t0； 设法提高系数设法提高系数Ka、Kc等。等。模具制造综合实践模具制造综合实践 图中图中 t ti i为脉冲为脉冲宽度宽度， t to o为脉冲为脉冲间隔间隔， t tp p为脉冲为脉冲周期周期， u ui i为脉冲为脉冲峰值电压峰值电压或空载电压或空载电压uititptouto图2-1 脉冲电源空载电压波形模具制造综合实践模具制造综合实践 .金属材料热学物理常数对电蚀量的影响金属材料热学物理常数对电蚀量的影响热学物理常数：热学物理常数：熔点、沸

17、点、热导率、比热容、熔化热、汽熔点、沸点、热导率、比热容、熔化热、汽化热等。化热等。 当脉冲放电电能量相同时，金属的熔点、沸点、比热容、当脉冲放电电能量相同时，金属的熔点、沸点、比热容、熔化热、汽化热越高，则电蚀量越小，其加工的难度越大。熔化热、汽化热越高，则电蚀量越小，其加工的难度越大。 .工作液对电蚀量的影响工作液对电蚀量的影响 介电性能好、密度、粘度大的工作液有利于压缩放电通道，介电性能好、密度、粘度大的工作液有利于压缩放电通道，提高放电的能量密度，强化电蚀产物的抛出效果。提高放电的能量密度，强化电蚀产物的抛出效果。模具制造综合实践模具制造综合实践.影响电蚀量的一些其它因素影响电蚀量的一

18、些其它因素 加工过程的稳定性加工过程的稳定性 采用加工的电流过大采用加工的电流过大 电极材料电极材料 脉冲波形脉冲波形 碳黑膜的形成碳黑膜的形成 工作液工作液模具制造综合实践模具制造综合实践电火花加工速度和工具的损耗速度电火花加工速度和工具的损耗速度 单位时间内工件的电蚀量称加工速度，也叫生产率。单位时间内工件的电蚀量称加工速度，也叫生产率。 单位时间内工具的电蚀量称为损耗速度。单位时间内工具的电蚀量称为损耗速度。：加工速度：加工速度提高途径：提高途径：.提高脉冲频率提高脉冲频率.提高单个脉冲能量提高单个脉冲能量.提高工艺系数提高工艺系数：工具电极相对损耗速度和相对损耗比：工具电极相对损耗速度

19、和相对损耗比 具体做到：具体做到：.正确选择极性正确选择极性 .利用吸附效应利用吸附效应 .利用传利用传热效应热效应 .要减少工具电极损耗选用合适材料要减少工具电极损耗选用合适材料 模具制造综合实践模具制造综合实践 （1）正确选择极性和脉宽）正确选择极性和脉宽一般在短脉冲精加工时， 正极性加工 长脉冲粗加工时， 负极性加工（2）利用吸附效应）利用吸附效应 碳黑膜的形成对正电极起到保护和补偿损耗作用，实现“低损耗”加工。要利用碳黑膜，必须采用负极性加工负极性加工。当峰值电流、脉冲间隔一定时，碳黑膜随脉宽的增加而增厚；当脉宽和峰值电流一定时，碳黑膜随脉冲间隔的增大而减薄。吸附效应除了和电参数有关，

20、还有冲、抽油的影响。模具制造综合实践模具制造综合实践（3）利用传热效应）利用传热效应电极表面的瞬时温度不仅与瞬时的放电的总热量有关（与放电能量成正比），而且与放电通道的瞬时截面积有关，还与电极材料的导热性有关。（4）减少工具电极的损耗）减少工具电极的损耗 选用合适的工具电极材料 钨、钼 熔点、沸点高，损耗小，线切割采用 铜熔点低，中、小型腔加工 石墨电极，型腔加工 铜碳、铜钨、银钨，精密电火花加工模具制造综合实践模具制造综合实践电极损耗电极损耗放电间隙放电间隙加工斜度加工斜度25l影响电火花加工精度的主要因素影响电火花加工精度的主要因素电火花加工时的加工斜度电火花加工时的加工斜度11电极无损耗

