提高成形电火花加工效率的工艺探讨_李建原

提高成形电火花加工效率的工艺探讨_李建原
提高成形电火花加工效率的工艺探讨_李建原

提高成形电火花加工效率的工艺探讨

李建原

(中国工程物理研究院机械制造工艺研究所,四川绵阳 621900)

摘要:根据多年的电火花加工实践经验,主要针对如何提高成形电火花加工效率的工艺技术进行了综合探讨,重点阐述加工工艺、机床调整、操作等要点方面,从而提高成形电火花加工效率和质量。

关键词:电火花加工;加工效率;工艺技术

Technological analysis of improving EDM efficiency

LI Jian-yuan

( Institute of Machinery Manufacturing Technology, China Academy of Engineering Physics,

Mianyang 621900, China )

Abstract:According to decades years experiment of working on electric discharge machining (EDM), analyzing the methods of improving sinking EDM efficiency from the points of machining technology, machine tool and operating skill, in order to increase EDM efficiency and improve EDM quality.

Key words:EDM;machining efficiency;technology

电火花加工是一种重要的工艺方法,尤其型腔、滑块、镶件、斜销等零件的众多沟槽拐角都需进行电火花加工,但其加工速度较慢。如何通过有效、可行的工艺措施,在保证加工质量前提下,提高电火花加工机床的加工效率,依靠高效率来缩短制造周期、降低制造成本,一直是制造行业关注的主要问题之一。

本文从实际加工经验出发,从工艺、机床调整和操作三方面总结,详细探讨了提高电火花加工效率的工艺措施。

1 电火花加工工艺

1.1 采用机械加工去除大部分材料

电火花加工是靠微观的热融化过程一点点蚀除材料,比机械切削加工去除材料的过程要慢得多。因此在进行电火花加工之前,先对工件加工部位用机械加工方法进行粗加工,仅将刀具精铣困难或无法精铣的部位留给电火花加工,这样能使电火花加工的材料量大为减少,可大幅度提高工件的综合加工效率。对于大的型腔,即使是进行了机械粗加工,如果给电火花加工留的余量过多也会降低加工效率。

1.2 根据加工情况决定工艺方法

电火花加工有单电极直接成形工艺、多电极更换成形工艺等。选择工艺时不仅要考虑加工速度,还应详细考虑加工精度和表面粗糙度要求。单电极直接成形工艺采用一只电极加工出所需型腔形状,用于加工形状简单、精度要求不高的型腔,不需进行重复的装夹操作,可提高电火花加工的效率。对于加工要求较高的场合,通常采用多电极加工工艺方法,首先用

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粗加工电极蚀除大量材料,然后用精加工电极进行精加工,精加工时还可考虑换用多个电极来补偿电极的损耗。在精度要求较高的加工场合,若只使用一只电极来进行加工,在实际加工过程反而会因为不能选用较大的电参数进行粗加工,导致加工的效率极其低下;另一种情况是,若在加工要求不高的情况下,使用多个电极来进行加工,也必然会降低加工效率。

1.3 合理选用电极材料

电极材料的选取直接关系到放电的效果,在很大程度上,材料的选取是否恰当,决定了放电速度、加工精度及表面粗糙度的最终情况。应根据不同类型模具加工的实际需求,有针对性地进行电极材料的选用。选择电极材料时应考虑电极的选用,若大小电极一律选用同种电极材料,将会影响电火花加工的效率。

电火花加工通常使用紫铜电极和石墨电极两种。紫铜电极,较容易获得稳定的加工状态,可获得轮廓清晰的型腔,但其加工表面粗糙度值低,通常适用于低损耗的加工条件,由于低损耗加工的平均电流较小,且不适合大电流加工,其生产率并不高。石墨电极,在加工蚀除量较大的情况下能实现低损耗、高速粗加工,但在精加工中放电稳定性较差、容易过渡到电弧放电,因而只能选取损耗较大的加工参数来加工。根据加工经验,使用石墨电极加工锻模的大型腔,其加工速度高,比使用紫铜电极可节省约1/3的时间。有些企业不分场合地习惯性选用石墨电极,导致模具在表面粗糙度要求低于Ra 0.8 μm的加工场合,始终难以稳定地达到加工要求,于是反复进行返修加工,极大地降低了加工效率,此时若选用紫铜电极,问题将会迎刃而解。因此选择电极材料时,应根据加工要求作出合理的选择。

