特种加工技术精选PPT.ppt

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1、关于特种加工技术第1页，讲稿共190张，创作于星期二第一章第一章 特种加工特种加工概述概述u 了解特种加工及其发展趋势；了解特种加工及其发展趋势；u 掌握特种加工的特点及分类；掌握特种加工的特点及分类；u 理解特种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响。理解特种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响。学习目标第2页，讲稿共190张，创作于星期二1.1 1.1 特种加工及其发展趋势特种加工及其发展趋势 从蒸汽机的使用到第二次世界大战，从蒸汽机的使用到第二次世界大战，传统的切削加工几乎占传统的切削加工几乎占据了整个机械加工业。据了整个机械加工业。前苏联科学家拉扎连科夫妇在研究开关触点受电火花放电腐蚀前

2、苏联科学家拉扎连科夫妇在研究开关触点受电火花放电腐蚀损坏的现象时，发现电火花放电所产生的瞬间高温对金属材料有损坏的现象时，发现电火花放电所产生的瞬间高温对金属材料有熔化和气蚀作用，于是产生了一种新的金属加工方法熔化和气蚀作用，于是产生了一种新的金属加工方法电火花电火花加工加工。“特种加工特种加工（NTM，Non-Traditional Machining）”技术。即技术。即利用利用电能、热能、光能、化学能电能、热能、光能、化学能等，在不产生切削力的情况等，在不产生切削力的情况下，以低于工件硬度的工具去除工件上多余材料，达到下，以低于工件硬度的工具去除工件上多余材料，达到“以以柔克刚柔克刚”的目

3、的。的目的。1.1.特种加工的由来特种加工的由来第3页，讲稿共190张，创作于星期二2.2.特种加工的发展趋势特种加工的发展趋势（1 1）设备向）设备向自动化、柔性化自动化、柔性化方向发展方向发展；（2 2）大力开发特种加工领域中的新方法，充分发挥）大力开发特种加工领域中的新方法，充分发挥特种加工的优特种加工的优势势；（3 3）某些特种加工方法的应用会造成环境污染，充分做好防）某些特种加工方法的应用会造成环境污染，充分做好防污、治污处理，向污、治污处理，向绿色加工方向绿色加工方向发展。发展。第4页，讲稿共190张，创作于星期二1.2 特种加工的特点及分类特种加工的特点及分类 （1 1）不是主要

4、依靠机械能不是主要依靠机械能，而是采用其他能量（电能、热能、光，而是采用其他能量（电能、热能、光能、化学能、电化学能等）去除工件上多余材料；与加工对象的力学性能、化学能、电化学能等）去除工件上多余材料；与加工对象的力学性能无关，故可加工各种硬、软、脆、耐腐蚀、高熔点、高强度等金属或能无关，故可加工各种硬、软、脆、耐腐蚀、高熔点、高强度等金属或非金属材料。非金属材料。（2 2）非接触加工非接触加工，即加工时工具与工件不发生直接接触，工具与，即加工时工具与工件不发生直接接触，工具与工件间不存在作用力，故可加工高耐磨、刚性低和弹性工件。工件间不存在作用力，故可加工高耐磨、刚性低和弹性工件。1.1.特

5、种加工的特点特种加工的特点 特种加工无论在加工机理和加工形式上与传统的切削加工有着本质特种加工无论在加工机理和加工形式上与传统的切削加工有着本质的区别，主要体现在以下几点：的区别，主要体现在以下几点：第5页，讲稿共190张，创作于星期二 （3 3）加工时由于）加工时由于工具与工件不发生直接接触工具与工件不发生直接接触，故热应力、，故热应力、残余应力、冷作硬化等均比较小。可获得较低的表面粗糙度，残余应力、冷作硬化等均比较小。可获得较低的表面粗糙度，尺寸稳定性好。尺寸稳定性好。（4 4）两种或两种以上的不同类型能量可以相互组合，形成）两种或两种以上的不同类型能量可以相互组合，形成新的新的复合加工复

6、合加工，更突出其优越性，综合加工效果明显，且便于推，更突出其优越性，综合加工效果明显，且便于推广使用。如电解电火花加工（广使用。如电解电火花加工（ECDM）、电化学电弧加工）、电化学电弧加工（ECAM）就是两种特种加工复合而成的新的加工方法。）就是两种特种加工复合而成的新的加工方法。第6页，讲稿共190张，创作于星期二2.2.特种加工存在的问题特种加工存在的问题 虽然特种加工已解决了传统切削加工难以解决的许多虽然特种加工已解决了传统切削加工难以解决的许多问题，在提高产品质量、生产效率和经济效益上显示出很大问题，在提高产品质量、生产效率和经济效益上显示出很大的优越性，但目前仍存在一些问题与不足。