21、时工具轮廓线电极无损耗时工具轮廓线22电极有损耗时而不考虑二次放电时电极有损耗时而不考虑二次放电时工件轮廓线工件轮廓线放电间隙大小及一致性；工具电极损耗及稳定性。放电间隙大小及一致性；工具电极损耗及稳定性。放电间隙大小实际是变化的，影响着加工精度；放电间隙大小实际是变化的，影响着加工精度；工具电极损耗对尺寸和形状精度都有影响。工具电极损耗对尺寸和形状精度都有影响。二次放电：二次放电：已加工表面上，由于电蚀产物等的已加工表面上，由于电蚀产物等的介入，而再次进行的不必要的放电，使得加工介入，而再次进行的不必要的放电，使得加工深度方向产生斜度和加工棱角，棱边变钝。深度方向产生斜度和加工棱角，棱边变钝

22、。模具制造综合实践模具制造综合实践工件工具工件工具 图图2-10 2-10 电火花加工时尖角变圆电火花加工时尖角变圆模具制造综合实践模具制造综合实践图图2-9 2-9 电火花加工时的加工斜度电火花加工时的加工斜度smaxsmin工具二次放电二次放电加工斜度加工斜度电极损耗电极损耗棱角变钝棱角变钝模具制造综合实践模具制造综合实践电火花加工的表面质量电火花加工的表面质量28l影响表面质量主要因素影响表面质量主要因素电火花加工表面质量电火花加工表面质量表面粗糙度、表面变质层、表面机械性能表面粗糙度、表面变质层、表面机械性能单个脉冲能量单个脉冲能量加工速度加工速度熔化凝固层熔化凝固层热影响层热影响层显

23、微裂纹显微裂纹显微硬度及耐磨性显微硬度及耐磨性残余应力残余应力耐疲劳性能耐疲劳性能表面粗糙度表面粗糙度表面变化层表面变化层表面力学性能表面力学性能模具制造综合实践模具制造综合实践2-4.电火花加工用脉冲电源电火花加工用脉冲电源 脉冲电源的作用脉冲电源的作用：将工频交流电流转换一定频率的单向脉：将工频交流电流转换一定频率的单向脉冲电流，以供火花放电间隙所需要的能量来蚀除金属。冲电流，以供火花放电间隙所需要的能量来蚀除金属。 脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工速度、脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工速度、加工过程稳定性、工具电极损耗有很大影响。加工过程稳定性、工具电极损耗有很大

24、影响。 一一.电火花加工脉冲电源分类电火花加工脉冲电源分类主回路主要元件分主回路主要元件分弛张式、电子管式、闸流式、脉冲发电机式、弛张式、电子管式、闸流式、脉冲发电机式、晶闸式、晶体管式、大功率集成器件晶闸式、晶体管式、大功率集成器件输出脉冲波形分输出脉冲波形分矩形波、三角波、阶梯波、正弦波、高低压复矩形波、三角波、阶梯波、正弦波、高低压复合脉冲合脉冲间隙状态对脉冲参数间隙状态对脉冲参数影响分影响分非独立式、独立式非独立式、独立式工作回路数目分工作回路数目分单回路、多回路单回路、多回路模具制造综合实践模具制造综合实践二二.RC线路脉冲电源线路脉冲电源 主要工作原理主要工作原理：利用电容器充电储

25、存电能，然后瞬时放出形：利用电容器充电储存电能，然后瞬时放出形成火花放电来蚀除金属。成火花放电来蚀除金属。 它有二个回路，它有二个回路，.充电回路充电回路：ERC组成组成 .放电回路放电回路：C工具电极工具电极放电间隙放电间隙工件组成。工件组成。电源接通，电容二端电压按指数电源接通，电容二端电压按指数曲线逐步上升，曲线逐步上升，Vc=Vg.继续上升继续上升，间隙被击穿，电阻变的很小，间隙被击穿，电阻变的很小，C上储存能量瞬间放出，形成较大的上储存能量瞬间放出，形成较大的脉冲电流脉冲电流Ie。模具制造综合实践模具制造综合实践当电容的能量释放后当电容的能量释放后,电压瞬时下降到接近零电压瞬时下降到