1.4 确定适当的电极缩放量

电极缩放量的选取要考虑多方面因素。电火花加工有平动和不平动两种加工方式,数控电火花加工机床一般都可进行平动加工,而传统电火花加工机床若没有安装平动头就不能进行平动加工。这两种加工方式的电极缩放量的选取是有区别的。

不采用平动加工时,加工尺寸主要取决于精加工控制。确定精加工电极缩放量时应先考虑为达到预定表面粗糙度选用的电参数条件,明确该条件下火花间隙大小,再确定电极缩放量,一般取单侧0.02~0.06 mm;确定粗加工电极缩放量时以考虑加工速度和为精加工预留适当余量为标准,一般取单侧0.15~0.25 mm。

采用电极平动加工时,加工的尺寸精度取决于对放电间隙、电极缩放量和平动量的控制。由于平动量的大小是可控的,所以可根据放电间隙的大小调节平动量,这样较容易控制加工的尺寸,电极缩放量的大小也就可相对大一些,尤其是在精加工时。

总之,可根据具体情况来灵活选取电极材料。粗加工中一般不采用平动加工,电极缩放量取单侧0.15~0.30 mm。精加工采用多段加工条件用平动的方法来改善排屑状况,达到稳定的加工,可获得侧面与底面更均匀的表面粗糙度,电极的缩放量常取0.05~0.15 mm。

成形电火花加工中,通常会因电极缩放量取得太小、不能选用较大的放电条件而导致加工效率低下。如在加工允许的情况下,粗加工电极的缩放量取单侧0.30 mm选用的电参数比取单侧0.15 mm的电参数要提高速度在2~3倍以上。平动加工时精加工电极可根据加工情况,适当增大电极缩放量有利于提高加工速度。必须注意,增大电极缩放量后必须相应提高放电参数的能量,且不可盲目增大电极缩放量,否则反而会降低加工效率。如粗加工将电极缩放量取单侧0.80 mm,而实际加工虽选择了较大的放电参数,但实际的放电间隙可能只有单侧0.30 mm左右,那么将会为后续加工留下了较多的材料余量,必将降低加工效率。数控电火

花加工机床如按传统机床的电极缩放方法,不利用平动加工的功能,必将降低加工效率,尤其是在精加工中。如电极缩放量取单侧0.03 mm,那么只能选用一个较小的放电参数进行加工,如粗加工中的材料余量稍多的话,甚至可能出现无法加工的情况;如将电极缩放量增加到单侧0.08 mm,那么加工的放电参数可增大,能很快地将材料余量去除,然后再利用平动功能来逐步修光侧面。对于加工电极是圆形、方形的情况更应如此。普通加工中适当增大电极缩放量并不会对形状造成多大影响,精密加工时才应特殊对待。

1.5 电极设计考虑“面积效应”

“面积效应”是指电火花加工中因加工面积变化引起加工速度等工艺指标变化的效应。当电火花加工的面积小到某一临界值时,加工速度会显著降低。因为加工面积小,在单位面积上脉冲放电过分集中,致使放电间隙的电蚀产物排除不畅,同时会产生气体排除液体的现象,造成放电加工在气体介质中进行,从而大大降低加工速度。因此设计电极时,尽量考虑不拆分加工面积太小的电极,而多使用整体式电极。但当整体式电极面积较大、且加工深度较深、排屑困难的情况下,应考虑将整体电极分拆成几个电极进行分次加工,可根据型腔的几何形状把电极分解成主型腔电极和副型腔电极。否则在加工中会出现放电不稳定的情况,导致加工效率低下、精度难以保证等不良情况。