7、的优越性，但目前仍存在一些问题与不足。（1 1）有些特种加工机理（如超声加工、激光加工等）还不十）有些特种加工机理（如超声加工、激光加工等）还不十分清楚，其工艺参数的选择、加工过程的稳定性均需进一步提高。分清楚，其工艺参数的选择、加工过程的稳定性均需进一步提高。（2 2）有些特种加工（如电化学加工）在加工过程中会产生有）有些特种加工（如电化学加工）在加工过程中会产生有毒的废渣、废气，若排放、处理不当会造成环境污染，影响工人健毒的废渣、废气，若排放、处理不当会造成环境污染，影响工人健康。康。（3 3）有些特种加工（如快速成型、等离子弧加工等）加工精）有些特种加工（如快速成型、等离子弧加工等）加工

8、精度和生产效率有待提高。度和生产效率有待提高。（4 4）有些特种加工（如电火花成型加工、电火花线切割加工等）有些特种加工（如电火花成型加工、电火花线切割加工等）只能加工导电材料，加工领域有待拓宽。只能加工导电材料，加工领域有待拓宽。第7页，讲稿共190张，创作于星期二加工方法加工方法主要能量形式主要能量形式作用形式作用形式英文缩写英文缩写电火花加工电火花加工电火花成型加工电火花成型加工电、热能电、热能熔化、汽化熔化、汽化EDMEDM电火花线切割加工电火花线切割加工电、热能电、热能熔化、汽化熔化、汽化WEDMWEDM电化学加工电化学加工电解加工电解加工电化学能电化学能阳极溶解阳极溶解ECMECM

9、电铸加工电铸加工电化学能电化学能阴极溶解阴极溶解EFMEFM涂镀加工涂镀加工电化学能电化学能阴极溶解阴极溶解EPMEPM电解磨削电解磨削电化学能、机械能电化学能、机械能阳极溶解、机械磨削阳极溶解、机械磨削ECGECG高能束加工高能束加工激光束加工激光束加工光、热能光、热能熔化、汽化熔化、汽化LBMLBM电子束加工电子束加工电、热能电、热能熔化、汽化熔化、汽化EBMEBM离子束加工离子束加工电、机械能电、机械能切蚀切蚀IBMIBM等离子弧加工等离子弧加工电、热能电、热能熔化、汽化熔化、汽化PAMPAM物料切蚀加工物料切蚀加工超声加工超声加工声、机械能声、机械能切蚀切蚀USMUSM磨料流加工磨料流

10、加工流体能、机械能流体能、机械能切蚀切蚀AFMAFM液体喷射加工液体喷射加工流体能、机械能流体能、机械能切蚀切蚀LJCLJC快速成型加工快速成型加工光固化法光固化法光、化学能光、化学能增加材料增加材料SLSL粉末烧结法粉末烧结法光、热能光、热能SLSSLS叠层实体法叠层实体法光、机械能光、机械能LOMLOM熔丝堆积法熔丝堆积法电、热、机械能电、热、机械能FDMFDM复合加工复合加工电化学电弧加工电化学电弧加工电化学能电化学能熔化、汽化腐蚀熔化、汽化腐蚀ECAMECAM电解电火花磨削电解电火花磨削电、热能电、热能阳极溶解、熔化、切削阳极溶解、熔化、切削MEECMEEC电化学腐蚀加工电化学腐蚀加工

11、电化学能、热能电化学能、热能熔化、汽化腐蚀熔化、汽化腐蚀ECPECP超声放电加工超声放电加工声、热、电能声、热、电能熔化、切蚀熔化、切蚀USECUSEC复合电解加工复合电解加工电化学、机械能电化学、机械能切蚀切蚀CECMCECM复合切削加工复合切削加工机械、声、磁能机械、声、磁能切削切削CSMMCSMM其他加工方法其他加工方法化学铣削加工化学铣削加工化学能化学能腐蚀腐蚀CMCM光化学加工光化学加工光、化学能光、化学能光化学、腐蚀光化学、腐蚀OCM/OCCOCM/OCC刻蚀加工刻蚀加工化学能化学能腐蚀腐蚀CECE3.3.特种加工的分类特种加工的分类第8页，讲稿共190张，创作于星期二第第二二章章

12、 电火花加工技术电火花加工技术u 理解电火花加工原理基础；理解电火花加工原理基础；u 了解电火花加工设备；了解电火花加工设备；u 掌握电火花加工工艺；掌握电火花加工工艺；u 掌握电火花加工方法。掌握电火花加工方法。学习目标第9页，讲稿共190张，创作于星期二2.1 电火花加工原理基础电火花加工原理基础电电火花加工原理及特点火花加工原理及特点图图2-1 -1 电火花加工原理图电火花加工原理图11工件工件 2进给装置进给装置 3工具电极工具电极 4工作液工作液 5泵泵图图 2-2-2 加工表面放大图加工表面放大图第10页，讲稿共190张，创作于星期二 与与传统传统的金属切削加工相比，的金属切削加工

13、相比，电电火花加工有如下火花加工有如下优优点：点：（1）便于加工在传统切削加工中难以加工甚至是）便于加工在传统切削加工中难以加工甚至是无法加工的材料无法加工的材料；(2)便于加工深孔、型腔及复杂形状的工件便于加工深孔、型腔及复杂形状的工件；因此适宜加工因此适宜加工低刚低刚度零件和微细加工度零件和微细加工；(3)电极材料不必比工件材料电极材料不必比工件材料硬硬；（4）直接利用）直接利用电能、热能电能、热能作为加工能源，便于实现加工过程的自动化。作为加工能源，便于实现加工过程的自动化。电电火花加工的特点火花加工的特点第11页，讲稿共190张，创作于星期二 （1）一般只能加工金属等导电材料。）一般只

