《电火花加工知识》课件

电火花加工知识电火花加工，又称火花加工，是一种利用电极间隙的电火花放电来去除工件材料的加工方法。广泛应用于模具制造、航空航天、医疗器械等领域。电火花加工的基本概念11.定义电火花加工是一种利用电极与工件之间的间隙放电，通过电能转化为热能来去除材料的加工方法。22.原理当电极和工件之间的间隙小于一定距离时，电场强度会急剧增大，导致介质发生电离，形成放电通道，从而产生高温高压的等离子体，将工件表面部分材料蚀除。33.应用电火花加工广泛应用于制造航空、汽车、模具、医疗器械等领域，可以加工各种复杂形状、高精度、硬脆材料。电火花加工的工作原理脉冲放电电极和工件之间形成高压电场，产生间隙放电，形成火花。高温等离子体火花放电瞬间产生高温等离子体，对金属进行局部熔化。熔化金属去除熔化的金属被介质液带走，在工件上形成加工形状。脉冲控制通过脉冲控制放电时间和间隙，实现精确控制加工精度。电火花加工的特点高精度电火花加工可以加工出形状复杂、尺寸精确的工件，达到微米级精度。高效率电火花加工可以加工硬度高、难加工的材料，例如淬火钢、硬质合金等。高表面质量电火花加工可以获得光洁度高的表面，适用于精密模具、医疗器械等需要高表面质量的场合。加工范围广电火花加工可加工各种形状的工件，包括平面、曲面、凹槽、孔等。电火花加工的类型穿孔加工在工件上加工孔或槽，适用于形状复杂、精度要求高的工件。铣削加工对工件表面进行铣削加工，适用于加工平面、沟槽、轮廓等。切削加工将工件切断，适用于切割形状复杂、硬度高的材料。线切割加工利用细小的电极线对工件进行切割，适用于加工形状复杂的工件，精度要求较高。电火花加工机床的构成电火花加工机床是电火花加工工艺的核心设备，它由多个关键部件组成。这些部件相互配合，共同完成电火花加工过程。主要部件包括工作台、电极头、电源、控制系统和冷却系统等，它们共同保证加工过程的精度、效率和安全性。电火花加工机床的主要部件工作台工作台用于放置工件，并能进行精密的移动和定位，以保证加工精度。电极头电极头用于固定和移动电极，并能进行精密的调整，以控制电极与工件之间的间隙。电源电源为电火花加工过程提供高电压和脉冲电流，以产生电火花放电。控制系统控制系统用于控制加工参数，如脉冲宽度、频率、电压等，以实现对加工过程的精确控制。电极材料的选择导电性电极材料的导电性决定了加工效率和表面质量。熔点电极材料的熔点影响加工温度，进而影响加工效率和电极损耗。硬度电极材料的硬度决定了其耐磨性和抗腐蚀性，影响加工精度和表面质量。放电加工时电极与加工件的相互作用电极与加工件之间的放电过程是电火花加工的核心。放电过程导致电极材料和加工件材料的微观粒子发生迁移和交换，形成蚀除和沉积的过程。1电极材料的剥蚀电极材料受高温高压电场的影响，发生熔化、气化和蒸发，形成微小颗粒。2加工件材料的蚀除电极材料剥蚀的微小颗粒和加工件材料相互作用，形成蚀除现象，并最终形成加工件的形状。3加工件材料的沉积电极材料剥蚀的微小颗粒以及加工件材料蚀除的微小颗粒在加工件表面沉积。放电加工时的电压、电流和频率对加工效果的影响电压电流频率电火花加工过程中，电压、电流和频率是关键参数。电压决定电极间放电强度，电流影响加工速度，频率决定放电次数，影响表面粗糙度和精度。放电加工时介质液对加工效果的影响介质液在电火花加工中起着重要作用，影响着加工效率、表面质量和加工精度。介质液种类加工效率表面质量加工精度矿物油高较好中等合成油中等非常好高水溶液低较差低放电加工时加工参数的选择脉冲宽度脉冲宽度影响加工速度和表面质量。较短的脉冲宽度可以提高表面质量，但会降低加工速度。脉冲频率脉冲频率影响加工速度和表面粗糙度。较高的脉冲频率可以提高加工速度，但会降低表面质量。典型电火花加工工艺参数电火花加工工艺参数对加工效果和效率有重要影响。选择合适的参数可以提高加工精度、表面质量和加工效率，降低加工成本。10-50脉冲宽度微秒级5-200脉冲电流安培20-500放电间隙微米10-100工作电压伏特电火花加工的工艺特点高精度加工电火花加工可以实现微米级精度，适用于加工各种复杂形状、高精度零件。硬脆材料加工电火花加工不受材料硬度的限制，可以加工淬硬钢、硬质合金等传统加工方法难以加工的材料。微型化加工电火花加工可以加工出微小的孔洞、沟槽等，适用于微型零件、精密仪器等。电火花加工的加工缺陷及其控制11.电极磨损电极在加工过程中会逐渐磨损，导致加工精度下降。22.加工表面粗糙度电火花加工过程中产生的微小火花会导致表面粗糙度增加。33.加工裂纹加工过程中产生的热量和压力会导致工件产生裂纹。