2 电火花加工机床调整的要点

2.1 电参数的调节

电参数选择的好坏,直接影响加工的各项工艺指标。电参数调节的最终目的是达到预定的加工尺寸、表面粗糙度要求,并达到较高的加工效率。电参数调节时应考虑:电极数目、电极损耗、加工表面粗糙度要求、电极缩放量、加工面积、加工深度等基本因素。

目前数控电火花加工机床的智能性已有了很大提高,机床储存有针对各种材料组合加工的大量成套电参数,只需在编程过程中按编程要求输入工艺条件,即可自动选择、配置电参数。加工中机床依靠智能化控制技术(如“模糊控制”技术),由计算机监测、判断加工间隙的状态,自动微调电参数,保持稳定的放电加工,达到较高的加工效率。先进的智能化电火花加工机床的电参数数据库能满足一般加工要求,且极大降低机床对操作人员的技能要求。而传统电火花加工机床要求操作者具有丰富的工作经验,能根据加工要求灵活配置电参数。

机床的智能控制技术并不是万能的,故不能忽视人工调整电参数的作用。尤其像在深孔加工、大锥度加工、大面积加工等一些较特殊的加工场合,人工调整电参数就显得很有必要。调整电参数时,应优先考虑调整电参数主规准以外的参数,如抬刀高度、放电时间、抬刀速度等;其次可按次序考虑调整脉冲间隔、脉冲宽度、加工电流等,特殊材料加工可试用负极性加工(电极为负极)。在加工状态稳定的前提下,减少抬刀动作及幅度、降低脉冲间隔、增大加工电流有利于提高加工效率。但在加工不稳定的情况下,一定要保持勤抬刀,适当选用较大的脉冲间隔,否则反而会降低加工效率,甚至引起电弧放电,使加工过程不能正常进行。根据加工经验,适当保守地进行电参数的调节,可维持加工的正常进行,且可获得较高的加工效率。

脉冲宽度对加工速度有较大影响,但一些技术人员在认识脉冲宽度对加工速度的影响上存在误区。有的认为将脉冲宽度增大可提高加工速度,有的则认为将脉冲宽度降低可提高加工速度。理论上:脉冲峰值电流一定时,脉冲宽度增加,加工速度随之增加,脉冲宽度增加到一定数值时,加工速度最高,此后再继续增

加脉冲宽度,加工速度反而下降。但在实际生产中,对脉冲宽度必须要有一个量的认识。根据大量的加工实例,这里必须指出:最高加工速度对应的脉冲宽度往往很小,因此电极损耗较大,在很多情况下不宜采用,而实际加工中机床选配的电规准一般都考虑降低电极损耗。那么,在低损耗加工规准中,如加大脉冲宽度,加工速度必然降低,降低脉冲宽度,加工速度会得到一定程度的提升。

2.2 加工留量的控制

数控电火花加工是用多个条件段来进行加工的,条件段之间要有一定的加工留量。如加工要求的深度为5 mm,电极缩放量则应为单侧0.15 mm。设使用的电规准从大到小分三段来进行加工,则根据各档电规准放电间隙的大小来设置进给深度和平动半径:第一个规准进给深度为4.85 mm、平动半径为0.02 mm,第二个规准进给深度为4.92 mm、平动半径为0.13 mm,第三个规准进给深度为4.97 mm、平动半径为0.17 mm。各条件段之间加工留量大小的控制与加工效率有很大的关系。适当减少加工留量能提高电火花加工效率,尤其是在大面积的精加工场合作用显著。如将上例中第一个规准进给深度改为4.90 mm、平动半径为0.10 mm,第二个规准进给深度为4.95 mm、平动半径为0.15 mm,第三个规准不变,则可在一定程度上提高加工效率。