14、能加工金属等导电材料。（2）加工速度较慢，效率低。）加工速度较慢，效率低。（3）电火花加工中，电极也会损耗，影响加工精度。）电火花加工中，电极也会损耗，影响加工精度。（4）电蚀产物在排除过程中常会引起二次放电，形成加工斜）电蚀产物在排除过程中常会引起二次放电，形成加工斜度，进而影响加工精度。度，进而影响加工精度。电电火花加工也有一定的局限性：火花加工也有一定的局限性：第12页，讲稿共190张，创作于星期二2.2 电火花加工设备电火花加工设备机床型号、机床型号、规规格和分格和分类类：我国国我国国标规标规定，定，电电火花加工机床均用火花加工机床均用D71加上机床工作台面宽度的加上机床工作台面宽度的

15、1/10表示表示。例如：例如：D 71 32 71表示电火花机床；表示电火花机床；32表示机床工作台宽度为表示机床工作台宽度为320mmD表示电加工机床（若该机表示电加工机床（若该机 床床为数控电加工机床，则在为数控电加工机床，则在D后面后面加上加上K，即，即DK）；）；第13页，讲稿共190张，创作于星期二电电火花加工机床火花加工机床结结构构211床身 2液压油箱 3工作液槽 4主轴头 5立柱 6数控电源柜图23 电火花机床 电火花机床外观第14页，讲稿共190张，创作于星期二机床主体机床主体床身与立柱床身与立柱工作台工作台主轴头主轴头机床附件机床附件夹头夹头平动头平动头1）保保证证加工加工

16、稳稳定性，定性，维维持最佳放持最佳放电时间电时间。2）放电过程中，如发现短路或起弧时，）放电过程中，如发现短路或起弧时，主轴头能迅速抬起使电弧中断。主轴头能迅速抬起使电弧中断。3）保证主轴移动的直线性，以满足精密）保证主轴移动的直线性，以满足精密加工的要求。加工的要求。4）主轴应有足够的刚性。）主轴应有足够的刚性。5）主轴应有均匀进给而无爬行现象。）主轴应有均匀进给而无爬行现象。永磁吸盘永磁吸盘油杯油杯第15页，讲稿共190张，创作于星期二工作介质循环过滤系统工作介质循环过滤系统21图图29 工作介质循环过滤系统油路工作介质循环过滤系统油路1粗过滤器粗过滤器 2单向阀单向阀3涡旋泵涡旋泵 4电

17、机电机 5安全阀安全阀 6压力表压力表 7精过滤器精过滤器8压力调节阀压力调节阀 9射流抽吸管射流抽吸管 10冲油选择阀冲油选择阀 11快速进油控制阀快速进油控制阀 12冲油冲油压力表压力表 13抽油压力表抽油压力表第16页，讲稿共190张，创作于星期二210 工作液强迫循环方式图211纸质过滤芯第17页，讲稿共190张，创作于星期二电电火花加工脉冲火花加工脉冲电电源源图图212 脉冲电源系统电路简图脉冲电源系统电路简图嵌入式系嵌入式系统模糊控统模糊控制制电源控制电源控制+工具工具-工件工件间隙电压检测间隙电压检测第18页，讲稿共190张，创作于星期二自自动进给调节动进给调节系系统统组成组成伺

18、服进给系统伺服进给系统作用作用有有较较广的速度广的速度调节调节跟踪范跟踪范围围，以适以适应应粗、半精、精加工的要粗、半精、精加工的要求求；有足有足够够的灵敏度和快速性，的灵敏度和快速性，及及时应对间时应对间隙隙变变化和化和调调整整间间隙。隙。这这就要求伺服就要求伺服进给进给系系统统的的惯惯性、性、摩擦、放大倍数等尽量小摩擦、放大倍数等尽量小；有必要的有必要的稳稳定性，以提高定性，以提高抗干抗干扰扰能力和避免能力和避免执执行机构的行机构的低速爬行低速爬行现现象象；结结构构简单简单、工作可靠、工作可靠；比较比较环节环节放大放大环节环节执行执行环节环节测测量量环节环节间隙间隙进给进给速度速度设定设定

19、值值图图213 伺服进给系统的基本组成伺服进给系统的基本组成第19页，讲稿共190张，创作于星期二代代码码功功 能能代代码码功功 能能G00快速移快速移动动，定位指令，定位指令G81移移动动到机床的极限到机床的极限G01直直线线插插补补G82回到当前位置与零点的一半回到当前位置与零点的一半处处G02顺时针圆顺时针圆弧插弧插补补指令指令G90绝对绝对坐坐标标指令指令G03逆逆时针圆时针圆弧插弧插补补指令指令G91增量坐增量坐标标指令指令G04暂暂停指令停指令G92制定坐制定坐标标原点原点G17XOYM00暂暂停指令停指令G18XOZM02程序程序结结束指令束指令G19YOZM05忽略接触感知忽略