26、接近零,间隙间隙中的工作液又迅速恢复绝缘状态中的工作液又迅速恢复绝缘状态,电流也为零。电流也为零。 RC线路脉冲电源的最大优点：线路脉冲电源的最大优点：.结构简单、成本低、可靠结构简单、成本低、可靠.可获窄脉冲、小脉冲能量可获窄脉冲、小脉冲能量.瞬时放电有很大峰值电流瞬时放电有很大峰值电流主要缺点：主要缺点：.放电速度快，无法获大脉宽放电速度快，无法获大脉宽.脉冲间歇系数大，生产率低脉冲间歇系数大，生产率低.工艺参数不稳定工艺参数不稳定主要应用于小功率的精微加工或简易电火花加工机床主要应用于小功率的精微加工或简易电火花加工机床模具制造综合实践模具制造综合实践三三.RLC线路脉冲电源线路脉冲电源

27、方法：把充电电阻一分为二，其中一部分用于限流电阻，另方法：把充电电阻一分为二，其中一部分用于限流电阻，另一部分用电感代替，组成一部分用电感代替，组成RLC线路脉冲电源。线路脉冲电源。单纯的电感对直流电阻力很小单纯的电感对直流电阻力很小,对交流对交流或脉冲电流却具有感抗阻力或脉冲电流却具有感抗阻力,起限流作起限流作用。用。主要优点：主要优点：1.缩短充电、脉冲间歇时间、提高频率缩短充电、脉冲间歇时间、提高频率2.电压可充至电源电压，提高单脉冲能量电压可充至电源电压，提高单脉冲能量*RCL线路，当短路后断开，电感产生过电线路，当短路后断开，电感产生过电压压*并联数个并联数个CL回路，可增大脉宽回路

28、，可增大脉宽RCL工件工件RLC线路脉冲电源线路脉冲电源模具制造综合实践模具制造综合实践四：晶闸管式、晶体管式脉冲电源四：晶闸管式、晶体管式脉冲电源1.晶闸管式脉冲电源的原理：晶闸管式脉冲电源的原理：晶闸管（可控硅）式脉冲电源是利用晶闸管作为开关元件而晶闸管（可控硅）式脉冲电源是利用晶闸管作为开关元件而获得单向脉冲。获得单向脉冲。特点：一经触发导通，就不会自行截止，要截止需要外加反特点：一经触发导通，就不会自行截止，要截止需要外加反向电压或使其小于维持电流。向电压或使其小于维持电流。为适应加工精度要求，可控硅的脉冲电源还必须具有精加工为适应加工精度要求，可控硅的脉冲电源还必须具有精加工高频特性

29、，一般采用高频可控硅通过倍频的办法提高脉冲高频特性，一般采用高频可控硅通过倍频的办法提高脉冲频率。频率。模具制造综合实践模具制造综合实践2.晶体管式脉冲电源的原理：晶体管式脉冲电源的原理： 利用大功率晶体管作为开关元件，而获得单向脉冲。利用大功率晶体管作为开关元件，而获得单向脉冲。主振级主振级Z为一个不对称多谐振荡器，它发出一定脉冲宽度和为一个不对称多谐振荡器，它发出一定脉冲宽度和停歇时间矩形脉冲信号，后经停歇时间矩形脉冲信号，后经F放大，最后推动末级功率放大，最后推动末级功率晶体管导通或截止。末级晶体管起着开关的作用。晶体管导通或截止。末级晶体管起着开关的作用。为保证放电间隙短路时不至于损坏

30、晶体管，每只管子均串联为保证放电间隙短路时不至于损坏晶体管，每只管子均串联一个限流电阻，同时起到在各管子之间均流作用。一个限流电阻，同时起到在各管子之间均流作用。主振级主振级（Z）放大器放大器（F）功率级功率级模具制造综合实践模具制造综合实践五：各种派生脉冲电源五：各种派生脉冲电源.高低压复合脉冲电源高低压复合脉冲电源 .高压脉冲回路高压脉冲回路 .低压脉冲回路低压脉冲回路2.多回路脉冲电源多回路脉冲电源 多回路电源总的生产率并不与回路数目完全成正比增加多回路电源总的生产率并不与回路数目完全成正比增加UOtuto模具制造综合实践模具制造综合实践五：各种派生脉冲电源五：各种派生脉冲电源3.等脉冲