数控电火花加工机床自动编程时给出的加工留量,是以保证表面粗糙度为前提的,相对来说较保守,为进一步提高加工效率,可根据加工要求修改自动编程生成程序的加工留量。但应注意,减少加工留量必须要保证下一个加工规准能修光上一个加工规准。另外,减少加工留量对小面积加工的效率提高意义并不大。

2.3 平动加工的选择

平动加工是数控电火花加工的一种重要工艺方法。不同的数控电火花加工机床其平动加工的方式有所区别,应根据所用机床灵活、合理应用平动加工。

某数控电火花加工机床的平动加工方式有两种:自由平动和伺服平动。自由平动是指主轴伺服加工时,另外两轴同时按一定轨迹作扩大运动,一直加工到指定深度。伺服平动是指主轴加工到指定深度后另外两轴按一定的轨迹作扩大运动。自由平动一般用于浅表加工,加工时边打边平动可改善排屑性能,提高加工速度,减少积碳;但对于深度较深的场合,却会降低加工速度,增大电极的边角损耗。伺服平动一般用于加工深度较深的加工场合,先加工完底面再修侧面,深度较浅时其加工效果不如自动平动,它也常用在加工型腔侧壁的沟槽、环,还可用在其他两轴平动的场合等。

2.4 定时加工

数控电火花加工机床一般都具有定时加工功能,可用于控制面积较大电极精加工的最后几段电参数的加工时间。精加工时电火花的电蚀能力非常弱,由于间隙内加工屑及其他因素的影响,需较长加工时间。由于最后几个条件的尺寸变化已很小,实际上只要加工到要求的表面粗糙度后就可结束加工,可根据经验采用定时加工方法,这样可大幅度提高精加工效率。

2.5 改变垂直伺服加工的方法

目前大多数控电火花加工机床可实现横向加工、多轴联动加工。如能充分发挥机床的功能,可使机床的加工效率得到提高。如注塑模的成形镶件四周有较薄、较深的胶位,这些部位如采用Z轴伺服加工,会因局部放电面积小、加工深度大,加工过程中就会发生放电不稳定的现象,加工速度缓慢。若通过改善工艺方法,利用数控电火花加工机床的横向伺服功能,使电极作横向伺服加工,加工速度可比采用Z轴伺服加工提高数倍。模具“清角加工”因加工

部位面积小而发生放电不稳定的现象,采用X、Y、Z三轴联动的方法,即斜向加工,可使放电加工稳定,提高加工效率。

3 电火花加工操作的要点

3.1 提高重复定位精度

模具电火花加工往往需使用很多个电极进行,这时需进行重复定位。实际加工中,重复定位精度也是影响加工效率的一个重要因素,这些情况主要发生在精加工中。如第一个电极在对深度时没有对准,导致第一次加工的深度浅了,那么第二次加工在必须保证加工深度的情况下,要加工的材料量必然增加,精加工中又不能选用大的电规准,这就导致了加工效率低下。根据加工经验,如接近30 cm2的大面积加工,在精加工规准下,多加工0.02 mm的深度,将花费1 h以上的加工时间;还有如第一个电极加工完成后,第二个电极加工的位置与第一个电极的加工位置存在较大差别,一个侧面修不到,另一个侧面的加工量增多,这种情况也会降低加工效率。

利用电极与工件进行接触感知的定位方法被广泛采用。这种定位方法相对简单,是操作人员非常熟悉的。但这种定位方法的误差较大,难以保证稳定的定位精度,因定位超差导致的加工异常问题时有发生,降低了加工效率。为了提高重复定位精度,可采用间接定位方法。如利用基准球进行间接定位,这种定位方法由于采用点接触,可在最大范围内消除误差。使用基准球进行定位不但容易保证精度,且在工件形状复杂的情况下,能方便地实现分中;电极对基准球找中心的过程避免了电极作较大行程的移动,节省了操作时间;对于多个工件加工的情况,不需利用电极多次分中,只要对基准球分一次中即可,节省大量的操作时间,在多电极加工中优势尤为明显。另一个提高重复定位精度最好办法是采用快速装夹的定位系统,如3R和EROWA等装置,电极和工件都可快速换装,且可达到理想的定位效果,能极大地提高加工效率。

