典型机械电产品构造电火花加工机床

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1、典型机械（电）产品构造第四章电火花加工机床特种加工定义：特种加工是当传统切削加工方法车、铣、钻、镗、刨、磨、拉、齿形加工对产品（或材料）无法实施或保证不了规定的精度要求时，而应用物理的电、化学、光、声、热等方法进行加工的手段。特种加工与传统加工方法的比较：传统加工方法依靠机械能、切削（磨削）力去除工件上多余的材料（接触式的、工具硬度高于被加工材料的硬度）。特种加工用其他能量去除金属材料（工具硬度可以低于被加工材料的硬度、非接触式的、工具和工件之间不存在切削力）。表常用特种加工方法的分类电火花加工的起源：电火花加工中的电蚀现象早在20世纪初就被人们发现，

2、如插头、开关的启闭所产生的电火花对接触表面的损害。但真正将电蚀现象运用到实际生产加工中的是：20世纪中期前苏联的拉扎林科夫妇俩在研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温使局部金属熔化、气化而被蚀除掉，从而开创和发明了电火花加工方法，并于1943年利用电蚀原理研制出世界上第一台实用化的电火花加工装置。我国在20世纪50年代初期开始研究电火花设备，并于60年代初研制出第一台靠模仿形电火花线切割机床，随后研制出具有我国特色的高速走丝线切割机床。电火花加工又称放电加工(ElectricalDischargeMachining，简称E

3、DM)：是一种利用电、热能量进行加工的方法。加工过程中，工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电。靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除下来。因放电过程可见到火花，故称之为电火花加工。日、英、美称之为放电加工，苏联称电蚀加工。在绝缘工作液中工具和工件（正、负电极）之间脉冲式火化放电局部、瞬时产生高温，使工件表面的金属熔化、气化、抛离工件表面。利用这一电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。一、电火花加工的原理和机理电火花用于尺寸加工的条件a.工具和工件之间保持适当的距离。b.电火花放电瞬时的脉冲性放电。c.加工必须在

4、介质中进行。a.脉冲电源b.间隙自动调节器c.机床本体d.工作液及其循环过滤装置.设备组成图4-2电火花表面局部放大图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。那么两电极表面的金属材料是如何被蚀除下来的呢？这一过程大致分为以下几个阶段(如图所示)：(1)极间介质的电离、击穿，形成放电通道(如图(a)所示)。工具电极与工件电极缓缓靠近，极间的电场强度增大，由于两电极的微观表面是凹凸不平的，因此在两极间距离最近的A、B处电场强度最大。(

5、2)电极材料的熔化、气化热膨胀(如图(b)、(c)所示)。液体介质被电离、击穿，形成放电通道后，通道间带负电的粒子奔向正极，带正电的粒子奔向负极，粒子间相互撞击，产生大量的热能，使通道瞬间达到很高的温度。通道高温首先使工作液汽化，进而气化，然后高温向四周扩散，使两电极表面的金属材料开始熔化直至沸腾气化。气化后的工作液和金属蒸气瞬间体积猛增，形成了爆炸的特性。所以在观察电火花加工时，可以看到工件与工具电极间有冒烟现象，并听到轻微的爆炸声。(3)电极材料的抛出(d)所示。正负电极间产生的电火花现象，使放电通道产生高温高压。通道中心的压力最高，工作液和金属气

6、化后不断向外膨胀，形成内外瞬间压力差，高压力处的熔融金属液体和蒸汽被排挤，抛出放电通道，大部分被抛入到工作液中。仔细观察电火花加工，可以看到桔红色的火花四溅，这就是被抛出的高温金属熔滴和碎屑。(4)极间介质的消电离(如图(e)所示)。加工液流入放电间隙，将电蚀产物及残余的热量带走，并恢复绝缘状态。若电火花放电过程中产生的电蚀产物来不及排除和扩散，产生的热量将不能及时传出，使该处介质局部过热，局部过热的工作液高温分解、积炭，使加工无法继续进行，并烧坏电极。因此，为了保证电火花加工过程的正常进行，在两次放电之间必须有足够的时间间隔让电蚀产物充分排出，恢复放

7、电通道的绝缘性，使工作液介质消电离。上述步骤(1)～(4)在一秒内约数千次甚至数万次地往复式进行，即单个脉冲放电结束，经过一段时间间隔(即脉冲间隔)使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲又作用到工具电极和工件上，又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，蚀出另一个小凹坑。这样以相当高的频率连续不断地放电，工件不断地被蚀除，故工件加工表面将由无数个相互重叠的小凹坑组成(如图1-2所示)。所以电火花加工是大量的微小放电痕迹逐渐累积而成的去除金属的加工方式。二、电火花加工的特点及其应用优点：1.非接触加工；2.可以‘以柔克刚’，实现难加工材料加工；3.可

8、以加工特殊及复杂形状零件；4.脉冲参数可在较大范围内调节，同一台机床完成粗、精加工；5.直接利