20、接触感知G20英制英制M08旋旋转头转头开开G21公制公制M09旋旋转头转头关关G40取消取消电电极极补偿补偿M80冲油、工作液流冲油、工作液流动动G41电电极左极左补偿补偿M84接通脉冲接通脉冲电电源源G42电电极右极右补偿补偿M85关断脉冲关断脉冲电电源源G54选择选择工作坐工作坐标标系系M89工作液排除工作液排除G55选择选择工作坐工作坐标标系系M98子程序子程序调调用用G56选择选择工作坐工作坐标标系系M99子程序子程序结结束束G80移移动轴动轴直到接触感知直到接触感知 电电火花加工数控系火花加工数控系统统第20页，讲稿共190张，创作于星期二如如图图2-15所示，所示，ABCD为矩形

21、工件，为矩形工件，AB、BC边为设计基准，边为设计基准，现欲用电火花加工一圆形图案，图案的中心为现欲用电火花加工一圆形图案，图案的中心为O点，点，O到到AB边、边、BC边的距离如图中所标。已知圆形电极的直径为边的距离如图中所标。已知圆形电极的直径为20 mm，请，请写出电极定位于写出电极定位于O点的具体过程。点的具体过程。第21页，讲稿共190张，创作于星期二平平动动与与摇动摇动摇动摇动：对对数控数控电电火花机床，由于工作台是数控的，可以火花机床，由于工作台是数控的，可以实现实现工件加工工件加工轨轨迹逐步向外迹逐步向外扩张扩张。平平动动：普通普通电电火花加工机床火花加工机床为为了修光了修光侧侧

22、壁和提高其尺寸精度壁和提高其尺寸精度而添加平而添加平动头动头，使工具，使工具电电极极轨轨迹向外可以逐步迹向外可以逐步扩张扩张。LN STEP 摇动半径摇动半径（m）摇动幅度摇动幅度05摇动轨迹形状摇动轨迹形状02摇动加工所在平面摇动加工所在平面02摇动加工伺服方式摇动加工伺服方式摇动加工摇动加工第22页，讲稿共190张，创作于星期二数控数控摇动摇动的伺服方式的伺服方式自由自由摇动摇动锁定锁定摇动摇动步进步进摇动摇动第23页，讲稿共190张，创作于星期二摇动轨迹摇动轨迹 类型类型 所在平面所在平面无摇动无摇动 自由摇动自由摇动00000000100100200200300300400400501

23、0010011011012012013013014014015020020021021022022023023024024025步进摇动步进摇动100100101101102102103103104104105110110111111112112113113114114115120120121121122122123123124124125锁定摇动锁定摇动200200201201202202203203204204205210210211211212212213213214214215220220221221222222223223224224225电电火花数控火花数控摇动类摇动类型型第24页

24、，讲稿共190张，创作于星期二数控数控电电火花机床常火花机床常见见的功能的功能第25页，讲稿共190张，创作于星期二2.3.2 影响加工速度的主要因素影响加工速度的主要因素电参数的影响电参数的影响峰值电流的影响峰值电流的影响脉冲间隔对加工速度的影响脉冲间隔对加工速度的影响脉冲宽度对加工速度的影响脉冲宽度对加工速度的影响第26页，讲稿共190张，创作于星期二2.3 电火花加工工艺规律电火花加工工艺规律2.3.1 影响材料影响材料电蚀电蚀量的因素量的因素1.极性效应对电蚀量的影响极性效应对电蚀量的影响“正极性”接线法“负极性”接线法2.覆盖效应对电蚀量的影响覆盖效应对电蚀量的影响3电参数对电蚀量的

25、影响电参数对电蚀量的影响 4金属材料对电蚀量的影响金属材料对电蚀量的影响5工作液对电蚀量的影响工作液对电蚀量的影响第27页，讲稿共190张，创作于星期二峰值电流峰值电流150A峰值电流峰值电流80A峰值电流峰值电流40A峰值电流峰值电流20A脉冲间隔脉冲间隔1200s脉冲间隔脉冲间隔100s脉冲间隔脉冲间隔50s脉冲间隔脉冲间隔20s图图219脉冲宽度与加工速度的关系脉冲宽度与加工速度的关系图图220 220 脉冲间隔与加工速度关系脉冲间隔与加工速度关系图图221 峰值电流与加工速度关系峰值电流与加工速度关系第28页，讲稿共190张，创作于星期二2.3.2 影响加工速度的主要因素影响加工速度的

26、主要因素电极材料和加工极性的影响电极材料和加工极性的影响排屑条件的影响排屑条件的影响加工面积的影响加工面积的影响工件材料的影响工件材料的影响工作液的影响工作液的影响“抬刀抬刀”对加工速度的影响对加工速度的影响冲冲(抽抽)油压力的影响油压力的影响 非非电电参参数数的的影影响响第29页，讲稿共190张，创作于星期二峰值电流峰值电流48A峰值电流峰值电流30A 加工面积与加工速度的关系加工面积与加工速度的关系自适应抬刀自适应抬刀定时抬刀定时抬刀抬刀方式对加工速度的影响抬刀方式对加工速度的影响第30页，讲稿共190张，创作于星期二2.3.3 影响影响电极损耗的电极损耗的主要因素主要因素峰值电流的影响峰

