【正文】 太原科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 內(nèi)容簡介 : 了解電火花加工機(jī)理、特點(diǎn)、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(jī)床的組成、工藝方法和實(shí)際應(yīng)用。 [返回首頁 ] Wang chenggang 2 太原科技大學(xué)機(jī)電學(xué)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(jī)理 第三節(jié) 電火花加工機(jī)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(xué)機(jī)電學(xué)院 第一節(jié) 電火花加工基本原理、特點(diǎn)、分類和應(yīng)用范圍 ? 電火花加工原理 ? 電火花加工的特點(diǎn) ? 電火花加工分類和應(yīng)用范圍 Wang chenggang 4 太原科技大學(xué)機(jī)電學(xué)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(shí)產(chǎn)生的局部、瞬時(shí)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(jìn)行加工的方法叫電火花加工。 Wang chenggang 5 太原科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 電火花加工的基本條件 ①作為工具和工件的兩個(gè)電極應(yīng)有適當(dāng)?shù)拈g隙并在加工過程中保持這一間隙； ②放電時(shí)間應(yīng)該十分短促，使電熱來不及傳導(dǎo)擴(kuò)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(yīng)盡可能壓縮到最小值，使放電能量高度集中；同時(shí)蝕除屑要能迅速排除，放電停止后要迅速恢復(fù)電極間隙的絕緣能力 (消電離 )，以防電弧放電； ④輸運(yùn)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(xué)機(jī)電學(xué)院 Wang chenggang 7 太原科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 二、電火花加工的特點(diǎn) 1. 可以加工任何硬、脆、韌、軟、高溶點(diǎn)的導(dǎo)電材料，材料的可加工性主要取決于材料的導(dǎo)電性及熱學(xué)特性，如：熔點(diǎn)、沸點(diǎn)（汽化點(diǎn)）、比熱容、導(dǎo)熱系數(shù)，電阻率等，幾乎與其力學(xué)性能無關(guān)，且在一定條件下，還可加工半導(dǎo)體材料和非導(dǎo)體材料； 2. 加工中工具電極和工件不直接接觸，沒有機(jī)械加工的切削力，因此適宜加工低剛度工件及微細(xì)加工，同時(shí)可以簡單地將工具電極的形狀復(fù)制到工件上，因此特別適用于復(fù)雜表面形狀工件的加工； 3. 當(dāng)脈沖放電的持續(xù)時(shí)間很短時(shí)，放電時(shí)所產(chǎn)生的熱量來不及擴(kuò)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(zhì)量，還適合加工熱敏感性較強(qiáng)的材料； 4. 脈沖參數(shù)可以在一個(gè)較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，可以在同一臺(tái)機(jī)床上連續(xù)進(jìn)行粗、半精及精加工； 5。 直接利用電能進(jìn)行加工，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 Wang chenggang 8 太原科技大學(xué)機(jī)電學(xué)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(jī)械切削力。所以在制作工具電極時(shí)不必考慮其受力特性 ,工具電極可以做的十分微細(xì) ,能進(jìn)行微細(xì)加工和復(fù)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(shí)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(xué)機(jī)電學(xué)院 ： (1)電火花加工生產(chǎn)效率低。 (2)被加工的工件只能是導(dǎo)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(zhì)層。 (5)加工過程必須在工作液中進(jìn)行。電火花加工時(shí)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(xué)機(jī)電學(xué)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(jìn)行仿形電火花加工的方法 根據(jù)目前電火花設(shè)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(jìn)行切割的方法 如電火花磨削加工、電火花回轉(zhuǎn)加工、電火花研磨、珩磨以及金屬電火花表面強(qiáng)化、刻字等 Wang chenggang 11 太原科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 Wang chenggang 12 太原科技大學(xué)機(jī)電學(xué)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(jì)算機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域 ,電火花加工實(shí)現(xiàn)了數(shù)控化和無人化。美國、日本的一些電火花加工設(shè)備生產(chǎn)公司依靠其精密機(jī)械制造的雄厚實(shí)力 ,通過兩軸、三軸和多軸數(shù)控系統(tǒng)、自動(dòng)工具交換系統(tǒng)及采用多方向伺服的平動(dòng)、搖動(dòng)方案 ,解決了電火花加工技術(shù)中一系列實(shí)質(zhì)性的問題。隨著具有高精度、高剛度、高自動(dòng)化、高加工表面粗糙度的機(jī)床不斷出現(xiàn) ,使加工的功能及范圍不斷擴(kuò)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(jì)算機(jī)控制的階段。變截面三維圖形的線切割工藝、自動(dòng)穿絲系統(tǒng)及鏡面線切割技術(shù)都已達(dá)到了實(shí)用化階段。 Wang chenggang 13 太原科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 我國電火花加工的發(fā)展 20世紀(jì) 50年代初期 ,我國開始研究和試制電火花鍍敷設(shè)備 ,即把硬質(zhì)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(shí)我國還成功研制了電火花穿孔機(jī) ,并廣泛應(yīng)用于柴油機(jī)噴嘴小孔的加工。 60年代初 ,上?？茖W(xué)院電工研究所成功研制了我國第一臺(tái)靠模仿形電火花線切割機(jī)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(chǔ)上發(fā)明了我國獨(dú)有的高速走絲線切割機(jī)床。上海復(fù)旦大學(xué)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(jìn)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(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展 ,電火花加工也引進(jìn)了數(shù)控技術(shù)和電腦編程技術(shù) ,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(xué)機(jī)電學(xué)院 第二節(jié) 電火花加工機(jī)理 極間介質(zhì)的電離、擊穿、形成放電通道 介質(zhì)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(zhì)的消電離 Wang chenggang 15 太原科技大學(xué)機(jī)電學(xué)院 1) 極間介質(zhì)的電離、擊穿、形成放電通道 放電通道是有大量帶正電和負(fù)電的粒子以及中型粒子組成 ,帶電粒子高速運(yùn)動(dòng) ,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(dá)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?zé)崤蛎浶纬傻膲毫Ω哌_(dá)幾萬帕 ,高溫高壓