31、电源等脉冲电源 是指每个脉冲在介质击穿后所释放的单个脉冲能量相等。是指每个脉冲在介质击穿后所释放的单个脉冲能量相等。 每次的脉冲电流宽度都相等，但电压宽度则不一定相等。每次的脉冲电流宽度都相等，但电压宽度则不一定相等。4.高频分组和梳形波脉冲电源高频分组和梳形波脉冲电源5.自选加工规准电源和智能化、自适应控制电源自选加工规准电源和智能化、自适应控制电源模具制造综合实践模具制造综合实践2-5.电火花加工自动进给调节系统电火花加工自动进给调节系统一一.自动进给调节系统的作用、技术要求和分类自动进给调节系统的作用、技术要求和分类 由于火花放电间隙由于火花放电间隙s很小，而且与加工规准、加工面积、很小

32、，而且与加工规准、加工面积、工件蚀除速度等有关，因此很难靠人工进给，必须采用自工件蚀除速度等有关，因此很难靠人工进给，必须采用自动进给调节系统。动进给调节系统。系统的主要任务系统的主要任务：通过改变调节进给速度，使进给速度接近：通过改变调节进给速度，使进给速度接近和等于蚀除速度，以维持一定的放电间隙和等于蚀除速度，以维持一定的放电间隙s，保证电火花，保证电火花加工正常而稳定的进行。加工正常而稳定的进行。 实际火花加工时，整个系统力图自动趋向处于两条曲线的实际火花加工时，整个系统力图自动趋向处于两条曲线的交点。交点。模具制造综合实践模具制造综合实践对自动进给调节系统的一般要求：对自动进给调节系统

33、的一般要求： 1.有较广的速度调节跟踪范围有较广的速度调节跟踪范围 2.有足够的灵敏度和快速性有足够的灵敏度和快速性 3.有必要的稳定性有必要的稳定性 目前电火花加工用的自动进给调节系统的种类很多，按执目前电火花加工用的自动进给调节系统的种类很多，按执行元件大致可分为：行元件大致可分为：.电液压式（喷嘴电液压式（喷嘴挡板式）挡板式）.步步进电机式进电机式 .宽调速力矩电机式宽调速力矩电机式 .直流伺服电机式直流伺服电机式 .交交流伺服电机式。流伺服电机式。 虽然这些类型、构造有很大差别，但其基本组成环节是一虽然这些类型、构造有很大差别，但其基本组成环节是一致的致的模具制造综合实践模具制造综合实

34、践二二.自动进给调节系统的基本组成部分自动进给调节系统的基本组成部分 调节对象调节对象 测量环节测量环节基本组成环节基本组成环节 比较环节比较环节 放大驱动器放大驱动器 执行环节执行环节平均间隙电压测量法平均间隙电压测量法峰值电压检测法峰值电压检测法放大驱动放大驱动执行环节执行环节调节调节对象对象测量环节测量环节比较环节比较环节设定值设定值模具制造综合实践模具制造综合实践三三.电液自动进给调节系统电液自动进给调节系统电液式自动进给调节系统以油缸、活塞为执行机构。分为喷电液式自动进给调节系统以油缸、活塞为执行机构。分为喷嘴挡板式和伺服阀式。嘴挡板式和伺服阀式。液体的不可压缩性液体的不可压缩性,活

35、塞与油缸活塞与油缸间摩擦很小间摩擦很小,系统的不灵敏区很小系统的不灵敏区很小模具制造综合实践模具制造综合实践四四.电电机械式自动调节系统机械式自动调节系统电电机械式自动进给调节系统经常采用的形式是步进电机和机械式自动进给调节系统经常采用的形式是步进电机和力矩式电机力矩式电机放放电电间间隙隙检测电路检测电路变频电路变频电路判别电路判别电路单稳电路单稳电路多谐振荡器多谐振荡器环环形形分分配配功功率率放放大大步 进步 进电电机机进给与门进给与门回退与门回退与门模具制造综合实践模具制造综合实践2-6.电火花加工机床电火花加工机床电火花加工机床设备类型较多电火花加工机床设备类型较多,按工艺过程、工具与工