27、值电流的影响脉冲间隔的影响脉冲间隔的影响脉冲宽度的影响脉冲宽度的影响加工极性加工极性的影响的影响电参数的影响电参数的影响第31页，讲稿共190张，创作于星期二脉冲宽度与电极相对损耗的关系脉冲宽度与电极相对损耗的关系脉冲宽度脉冲宽度50s脉冲宽度脉冲宽度200s脉冲宽度脉冲宽度1000s峰值电流与电极损耗的关系峰值电流与电极损耗的关系工件工件钢钢工具工具铜铜负极性加工负极性加工脉冲间隔对电极相对损耗的影响脉冲间隔对电极相对损耗的影响加工极性对电极损耗的影响加工极性对电极损耗的影响负极性负极性正极性正极性第32页，讲稿共190张，创作于星期二2.3.3 影响影响电极损耗的电极损耗的主要因素主要因素

28、冲油或抽油冲油或抽油的影响的影响电极的形状和尺寸电极的形状和尺寸的影响的影响加工面积加工面积的影响的影响电极材料电极材料的影响的影响非电参数的影响非电参数的影响第33页，讲稿共190张，创作于星期二加工面积对电极损耗的影响加工面积对电极损耗的影响 冲油压力对电极损耗的影响冲油压力对电极损耗的影响石墨石墨纯铜纯铜 电极加工方式电极加工方式第34页，讲稿共190张，创作于星期二影响因素影响因素说说明明减少点减少点击损击损耗的措施耗的措施脉冲脉冲宽宽度度脉脉宽宽越大，越大，损损耗越小耗越小脉冲脉冲宽宽度足度足够够大大峰峰值电值电流流峰峰值电值电流越大，流越大，电电极极损损耗越大耗越大减小峰减小峰值电

29、值电流流加工面加工面积积影响不大影响不大大于最小加工面大于最小加工面积积极性极性影响很大。影响很大。应应根据根据电电源、源、电电参数、工作液、参数、工作液、电电极极材料、工件材料，材料、工件材料，选择选择合适的极性合适的极性脉脉宽宽大大时时用正极性；脉用正极性；脉宽宽小小时时用用负负极极性；性；钢电钢电极用极用负负极性极性电电极材料极材料黄黄铜铜的的电电极极损损耗最大，耗最大，纯铜纯铜、铸铁铸铁和和钢钢次之，石次之，石墨和墨和铜钨铜钨、银钨银钨合金合金较较小小石墨适宜做粗加工石墨适宜做粗加工电电极；极；纯铜纯铜适宜做适宜做精加工精加工电电极极工件材料工件材料硬硬质质合金工件的合金工件的电电极极

30、损损耗比耗比铜铜工件大工件大采用高采用高压压脉冲或水做工作液脉冲或水做工作液工作液工作液水和水溶液比煤油容易水和水溶液比煤油容易实现实现低低损损耗加工耗加工在在许许可条件下，最好不采用可条件下，最好不采用强强迫冲迫冲（抽）油（抽）油排屑条件和二排屑条件和二次放次放电电在在损损耗耗较较小加工小加工时时，排屑条件越好，排屑条件越好则损则损耗越大；耗越大；在在损损耗耗较较大的参数加工大的参数加工时时，二次放，二次放电电会使会使损损耗增耗增加加影响影响电电极极损损耗的因素耗的因素第35页，讲稿共190张，创作于星期二2.3.4 影响影响加工精度的加工精度的主要因素主要因素加工斜度加工斜度放电间隙放电间

31、隙d dad其中：其中：d d为单边为单边起始放起始放电间电间隙；隙；a为单边放电蚀除量；为单边放电蚀除量；d为电为电极单边损耗量。极单边损耗量。工具电极的损耗工具电极的损耗第36页，讲稿共190张，创作于星期二2.3.5 影响影响表面质量的表面质量的因素因素1.影响表面粗糙度的主要因素影响表面粗糙度的主要因素 电电火花加工表面粗糙度直接影响其使用性能，如耐磨性、火花加工表面粗糙度直接影响其使用性能，如耐磨性、配合性配合性质质、接触、接触刚刚度、疲度、疲劳劳强强度和抗腐度和抗腐蚀蚀性等。尤其性等。尤其对对于于高速、高高速、高压压条件下工作的模具和零件，其表面粗糙度往往条件下工作的模具和零件，其

32、表面粗糙度往往决定其使用性能和使用寿命。决定其使用性能和使用寿命。电电火花加工工件表面的凹坑大小与火花加工工件表面的凹坑大小与单单个脉冲放个脉冲放电电能量有关，能量有关，单单个脉冲能量越大，个脉冲能量越大，则则凹坑越大。若把粗糙度凹坑越大。若把粗糙度值值大小大小简单简单地看成与地看成与电蚀电蚀凹坑的深度成正比，凹坑的深度成正比，则电则电火花加工表面粗糙度随火花加工表面粗糙度随单单个脉冲能个脉冲能量的增加而增大。量的增加而增大。第37页，讲稿共190张，创作于星期二2.3.5 影响影响表面质量的表面质量的因素因素2.电火花加工表面变化层和机械性能电火花加工表面变化层和机械性能电火花加工表面电火花