44.加工变形加工过程中产生的热量会导致工件变形。电火花加工精度的影响因素机床精度机床的精度直接影响加工精度。高精度的机床可确保加工件的尺寸精度和形状精度。电极精度电极的尺寸和形状精度会影响加工件的精度。电极的磨损也会影响加工精度。介质液介质液的纯度和稳定性影响加工精度。杂质会影响放电过程，降低加工精度。加工参数加工参数，如脉冲电压、脉冲宽度、频率、进给速度等，会影响加工精度。参数设置不当会导致加工精度降低。电火花加工的表面质量控制表面粗糙度影响因素：加工参数、电极材料、介质液等表面完整性控制烧伤、裂纹等缺陷表面形貌控制表面平整度、形状精度等电火花加工的工艺选择1材料根据加工件的材料选择合适的电极材料，以确保加工效果和效率。2精度根据加工精度要求选择不同的加工方法，例如粗加工、精加工和超精加工。3形状根据加工件的形状选择不同的加工方式，例如线切割、平面加工和孔加工。4成本综合考虑加工成本、加工效率和加工精度，选择最优的加工工艺。电火花加工的经济性评价加工效率加工精度加工成本加工周期设备投资维护成本能耗环保成本高高中等短高中等中等中等电火花加工具有高效率、高精度等优点，但设备投资和维护成本较高。与其他加工方法相比，电火花加工在加工复杂形状、硬脆材料、精密零件等方面具有优势，具有较高的经济效益。电火花加工在航空航天领域的应用精密零部件加工电火花加工在航空航天领域主要用于精密零部件的加工，例如涡轮叶片、喷嘴、气动舵面等复杂形状加工电火花加工能够加工出各种复杂形状的零部件，满足航空航天部件的特殊要求高精度加工电火花加工能够加工出高精度、高表面质量的零部件，满足航空航天对零部件精度的要求特殊材料加工电火花加工能够加工各种难加工材料，包括高温合金、钛合金等航空航天常用的特殊材料电火花加工在模具制造领域的应用高精度加工电火花加工可以加工出非常精密的模具，例如用于塑料注塑、压铸、冲压等加工的模具。复杂形状加工电火花加工可以加工出各种复杂形状的模具，例如具有凹槽、孔洞、斜面等复杂结构的模具。硬质材料加工电火花加工可以加工硬度很高的材料，例如钢、硬质合金等材料，这些材料是制造高性能模具的关键材料。应用广泛电火花加工在模具制造领域有着广泛的应用，例如汽车模具、航空航天模具、电子模具等。电火花加工在汽车制造领域的应用汽车零部件制造电火花加工可用于制造汽车发动机、变速箱、底盘等关键零部件。如气门、活塞环、齿轮等，这些部件对精度和表面质量要求很高。模具制造电火花加工在汽车模具制造中广泛应用。如冲压模具、注塑模具、压铸模具等，可加工出复杂的形状和精密的尺寸。电火花加工在医疗器械领域的应用心脏瓣膜电火花加工可以制作精密的心脏瓣膜，改善患者的生活质量。人工关节电火花加工可以制作精密的人工关节，提高患者的运动能力。牙科种植体电火花加工可以制作精密且美观的牙科种植体，改善患者的咀嚼功能。电火花加工在能源领域的应用1能源开采电火花加工可用于制作钻头，切割工具等，用于提高能源开采效率，降低成本。2能源设备制造电火花加工可以制造各种能源设备的精密部件，例如汽轮机叶片、风力发电机叶片等。3能源储存电火花加工可用于制造储能设备中的关键部件，例如锂离子电池的负极材料。4能源转化电火花加工可用于制造燃料电池、太阳能电池等能源转换设备中的精密部件。电火花加工在机械加工领域的发展趋势1智能化电火花加工技术将与人工智能、大数据和云计算等技术深度融合，实现智能化加工，提高效率和精度。2精密化电火花加工技术将进一步提高加工精度和表面质量，满足高精度、高性能零件的加工需求。3绿色化电火花加工技术将更加注重环保，降低能耗、减少污染，实现绿色加工。电火花加工的环境保护措施介质液处理介质液需要定期更换，并进行处理，以减少对环境的污染。废料回收电火花加工产生的废料需要进行回收利用，避免直接排放。噪音控制电火花加工会产生噪音，需要采取措施进行降噪，以减少对周围环境的影响。电火花加工作业的安全防护工作服和防护眼镜工作服应该耐火、耐酸、耐油，并且佩戴安全帽和防护眼镜。操作规范操作人员必须经过专业培训，熟悉安全操作规程，并严格遵守相关规定。通风和灭火设施保持车间通风良好，配备灭火器等安全设施，及时清理废料，防止火灾事故发生。电火花加工技术的发展历程1早期电火花加工技术于20世纪40年代问世。220世纪50年代主要用于模具加工和精密零件加工。320世纪60年代出现了数控电火花加工机床。420世纪70年代发展了高速、高精度电火花加工技术。521世纪随着计算机技术的发展，出现了智能化电火花加工技术。电火花加工技术的未来发展方向精密加工提高加