精密与特种加工技术第四章电火花加工

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1、第四章电火花加工4.1概述4.2电火花加工的机理4.3电火花加工中的一些基本规律4.4电火花加机床工4.5电火花成形加工的应用4.6其它电火花加工机术▼▼▼▼▼▼4.1概述返回4.1概述电火花加工又称放电加工（简称ＥDM），其加工过程与传统的机械加工完全不同。电火花加工是一种电、热能加工方法。在正常电火花加工过程中，电极与工件并不接触，而是保持一定的距离，在工件与电极间施加一定的脉冲电压，当电极向工件进给至某一距离时，两极间的工作液介质被击穿，局部产生火花放电，放电产生的瞬时高温将电极对的表面材料熔化甚至

2、汽化，使材料表面形成电腐蚀的坑穴。4.1.1基本概念如适当控制这一过程，就能准确地加工出所需的工件形状。在放电过程中常伴有火花，故称作电火花加工。在加工时，工件与加工所用的工具为极性不同的电极对，电极对之间多充满工作液，主要起恢复电极间的绝缘状态及带走放电时产生的热量的作用，以维持电火花加工的持续放电。适用于无法采用刀具切削或切削加工十分困难的场合，如航天、航空领域的众多发动机零件、蜂窝密封结构件、深窄槽及狭缝等加工，特别适宜于加工弱刚度、薄壁工件的复杂外形，异形孔以及形状复杂的型腔模具，弯曲孔等。加工时

3、，工具电极与工件并不直接接触，两者之间宏观作用力极小，工具电极不须比工件材料硬，因此工具电极制造容易。4.1概述4.1.2电火花加工的特点直接利用电能进行加工，因此易于实现加工过程的自动控制及实现无人化操作；并可减少机械加工工序，加工周期短，劳动强度低，使用维护方便。由于火花放电时工件与电极均会被蚀除，因此电极的损耗对加工形状及尺寸精度的影响比切削加工时刀具的影响要大。20世纪40年代后期，前苏联科学家鲍·拉扎连科针对插头或电器开关在闭合与断开时经常发生电火花烧蚀这一现象，经过反复的试验研究，他终于发明了

4、电火花加工技术，把对人类有害的电火花烧蚀转化为对人类有益的一种全新工艺方法。4.1概述4.1.3发展概况我国是国际上开展电火花加工技术研究较早的国家之一，由中国科学院电工所牵头，到２０世纪５０年代后期也先后研制了电火花穿孔机床和线切割机床。我国电火花成形机床经历了双机差动式主轴头，电液压主轴头，力矩电机或步进电机主轴头，直流伺服电机主轴头，交流伺服电机主轴头，到直线电机主轴头的发展历程控制系统也由单轴简易数控逐步发展到对双轴、三轴联动乃至更多轴的联动控制；脉冲电源也以最初的ＲC弛张式电源，及脉冲发电机，逐

5、步推出电子管电源，闸流管电源，晶体管电源，晶闸管电源及ＲＣ、ＲＬＣ电源复合的脉冲电源。4.1概述4.1.3发展概况成形机床的机械部分以滑动导轨、滑动丝杠副逐步发展为滑动贴塑导轨、滚珠导轨、直线滚动导轨及滚珠丝杠副，机床的机械精度达到了微米级，最佳加工表面粗糙度已由最初的Ｒa32μｍ提高到目前的Ｒa0.02μｍ，从而使电火花成形加工步入镜面、精密加工技术领域，与国际先进水平的差距逐步缩小。电火花成形加工的应用范围从单纯的穿孔加工冷冲模具、取出折断的丝锥与钻头，逐步扩展到加工汽车、拖拉机零件的锻模、压铸模及注

6、塑模具，近几年又大踏步跨进精密微细加工技术领域，为航空、航天及电子、交通、无线电通讯等领域解决了切削加工无法胜任的一大批零部件的加工难题。★面对现代制造业的快速发展，电火花加工技术在“一特二精”方面具有独特的优势。“一特”即特殊材料加工，在这一领域，切削加工难以完成，是电加工的最佳研究开发领域。“二精”是精密模具及精密微细加工。微精加工是切削加工的一大难题，而电火花加工由于作用力小，对加工微细零件非常有利。★随着计算机技术的快速发展，将以往的成功工艺经验进行归纳总结，建立数据库，开发出专家系统，使电火花成

7、形加工及线切割加工的控制水平及自动化、智能化程度大大提高。4.1概述4.1.4应用前景★新型脉冲电源的不断研究开发。使电极损耗大幅降低，再辅以低能耗新型电极材料的研究开发，有望将电火花成形加工的成形精度及线切割加工的尺寸精度再提高一个数量级，达到亚微米级，则电火花加工技术在精密微细加工领域可进一步扩大其应用范围。4.2电火花加工的机理返回√电火花加工的原理是基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲性火花放电时的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。4.2电火花加工的机理

8、4.2.1电火花加工的基本原理√电火花腐蚀的主要原因：电火花放电时火花通道中瞬时产生大量的热，达到很高的温度，足以使任何金属材料局部熔化、气化而被蚀除掉，形成放电凹坑。√利用电腐蚀现象对金属材料进行尺寸加工应具备的条件：（1）必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，这一间隙随加工条件而定，通常约为几微米至几百微米。4.2电火花加工的机理4.2.1电火花加工的基本原理√利用电腐蚀现象对金属材料进行尺寸加工应具备