3.2 冲液的方式与大小

电火花加工过程中,为了将加工过程中产生的气体、电蚀物等及时排除,必然高效率地排出加工屑,为此应使用合理的冲液方式,控制好冲液压力,使加工稳定进行,提高加工效率。一般都要冲油或抽油。适当增加冲油压力会使加工速度提高,但冲油压力超过某一数值后,再继续增加,加工速度则略有降低。

4 其他

4.1 机床的加工性能

机床的性能好是实现高效率放电加工的前提条件。脉冲电源对提升加工速度起着极其重要的作用,脉冲电源性能的好坏决定着放电加工微观过程的优劣,决定着精加工中小放电间隙条件下能否稳定、高效地完成加工。自适应电源在加工中自适应调节,对达到较高的加工效率有极其重要的作用。专家系统等智能技术使机床操作更容易,缩短了编程、操作的时间。配备ATC装置的全自动机床操作过程不需人工干预,可连续地自动运行加工,大大提高了加工效率。机床的抬刀技术上对加工速度也有一定的影响,如主轴采用很高加速度进给加工对提高深窄小缝的加工效率具有明显的作用。

4.2 工作液的影响

选用不同的工作液,加工速度也不相同。目前电火花加工使用合成型电火花工作液。不同的电火花加工工作液各自的特点有所差异,应综合考虑进行选择。镜面加工的时间一般都较长,使用混粉工作液,即(下转第127页)

2.2 刀片材料

刀片材料的好坏将直接影响到产品质量和生产效率。要求热处理后可获得高硬度、高强度、既有一定的韧性且耐磨性好、使用寿命长等综合性能好的材料。刀片刃口要求必须锋利,且热处理后要保证达HRC 62~65。于是选择已热处理好的进口材料瑞典一胜百及瑞典EM2等几种材料作为刀片材料。

图5 改进的单刀片结构形式

夹板材料要求不高,故选W18Cr4V 作为夹板材料。

2.3 夹板加工

因夹板结构复杂形状较特殊,零件尺寸精度和形位精度要求很高,表面粗糙度要求高,一般机床加工无法满足要求,必须用高精度慢走丝线切割设备,根据零件尺寸通过编制程序,用程序控制才能加工出满足质量要求的零件。

3 小结

采用整体夹板结构装夹单刀片(图6)的

装模时间大幅度缩短,与整体刀片装夹时间差不多。装模工人调整翅片冲裁间隙和翅片切开面间隙也非常方便,同时大量降低了工人的装模劳动强度,翅片成形质量明显提高,和整体刀片翅片成形质量一样都非常好,生产效率也有很大提高。单刀片采用整体夹板装夹的加工费用比整体刀片加工费用低得多,一年可降低刀片成本四十余万元,单刀片采用整体夹板装夹已推广使用。

1.模座

2.整体夹板(一)

3.单刀片

4.整体夹板(二)

5.压板

图6 单刀片采用整体夹板装夹平面结构形式

(上接第100页)在工作液中加入一定比例的导电的粉末,如硅粉、铬粉、镁粉等),可大幅度提高加工效率。

4.3 工件材料的影响

在同样的加工条件下,选用不同的工件材料,加工速度也不同。这主要取决于工件材料的物理性能,如熔点、沸点、热导率、比热容、熔化热、汽化热等。电火花加工铝的效率非常高,但加工硬质合金的效率相当低。

5 结束语

在实际加工中,影响电火花加工效率的因素众多。应根据加工对象的具体要求,进行综合考虑,把握好工艺的各个环节,才能使电火花加工机床达到高的加工效率。

参考文献:

[1]伍端阳. 数控电火花加工实用技术[M]. 北京:机械工业出版社,2007.