33、加工表面熔化层熔化层热影响层热影响层基体金属基体金属疲劳性能疲劳性能力学性能力学性能显微硬度及耐磨性显微硬度及耐磨性表面变化层表面变化层残余应力残余应力第38页，讲稿共190张，创作于星期二2.3.6 加工稳定性和电参数的选择加工稳定性和电参数的选择电火花加工稳定性电火花加工稳定性电参数与加工稳定性电参数与加工稳定性电极进给速度电极进给速度蚀除物的排出情况蚀除物的排出情况电极材料与工件材料电极材料与工件材料极性极性加工形状加工形状第39页，讲稿共190张，创作于星期二注：注：表示影响较小，表示影响较小，表示降低或减小，表示降低或减小，表示增大。表示增大。常用参数常用参数对对电火花加工电火花加工

34、工工艺艺的影响的影响第40页，讲稿共190张，创作于星期二2.4 电火花加工工艺电火花加工工艺图235 电火花加工步骤第41页，讲稿共190张，创作于星期二电电极材料极材料电电加工性能加工性能机械加工机械加工性能性能说说明明稳稳定性定性电电极极损损耗耗钢钢较较差差中等中等好好在在选择电选择电参数参数时时注意加工注意加工稳稳定性定性铸铁铸铁一般一般中等中等好好加工冷冲模加工冷冲模时时常用的常用的电电极材料极材料黄黄铜铜好好大大较较好好电电极极损损耗太大耗太大紫紫铜铜好好较较大大较较差差机械加工性好，易成形；机械加工性好，易成形；电电加工加工稳稳定性好，不易定性好，不易产产生生烧烧弧。但磨削困弧。

35、但磨削困难难石墨石墨较较好好小小较较好好极易成形；密度小，易于大型极易成形；密度小，易于大型电电极的制作；成本低极的制作；成本低仅仅为纯铜电为纯铜电极的极的铜钨铜钨合金合金好好小小较较好好价格价格贵贵，在深孔、直壁孔、硬，在深孔、直壁孔、硬质质合金模具加工中使用合金模具加工中使用银钨银钨合金合金好好小小较较好好价格价格贵贵，一般少用，一般少用 2.4.1 电火花加工准备工作电火花加工准备工作 1.电极准备电极准备第42页，讲稿共190张，创作于星期二2.电极设计电极设计加工电极加工电极实线为工件电极的理论形状、实线为工件电极的理论形状、尺寸尺寸虚线为工件修正后的理论虚线为工件修正后的理论形状、

36、尺寸形状、尺寸工件型腔工件型腔电极补偿图电极补偿图第43页，讲稿共190张，创作于星期二（1）电极的结构形式）电极的结构形式 整体整体电电极极 整体电极整体电极阶梯电极阶梯电极第44页，讲稿共190张，创作于星期二 组组合合电电极极组合电极组合电极第45页，讲稿共190张，创作于星期二 镶镶拼式拼式电电极极 电极垂直尺寸图电极垂直尺寸图电极水平截面尺寸缩放示意图电极水平截面尺寸缩放示意图第46页，讲稿共190张，创作于星期二电极开孔示意图电极开孔示意图第47页，讲稿共190张，创作于星期二3.电极的制造电极的制造 在在进进行行电电极制造极制造时时，尽可能将要加工的，尽可能将要加工的电电极坯料装

37、极坯料装夹夹在即将在即将进进行行电电火花加工的装火花加工的装夹夹系系统统上，避免因装卸而上，避免因装卸而产产生定位生定位误误差。差。常用的常用的电电极制造方法有：极制造方法有：切削加工切削加工、线切割加工线切割加工 电极的机械加工电极的机械加工（a）与线切割加工与线切割加工(b)第48页，讲稿共190张，创作于星期二4.电极装夹与校正电极装夹与校正 标准套筒形夹具标准套筒形夹具 螺纹夹头夹具螺纹夹头夹具钻夹头夹具钻夹头夹具第49页，讲稿共190张，创作于星期二石墨电极的装夹石墨电极的装夹按辅助基准面校正电极按辅助基准面校正电极第50页，讲稿共190张，创作于星期二5.工件的准备工件的准备(1)

38、工件的工件的预加工预加工 所留余量要合适，尽量做到余量均匀，否所留余量要合适，尽量做到余量均匀，否则则会影响型腔会影响型腔表面粗糙度和表面粗糙度和电电极不均匀的极不均匀的损损耗，破坏型腔的精度。耗，破坏型腔的精度。对对一些形状复一些形状复杂杂的型腔，可直接的型腔，可直接进进行行电电火花加工。火花加工。预预加工后使用的加工后使用的电电极上可能有极上可能有铣铣削等机加工痕迹，如用削等机加工痕迹，如用这这种种电电极精加工极精加工则则可能影响到工件的表面粗糙度。可能影响到工件的表面粗糙度。预预加工加工过过的工件的工件进进行行电电火花加工火花加工时时，在起始，在起始阶阶段加工段加工稳稳定性可能存在定性可

