【正文】 太原科技大學機電學院 內(nèi)容簡介 : 了解電火花加工機理、特點、放電間隙特征、加工過程的控制以及檢測；掌握電火花成型加工的原理、機床的組成、工藝方法和實際應用。 [返回首頁 ] Wang chenggang 2 太原科技大學機電學院 第一節(jié) 電火花加工基本原理及其分類 第二節(jié) 電火花加工機理 第三節(jié) 電火花加工機床 第四節(jié) 電火花加工工藝及基本規(guī)律 第五節(jié) 電火花穿孔成型加工 第二章 電火花加工 [返回首頁 ] 第六節(jié) 其它電火花 太原科技大學機電學院 第一節(jié) 電火花加工基本原理、特點、分類和應用范圍 ? 電火花加工原理 ? 電火花加工的特點 ? 電火花加工分類和應用范圍 Wang chenggang 4 太原科技大學機電學院 一、電火花加工原理 電火花加工又稱放電加工（ Electrical Discharge Machining 簡稱 EMD）。它是在加工過程中 ,使工具和工件之間不斷產(chǎn)生脈沖性的火花放電 ,靠放電時產(chǎn)生的局部、瞬時的高溫將金屬蝕除下來。這種利用火花放電產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象對金屬材料進行加工的方法叫電火花加工。 Wang chenggang 5 太原科技大學機電學院 電火花加工的基本條件 ①作為工具和工件的兩個電極應有適當?shù)拈g隙并在加工過程中保持這一間隙； ②放電時間應該十分短促，使電熱來不及傳導擴散，把放電熱量局部限在很小的范圍內(nèi)。 ③為了得到一定的加工精度，放電通道截面應盡可能壓縮到最小值，使放電能量高度集中；同時蝕除屑要能迅速排除，放電停止后要迅速恢復電極間隙的絕緣能力 (消電離 )，以防電弧放電； ④輸運到工件表面處的能量要足夠大，即放電通道要有足夠的電流密度，以保證一定的生產(chǎn)能力。 Wang chenggang 6 太原科技大學機電學院 Wang chenggang 7 太原科技大學機電學院 二、電火花加工的特點 1. 可以加工任何硬、脆、韌、軟、高溶點的導電材料，材料的可加工性主要取決于材料的導電性及熱學特性，如：熔點、沸點（汽化點）、比熱容、導熱系數(shù)，電阻率等，幾乎與其力學性能無關，且在一定條件下，還可加工半導體材料和非導體材料； 2. 加工中工具電極和工件不直接接觸，沒有機械加工的切削力，因此適宜加工低剛度工件及微細加工，同時可以簡單地將工具電極的形狀復制到工件上，因此特別適用于復雜表面形狀工件的加工； 3. 當脈沖放電的持續(xù)時間很短時，放電時所產(chǎn)生的熱量來不及擴散，減小材料被加工表面的熱影響層，提高材料加工后的表面質量，還適合加工熱敏感性較強的材料； 4. 脈沖參數(shù)可以在一個較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，可以在同一臺機床上連續(xù)進行粗、半精及精加工； 5。 直接利用電能進行加工，便于實現(xiàn)自動化。 Wang chenggang 8 太原科技大學機電學院 （ 1）可以加工難以用金屬切削方法加工的零件 ,不受材料硬度影響。 （ 2）由于工具電極與工件電極不直接接觸 ,沒有機械切削力。所以在制作工具電極時不必考慮其受力特性 ,工具電極可以做的十分微細 ,能進行微細加工和復雜型面加工。 （ 3）電火花加工是通過脈沖放電來蝕除金屬材料的 ,而脈沖電源的參數(shù)隨時可調(diào) ,因此在同一情況下 ,只需調(diào)整電參數(shù)即可切換粗、半精、精、超精加工。 ： Wang chenggang 9 太原科技大學機電學院 ： (1)電火花加工生產(chǎn)效率低。 (2)被加工的工件只能是導體 (3)存在電極損耗 ,這就影響了成型精度 (4)加工表面有變質層。 (5)加工過程必須在工作液中進行。電火花加工時放電部位必須在工作液中 ,否則將引起異常放電。 (6)線切割加工有厚度極限。 . 。 Wang chenggang 10 太原科技大學機電學院 三、電火花加工的分類和發(fā)展現(xiàn)狀 采用成型工具電極進行仿形電火花加工的方法 根據(jù)目前電火花設備使用情況來分 ,可分為 3大類 : 利用金屬線作為電極對工件進行切割的方法 如電火花磨削加工、電火花回轉加工、電火花研磨、珩磨以及金屬電火花表面強化、刻字等 Wang chenggang 11 太原科技大學機電學院 Wang chenggang 12 太原科技大學機電學院 電火花加工的發(fā)展概況 國外電火花加工的發(fā)展 目前計算機技術廣泛應用于工業(yè)領域 ,電火花加工實現(xiàn)了數(shù)控化和無人化。美國、日本的一些電火花加工設備生產(chǎn)公司依靠其精密機械制造的雄厚實力 ,通過兩軸、三軸和多軸數(shù)控系統(tǒng)、自動工具交換系統(tǒng)及采用多方向伺服的平動、搖動方案 ,解決了電火花加工技術中一系列實質性的問題。隨著具有高精度、高剛度、高自動化、高加工表面粗糙度的機床不斷出現(xiàn) ,使加工的功能及范圍不斷擴大。如今 ,在國際上 ,電火花加工可以加工大至數(shù)十噸重的模具和零件 ,小至只有幾微米的微孔。 在電火花線切割方面 ,目前已過渡到全面計算機控制的階段。變截面三維圖形的線切割工藝、自動穿絲系統(tǒng)及鏡面線切割技術都已達到了實用化階段。 Wang chenggang 13 太原科技大學機電學院 我國電火花加工的發(fā)展 20世紀 50年代初期 ,我國開始研究和試制電火花鍍敷設備 ,即把硬質合金用電火花工藝鍍敷在高速鋼金屬切削刀具和冷沖模刃口上 ,提高金屬切削刀具和模具的使用壽命。同時我國還成功研制了電火花穿孔機 ,并廣泛應用于柴油機噴嘴小孔的加工。 60年代初 ,上?？茖W院電工研究所成功研制了我國第一臺靠模仿形電火花線切割機床。隨后又出現(xiàn)了具有我國特色的冷沖模工藝 ,即直接采用凸模打凹模的方法 ,使凸凹模配合的均勻性得到了保證 ,大大簡化了工藝過程。 60年代末 ,上海電表廠張維良工程師在陽極切割的基礎上發(fā)明了我國獨有的高速走絲線切割機床。上海復旦大學研制出電火花線切割數(shù)控系統(tǒng)。 70年代隨著電火花工藝裝備的不斷進步 ,電火花型腔模具成型加工工藝已經(jīng)成熟。線切割工藝也從加工小型冷沖模發(fā)展到可以加工中型和較大型模具。切割厚度不斷增加 ,加工精度也不斷提高。 80年代以來計算機技術飛速發(fā)展 ,電火花加工也引進了數(shù)控技術和電腦編程技術 ,數(shù)控系統(tǒng)的普及 ,使人們從繁重、瑣碎的編程工作中解放出來 ,極大的提高了效率。 [返回本章目錄 ] [返回首頁 ] Wang chenggang 14 太原科技大學機電學院 第二節(jié) 電火花加工機理 極間介質的電離、擊穿、形成放電通道 介質熱分解、電極材料熔化、氣化熱膨脹 電極材料的拋出 極間介質的消電離 Wang chenggang 15 太原科技大學機電學院 1) 極間介質的電離、擊穿、形成放電通道 放電通道是有大量帶正電和負電的粒子以及中型粒子組成 ,帶電粒子高速運動 ,相互碰撞 ,產(chǎn)生大量熱能 ,使通道溫度升高 ,通道中心溫度可達到10000攝氏度以上。由于放電開始階段通道截面很小 ,而通道內(nèi)有高溫熱膨脹形成的壓力高達幾萬帕 ,高溫高壓