电火花加工的基本原理及设备.ppt

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1、第二章电火花加工的基本原理及设备1.电火花加工的基本原理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:。(1)极间介质的电离、击穿及放电通道的形成.(2)介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀.(3)电极材料的抛出.(4)极间介质的消电离.看图看图看图看图单脉冲放电凹坑多脉冲放电凹坑电火花表面局部放大图进行电火花加工应具备如下条件：(1)工具和工件之间必须保持一定的间隙。(2)必须采用脉冲电源。(3

2、)在有一定绝缘性能的介质中放电电火花加工的特点特点优点缺点（1）能加工用切削的方法难于加工或无法加工的高硬度导电材料在电火花加工过程中，主要是靠电、热能进行加工，几乎与力学性能（硬度、强度等）无关。从而使工件的加工不受工具硬度、强度的限制，实现了用软质的材料（如：石墨、铜等）加工硬质的材料（如：淬火钢、硬质合金和超硬材料等）。（2）便于加工细长、薄、脆性零件和形状复杂的零件由于加工过程中，工具与工件没有直接接触，这样就使工件与工具之间没有机械加工的切削力，机械变形小，因此可以加工复杂形状和进行微细加工。（3）工件变形小，加工精度高目前，电火花加工的精度可达0.01～0.05mm，在精密光

3、整加工时可小于0.005mm。（4）易于实现加工过程的自动化电火花加工主要利用电能进行加工，而电能、电参数较机械量易于实现自动化控制。目前我国电火花加工机床大多都是数字控制。(1)极间介质的电离、击穿及放电通道的形成.负极工作液放电通道正极(3)电极材料的抛出.翻边突起凝固微粒(2)介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀.从正极上熔化并抛出金属的区域从负极上熔化并抛出金属的区域气泡(4)极间介质的消电离.放电形成的凹坑（1）只能对导电材料进行加工通过电火花加工原理的分析，我们可以看出，电火花加工所用的工具和工件必需是导体，所以塑料、陶瓷等绝缘的非导体材料不能用电火花进行加工。（2）加工精度

4、受到电极损耗的限制由于加工过程中，工具电极同样会受到电、热的作用而被蚀除，特别是在尖角和底面部分，蚀除量较大，又造成了电极损耗不均匀的现象，所以电火花加工的精度受到限制。3）加工速度慢由于火花放电时产生的热量只局限在电极表面，而且又很快被介质冷却，所以加工速度要比机械加工慢。（4）最小圆角半径受到放电间隙的限制虽然电火花加工具有一定的局限性，但与传统的切削加工相比仍有巨大的优势，因此其应用领域日益扩大，目前已广泛应用于机械（特别是模具制造）、航空航天、电子、电器、仪器仪表等行业，用来解决难加工材料及复杂形状零件的加工问题。2.2.1电火花加工机床简介1、国产电火花穿孔、成形加工机床的型号

5、与参数我国国标规定，电火花成形机床均用D71加上机床工作台面宽度的1／10表示。例如。其型号表示方法如下：机床工作台宽度(320cm)电火花成形加工机床电加工机床(如为数控电加工机床，则在D后加K)D7132大小D7125以下小型D7125～D7163中型D7163以上大型随着科学技术的进步，国外已经大批生产三坐标数控电火花机床，以及带工具电极库能按程序自动更换电极的电火花加工中心，我国的大部分电加工机床厂现在也正开始研制生产三坐标数控电火花加工机床。单轴数控电火花成型机床多轴数控电火花成型机床电火花加工中心2.2.2电火花加工机床结构电火花加工机床机床本体脉冲电源自动进给调节系统工作液

6、过滤和循环系统数控系统工作液过滤和循环系统数控系统脉冲电源自动进给调节系统机床本体床身立柱主轴头及附件工作台机床本体三部分是电火机床的骨架，起着支撑定位和便于操作的作用。立柱主轴头工作台床身电火花加工时粗加工的电火花放电间隙比中加工的放电间隙要大，而中加工的电火花放电间隙比精加工的放电间隙又要大一些。当用一个电极进行粗加工时，将工件的大部分余量蚀除掉后，其底面和侧壁四周的表面粗糙度很差，为了将其修光，就得转换规准逐挡进行修整。但由于中、精加工规准的放电间隙比粗加工规准的放电间隙小，若不采取措施则四周侧壁就无法修光了平动头就是为解决修光侧壁和提高其尺寸精度而设计的。平动头的动作原理利用偏心

7、机构将伺服电机的旋转运动通过平动轨迹保持机构转化成电极上每一个质点都能围绕其原始位置在水平面内作平面小圆周运动，许多小圆的外包络线面积就形成加工横截面积.如图2-7所示，其中每个质点运动轨迹的半径就称为平动量，其大小可以由零逐渐调大，以补偿粗、中、精加工的电火花放电间隙δ之差，从而达到修光型腔的目的。图2-7平动头扩大间隙原理图数控平动头平动头电火花加工的特点(1)可以通过改变轨迹半径来调整电极的作用尺寸，因此尺寸加工不再受放电间隙