39、能存在问题问题。(2)热处理热处理(3)其它工序其它工序 工件在工件在预预加工后，便可以加工后，便可以进进行淬火、回火等行淬火、回火等热处热处理，即理，即热处热处理工序尽量安排在理工序尽量安排在电电火花加工前面，因火花加工前面，因为这样为这样可避免可避免热热处处理理变变形形对电对电火花加工尺寸精度、型腔形状等的影响。火花加工尺寸精度、型腔形状等的影响。工件在工件在电电火花加工前火花加工前还还必必须须除除锈锈去磁，否去磁，否则则在加工在加工中工件吸附中工件吸附铁铁屑，很容易引起拉弧屑，很容易引起拉弧烧伤烧伤。第51页，讲稿共190张，创作于星期二6.工件的工件的装夹与找正装夹与找正工件可直接装工

40、件可直接装夹夹在在垫块垫块或工作台上，通或工作台上，通过压过压板板压紧压紧即可，即可，也可采用永磁吸也可采用永磁吸盘盘将工件吸牢在工作台上。若工作台有将工件吸牢在工作台上。若工作台有坐坐标标移移动时动时，应应使工件基准使工件基准线线与拖板一与拖板一轴轴移移动动方向一致，方向一致，便于便于电电极与工件极与工件间间的校正与定位。的校正与定位。7.电极相对于工件的定位电极相对于工件的定位找正工件中心找正工件中心第52页，讲稿共190张，创作于星期二2.4.2 电火花加工方法电火花加工方法1.电火花穿孔加工方法电火花穿孔加工方法 凹模的电火花加工凹模的电火花加工L1L2若若凹模的尺寸凹模的尺寸为为L2

41、，工具，工具电电极相极相应应的尺寸的尺寸为为L1单边火花间隙值为单边火花间隙值为SL，则则：L2=L1+2SL 其中其中：火花火花间间隙隙值值SL主要取决于脉主要取决于脉冲参数与机床的精度。冲参数与机床的精度。第53页，讲稿共190张，创作于星期二（1）间接法）间接法间接法间接法 间间接法的接法的优优点是：点是：可以自由可以自由选择电选择电极材料，极材料，电电加工性能好。加工性能好。因因为为凸模是根据凹模另外凸模是根据凹模另外进进行配制，所以凸模和凹模的配合行配制，所以凸模和凹模的配合间间隙与放隙与放电间电间隙无关。隙无关。间间接法的缺点是：接法的缺点是：电电极与凸模分开制造，配合极与凸模分开

42、制造，配合间间隙隙难难以以保保证证均匀。均匀。第54页，讲稿共190张，创作于星期二（2）直接法）直接法凸模刃口凸模刃口主轴头主轴头工具电极工具电极（冲头）（冲头）工件（凹模）工件（凹模）主轴头主轴头工件（凹模）工件（凹模）切除部分切除部分主轴头主轴头工具电极工具电极（冲头）（冲头）工件（凹模）工件（凹模）凸模刃口凸模刃口（a）加工前）加工前（c）切除损耗部分）切除损耗部分（b）加工后）加工后 直接法直接法第55页，讲稿共190张，创作于星期二直接法的直接法的优优点是：点是：可以可以获获得均匀的配合得均匀的配合间间隙、模具隙、模具质质量高。量高。无无须须另外制作另外制作电电极。极。无无须须修配

43、工作，生修配工作，生产产率率较较高。高。直接法的缺点是：直接法的缺点是：电电极材料不能自由极材料不能自由选择选择，工具，工具电电极和工件都是磁性材极和工件都是磁性材料，易料，易产产生磁性，生磁性，电蚀电蚀下来的金属屑可能被吸附在下来的金属屑可能被吸附在电电极放极放电间电间隙的磁隙的磁场场中而形成不中而形成不稳稳定的二次放定的二次放电电，使加工，使加工过过程很不程很不稳稳定，定，故故电电火花加工性能火花加工性能较较差。差。电电极和冲极和冲头连头连在一起，尺寸在一起，尺寸较长较长，磨削，磨削时较时较困困难难。第56页，讲稿共190张，创作于星期二（3）混合法）混合法凸模刃口凸模刃口主轴头主轴头工具

44、电极工具电极（冲头）（冲头）工件（凹模）工件（凹模）主轴头主轴头工件（凹模）工件（凹模）切除部分切除部分主轴头主轴头工具电极工具电极（冲头）（冲头）工件（凹模）工件（凹模）凸模刃口凸模刃口（a）加工前）加工前（c）切除损耗部分）切除损耗部分（b）加工后）加工后 混合法混合法凸模冲头凸模冲头第57页，讲稿共190张，创作于星期二混合法的特点是：混合法的特点是：可以自由可以自由选择电选择电极材料，极材料，电电加工性能好。加工性能好。无无须须另外制作另外制作电电极。极。无无须须修配工作，生修配工作，生产产率率较较高。高。电电极一定要粘极一定要粘结结在冲在冲头头的非刃口端。的非刃口端。第58页，讲稿共

