特种加工技术（第四版）课件 2 电火花加工的基本原理及设备

第二章电火花加工的基本原理及设备一.电火花加工的物理本质及特点二.电火花加工机床简介三.电火花线切割加工机床简介

2.1.1电火花加工的物理本质

电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极（浸在工作液）相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。2.1电火花加工的物理本质及特点1)极间介质的电离、击穿，形成放电通道2.1电火花加工的物理本质及特点2)电极材料的熔化、气化热膨胀。

3)电极材料的抛出。2.1电火花加工的物理本质及特点4)极间介质的消电离。

总结单脉冲放电凹坑多脉冲放电凹坑2.1.2电火花加工、电火花线切割加工的特点

2.1电火花加工的物理本质及特点

1.共同特点■加工原理相同：都是通过电火花放电产生的热来熔解去除金属的，所以二者加工材料的难易与材料的硬度无关。■加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律基本相似：可以加工硬质合金等一切导电材料。■最小角部半径有限制。电火花加工中最小角部半径为加工间隙，线切割加工中最小角部半径为电极丝的半径加上加工间隙。2.1电火花加工的物理本质及特点

2.不同特点■加工原理电火花加工线切割加工2.1电火花加工的物理本质及特点■从产品形状角度看电火花加工线切割加工■从电极角度看2.1电火花加工的物理本质及特点■从电极损耗角度看电火花加工线切割加工2.1电火花加工的物理本质及特点电火花加工线切割加工■从应用角度看2.2电火花加工机床简介2.2.1机床型号、规格、分类

我国国标规定，电火花成型机床均用D71加上机床工作台面宽度的1/10表示。例如D7132中，D表示电加工成型机床(若该机床为数控电加工机床，则在D后加K，即DK)；71表示电火花成型机床；32表示机床工作台的宽度为320mm。2.2.2电火花加工机床结构

电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤和循环系统、数控系统等部分组成。间隙参考值增益设定控制装置进给系统自动进给调节系统比较器放大器间隙传感器脉冲电源床身工作液循环过滤系统(a)原理图(b)实物2.2电火花加工机床简介1.机床本体

机床本体主要由床身、立柱、主轴头及附件、工作台等部分组成。2.2电火花加工机床简介

2.脉冲电源

作用：把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流。向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量，以蚀除金属.脉冲电源输入为380V、50Hz的交流电，其输出应满足如下要求:

■要有一定的脉冲放电能量，否则不能使工件金属气化。

■火花放电必须是短时间的脉冲性放电，这样才能使放电产生的热量来不及扩散到其他部分，从而有效地蚀除金属，提高成型性和加工精度。

■脉冲波形是单向的，以便充分利用极性效应，提高加工速度和降低工具电极损耗。2.2电火花加工机床简介

脉冲电源的性能直接关系到电火花加工的加工速度、表面质量、加工精度、工具电极损耗等工艺指标。■脉冲波形的主要参数(峰值电流、脉冲宽度、脉冲间歇等)有较宽的调节范围，以满足粗、中、精加工的要求。■有适当的脉冲间隔时间，使放电介质有足够时间消除电离并冲去金属颗粒，以免引起电弧而烧伤工件。目前中、高档电火花加工机床都采用微机数字化控制的脉冲电源，而且内部存有电火花加工规准的数据库，可以通过微机设置和调用各挡粗、中、精加工规准参数。例如，GF公司、沙迪克公司的电火花加工机床，这些加工规准用C代码(例如C320)表示和调用。2.2电火花加工机床简介3.自动进给调节系统电火花成形加工的自动进给调节系统，主要包含伺服进给系统和参数控制系统。

控制放电间隙的大小。间隙过大，放电过程停止，间隙过小，引起拉弧烧伤。控制电火花成型加工中的各种参数(如放电电流、脉冲宽度、脉冲间隔等2.2电火花加工机床简介4.工作液过滤和循环系统过滤和循环系统的作用：对工作液进行强迫循环过滤，蚀除产物排除；对电极工具冷却。

工作液为什么要进行循环过滤？蚀除产物，部分以气态形式抛出，大部分以球状固体微粒悬浮在工作液中，当蚀除产物较多，且粘接在工件和电极表面时，会与工件和电极表面形成二次放电。2.2电火花加工机床简介5.数控系统