36、件相对按工艺过程、工具与工件相对运动的特点与用途划分，一般分为：运动的特点与用途划分，一般分为：1.电火花成形机电火花成形机 .整体式整体式.分离式分离式 .油缸固定油缸固定 .活塞固定活塞固定2.电火花线切割电火花线切割 .快速走丝快速走丝 .慢速走丝慢速走丝3.电火花磨削、电火花螺纹加工机床电火花磨削、电火花螺纹加工机床模具制造综合实践模具制造综合实践2-7.电火花加工电火花加工 一一:电火花穿孔成型加工电火花穿孔成型加工l 凹模型孔加工凹模型孔加工43直接配合加工法直接配合加工法混合法混合法修配凸模修配凸模( (冲头冲头) )法法二次电极法二次电极法模具制造综合实践模具制造综合实践电火花

37、加工电火花加工l 电极设计电极设计44整体式整体式组合式组合式镶拼式镶拼式l 电极尺寸设计：电极尺寸设计： 横截面尺寸、长度尺寸、公差；横截面尺寸、长度尺寸、公差；l 电极材料：电极材料：损耗小、加工稳定性好；损耗小、加工稳定性好； 其中：铜：稳定性好、损耗大；其中：铜：稳定性好、损耗大； 钢：稳定性差、损耗中；钢：稳定性差、损耗中； 石墨：稳定性好、损耗小；石墨：稳定性好、损耗小；模具制造综合实践模具制造综合实践电火花加工电火花加工l 凹模型孔电火花加工实例：凹模型孔电火花加工实例： 下图为冲裁电机定子片的凸凹模，凹模型孔有下图为冲裁电机定子片的凸凹模，凹模型孔有2424个槽，冲件厚度个槽，

38、冲件厚度为为0.5mm0.5mm，配合间隙为，配合间隙为0.030.030.07mm0.07mm（双边），模具材料为（双边），模具材料为Cr12MoVCr12MoV45模具制造综合实践模具制造综合实践电火花加工电火花加工l 电极电极( (凸模凸模) )的制造加工工艺的制造加工工艺: : 锻造锻造退火退火粗、精刨粗、精刨淬火与回火淬火与回火成形磨削。成形磨削。 或：锻造或：锻造退火退火刨刨( (或铣或铣) ) 淬火与回火淬火与回火磨上、下磨上、下平面平面线切割加工。凸模长度应加长一段，作为电火线切割加工。凸模长度应加长一段，作为电火花加工的电极，长度值根据凹模刃口高度而定。花加工的电极，长度值根

39、据凹模刃口高度而定。 l 凸凹模加工工艺凸凹模加工工艺: : 锻造锻造退火退火粗车、精车粗车、精车( (上、下面上、下面) ) 样板划线样板划线加加工螺钉孔、粗加工各槽孔工螺钉孔、粗加工各槽孔淬火与回火淬火与回火磨平面磨平面退退磁磁用组合后的凸模作电极，电火花加工槽孔。用组合后的凸模作电极，电火花加工槽孔。46模具制造综合实践模具制造综合实践电规准的选择及转换电规准的选择及转换l 电规准的选择电规准的选择47根据工件的要求根据工件的要求电极和工件的材料电极和工件的材料加工工艺指标加工工艺指标 经济因素经济因素l电规准的转换：粗规准一般选择电规准的转换：粗规准一般选择l l档；中规准和精规档；中规准和精规准一般选择准一般选择2 24 4档档 。型腔的侧面修光，是靠调节电极。型腔的侧面修光，是靠调节电极的平动量来实现的。当采用单电极平动加工时，应相应的平动量来实现的。当采用单电极平动加工时，应相应调节电极的平动量。调节电极的平动量。l 电极材料：采用石墨与紫铜（黄铜、铸铁、钢不适于型腔电极材料：采