45、190张，创作于星期二（4）阶梯工具电极加工法）阶梯工具电极加工法 阶阶梯工具梯工具电电极加工法在冷冲模具极加工法在冷冲模具电电火花成型加工中极火花成型加工中极为为普遍，其普遍，其应应用方面有两种：用方面有两种：无无预预孔或加工余量孔或加工余量较较大大时时;在加工小在加工小间间隙、隙、无无间间隙的冷冲模具隙的冷冲模具时时，精加工段精加工段工具电极工具电极（冲头）（冲头）粗加工段粗加工段工件工件精加工段精加工段精加工段精加工段工具电极工具电极（冲头）（冲头）工具电极工具电极冲头冲头粗加工段粗加工段工件工件工件工件粗加工段粗加工段 阶梯工具电极加工冲模阶梯工具电极加工冲模第59页，讲稿共190张，

46、创作于星期二2.电火花成型加工方法电火花成型加工方法电电火花火花成型加工成型加工和和穿孔加工穿孔加工相比有下列特点：相比有下列特点：电电火花成型加工火花成型加工为为盲孔加工，工作液循盲孔加工，工作液循环环困困难难，电蚀产电蚀产物排除条件差。物排除条件差。型腔多由球面、型腔多由球面、锥锥面、曲面面、曲面组组成，且在一个型腔内常有各种成，且在一个型腔内常有各种圆圆角、凸台角、凸台或凹槽，有深有浅，或凹槽，有深有浅，还还有各种形状的曲面相接，有各种形状的曲面相接，轮轮廓形状不同，廓形状不同，结结构复构复杂杂。这这就使得加工中就使得加工中电电极的极的长长度和型面度和型面损损耗不一，故耗不一，故损损耗耗

47、规规律复律复杂杂，且，且电电极的极的损损耗不可能由耗不可能由进给实现补偿进给实现补偿，因此型腔加工的，因此型腔加工的电电极极损损耗耗较难进较难进行行补偿补偿。材料去除量大，表面粗糙度要求材料去除量大，表面粗糙度要求严严格。格。加工面加工面积变积变化大，要求化大，要求电规电规准的准的调节调节范范围围相相应应也大。也大。电电火花成型加工方法主要有：火花成型加工方法主要有：单电单电极直接成型工极直接成型工艺艺、多、多电电极更极更换换成型工成型工艺艺、数控平数控平动动成型工成型工艺艺等。等。选择时选择时要依据工件的技要依据工件的技术术要求、复要求、复杂杂程度、以及机程度、以及机床床类类型等确定。型等确

48、定。第60页，讲稿共190张，创作于星期二（1）单电极直接成型法）单电极直接成型法单电单电极直接成型法是指在极直接成型法是指在电电火花加工中只用一只火花加工中只用一只电电极加工出所有的型腔部位。极加工出所有的型腔部位。该该方法操作方法操作简单简单、不需要重复装、不需要重复装夹夹定位，提高了生定位，提高了生产产效率。下列几种情况适宜效率。下列几种情况适宜单电单电极直接成型法。极直接成型法。没有精度要求的没有精度要求的电电火花加工火花加工场场合。合。例如模具例如模具钳钳工中取出折断在工件中的工中取出折断在工件中的钻钻头头、丝锥丝锥等，利用等，利用单电单电极极简单简单、方便、省、方便、省时时、省力。

49、、省力。加工形状加工形状简单简单、精度要求不高的型腔。、精度要求不高的型腔。模具零件中很多部位是没有精模具零件中很多部位是没有精度要求的，度要求的，电电火花加工火花加工时时由于由于电电极极损损耗而残留的部位耗而残留的部位还还可以通可以通过钳过钳工修复来工修复来完成。完成。加工深度很浅的型腔。加工深度很浅的型腔。例如模具表面上的一些例如模具表面上的一些图图案、花案、花纹纹等。由于等。由于深度深度较较浅，所以浅，所以电电极极损损耗小，耗小，单电单电极完全能极完全能满满足其加工精度的要求。足其加工精度的要求。第61页，讲稿共190张，创作于星期二（2）多电极更换成型法）多电极更换成型法采用几个尺寸有

50、采用几个尺寸有缩缩放量的放量的电电极分极分别别完成型腔的粗、半精、精加工。完成型腔的粗、半精、精加工。粗加工粗加工半精加工半精加工精加工精加工 多电极更换成型法示意图多电极更换成型法示意图第62页，讲稿共190张，创作于星期二（3）数控平动成型法数控平动成型法 电电火花加工机床的数控系火花加工机床的数控系统统能能够实现够实现X、Y、Z等多轴控制，等多轴控制，电极和工件间可以按照预先编制好的程序进行微量移动。称为电极和工件间可以按照预先编制好的程序进行微量移动。称为数控平动加工法。数控平动加工法。平平动动加工是数控加工是数控电电火花加工的一种重要工火花加工的一种重要工艺艺方法，平方法，平动动方式