数控系统规定除了直线移动的X、Y、Z三个坐标轴系统外，还有三个转动的坐标系统，即绕X轴转动的A轴，绕Y轴转动的B轴，绕Z轴转动的C轴。2.2电火花加工机床简介2.2电火花加工机床简介G54：G54、G55、G56等指令进行切换这些定义工作坐标系指令.可以和G92一起使用，G92代码只能把当前坐标系中某点坐标定义为某一个值，但不能定义该点在其它坐标系中的值。G92G54X0Y0；G00X20.Y30.；G92G55X0Y0；北京阿奇某电火花机床里面当前坐标系相当于G54、G55等功能；设某参考点相当于G92功能2.2电火花加工机床简介苏三光线切割机床里工件坐标相当于G54、G55功能，工件坐标的设定相当于G92功能2.2电火花加工机床简介2.2电火花加工机床简介G80：含义：接触感知。格式：G80轴＋方向如：G80X－； /电极将沿X轴的负方向前进，直到接触到工件，然后停在那里苏三光某慢走丝机床里“对边”+X相当于G80X+,“对边”-X相当于G80X-,“对边”+Y相当于G80Y+,“对边”-Y相当于G80Y-.苏三光中走丝里面找基准对边X+对边X-对边Y+对边Y-相当于G80X+G80X-G80Y+G80Y-2.2电火花加工机床简介G82：含义：移动到原点和当前位置一半处。格式：G82轴如：G92X100.; /将当前点的X坐标定义为100.G82X; /将电极移到当前坐标系X=50.的地方2.2电火花加工机床简介M05：含义：忽略接触感知，只在本段程序起作用。具体用法是：当电极与工件接触感知并停在此处后，若要移走电极，请用此代码。如：G80X－； /X轴负方向接触感知G90G92X0Y0； /设置当前点坐标为(0，0)M05G00X10.； /忽略接触感知且把电极向X轴正方向移动10mm.若去掉上面代码中的M05，则电极往往不动作，G00不执行。2.2电火花加工机床简介如上图所示，ABCD为矩形工件，AB、BC边为设计基准，现欲用电火花加工一圆形图案，图案的中心为O点，O到AB边、BC边的距离如图中所标。已知圆形电极的直径为20mm，请写出电极定位于O点的具体过程。2.2电火花加工机床简介G80X+;G90G92X0;M05G00X－10.；G91G00Y－38.； /38.为一估计值，主要目的是保证电极在BC边下方G90G00X50.；G80Y+；G92Y0；M05G00Y－2.； /电极与工件分开，2mm表示为一小段距离G91G00Z10.； /将电极底面移到工件上面G90G00X50.Y28.；2.2电火花加工机床简介数控摇动加工

■可以精确控制加工尺寸精度。■可以加工出复杂的形状，如螺纹。■可以提高工件侧面和底面的表面粗糙度。■可以加工出清棱、清角的侧壁和底边。■变全面加工为局部加工，有利于排屑和加工稳定。■对电极尺寸精度要求不高。2.2电火花加工机床简介表2-3电火花数控摇动类型一览表2.2电火花加工机床简介图2-15数控摇动的伺服方式2.2电火花加工机床简介6.电火花机床常见功能2.2电火花加工机床简介2.3.1机床分类、型号1.分类

通常按电极丝的走丝速度分成快速走丝线切割机床(WEDM-HS)与慢速走丝线切割机床(WEDM-LS)。2.3电火花线切割加工机床简介■快速走丝线切割机床

运动方式：快速走丝线切割机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8～10m/s。

电极材料：常用直径为0.10～0.30mm的钼丝。

工作液：用自来水配置浓度为12%的乳化液。

快速走丝线切割机床结构简单、价格便宜、生产率高，但由于运行速度快，工作时机床震动较大。钼丝和导轮的损耗快，加工精度和表面粗糙度就不如慢速走丝线切割机床，其加工精度一般为0.01～0.02mm，表面粗糙度Ra为1.25～2.5μm。2.3电火花线切割加工机床简介■慢速走丝线切割机床速度：慢速走丝线切割机床走丝速度低于0.2m/s。电极丝：常用黄铜丝、镀锌丝作为电极丝，电极丝直径通常为0.10～0.35mm运动方式：电极丝仅从一个单方向通过;加工过程平稳，加工精度高，可达0.005mm，表面粗糙度Ra≤0.32μm，可达Ra0.1μm。工作液：一般采用去离子水、煤油等，生产率较高。2.3电火花线切割加工机床简介2.型号国标规定的数控电火花线切割机床的型号,如DK7725的基本含义为：

D为机床的类别代号，表示是电加工机床；K为机床的特性代号，表示是数控机床；第一个7为组代号，表示是电火花加工机床，第二个7为系代号(快走丝线切割机床为7，慢走丝线切割机床为6，电火花成型机床为1)；25为基本参数代号，表示工作台横向行程为250mm

2.3电火花线切割加工机床简介2.3.2快走丝线切割机床简介1.机床本体

2.3电火花线切割加工机床简介床身工作台运丝机构丝架2.3.2快走丝线切割机床简介1.机床本体

2.3电火花线切割加工机床简介储丝筒2.3.2快走丝线切割机床简介1.机床本体

2.3电火花线切割加工机床简介导丝系统2.脉冲电源2.3电火花线切割加工机床简介3.数控系统轨迹控制作用。加工控制。

4.工作液循环系统工作液的作用是及时地从加工区域中排除电蚀产物，并连续充分供给清洁的工作液，以保证脉冲放电过程稳定而顺利地进行。目前绝大部分快走丝机床的工作液是专用乳化液。乳化液种类繁多，大家可根据相关资料来