[2]赵万生. 先进电火花加工技术[M]. 北京:国防工业出版社,2004.

[3]伍端阳,王雁. 镜面电火花加工的探讨[J]. 模具工业,2007(11):70-72.

[4]伍端阳,李捷. 电火花加工异常问题及分析[J]. 模具工业,2006(7):56-59.

[5]伍端阳. 高附加值模具的电火花加工技术[J]. 模具技术,2007

(1):51-54.

其余:

电火花加工

电火花加工 一、概述 二、电火花成形加工 1.电火花加工机床 常见的电火花成形加工机床由机床主体、脉冲电源、伺服系统、工作液循环系统等几个部分组成。 (1)机床主体:包括床身、工作台、立柱、主轴头及润滑系统。用于夹持工具电极及支承工件,保证它们的相对位置,并实现电极在加工过程中的稳定进给运动。 (1) 脉冲电源:把工频的交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流。 (2) 伺服进给系统:使主轴作伺服运动。 (3) 工作液循环过滤系统:提供清洁的、有一定压力的工作 2.电火花成形加工的原理 电火花成形加工的基本原理是基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲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。要达到这一目的,必须创造下列条件: (1)必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以形成放电间隙。一般为0.01~0.1mm左右。 (2)脉冲波形是单向的,如图所示。 (3)放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。 (4)有足够的脉冲放电能量,以保证放电部位的金属熔化或气化。 如图,自动进给调节装置能使工件和工具电极保持给定的放电间隙。脉冲电源输出的电压加在液体介质中的工件和工具电极(以下简称电极)上。当电压升高到间隙中介质的击穿电压时,会使介质在绝缘强度最低处被击穿,产生火花放电。瞬间高温使工件和电极表面都被蚀除掉一小块材料,形成小的凹坑。 1

一次脉冲放电之后,两极间的电压急剧下降到接近于零,间隙中的电介质立即恢复到绝缘状态。此后,两极间的电压再次升高,又在另一处绝缘强度最小的地方重复上述放电过程。多次脉冲放电的结果,使整个被加工表面由无数小的放电凹坑构成 极性效应 (1)什么是极性效应? 在脉冲放电过程中,工件和电极都要受到电腐蚀。但正、负两极的蚀除速度不同,这种两极蚀除速度不同的现象称为极性效应。 (2)为什么会有极性效应? 产生极性效应的基本原因是由于 电子的质量小,其惯性也小,在电场力作用下容易在短时间内获得较大的运动速度,即使采用较短的脉冲进行加工也能大量、迅速地到达阳极,轰击阳极表面。而正离子由于质量大,惯性也大,在相同时间内所获得的速度远小于电子。 ①当采用短脉冲进行加工时,大部分正离子尚未到达负极表面,脉冲便已结束,所以负极的蚀除量小于正极。这时工件接正极,称为“正极性加工”。 ②当用较长的脉冲加工时,正离子可以有足够的时间加速,获得较大的运动速度,并有足够的时间到达负极表面,加上它的质量大,因而正离子对负极的轰击作用远大于电子对正极的轰击,负极的蚀除量则大于正极。这时工件接负极,称为“负极性加工”。 (3)极性效应在电火花加工过程中的作用 在电火花加工过程中,工件加工得快,电极损耗小是最好的,所以极性效应愈显著愈好, 3.电火花加工的特点及应用 1)电火花加工的特点 (1)优点 2

电火花加工技术概述

《先进制造技术》课程学习报告 题目:电火花加工技术概述 专业:机械类 姓名:喻娇艳 年级:2013级 班级:机械类 1306 班 学号:201303164193 武汉科技大学机械自动化学院 2016年 6月 10日

电火花加工技术概述 喻娇艳 (武汉科技大学机械自动化学院, 湖北 ,武汉) (13 级机械类专业,学号 201303164193 ) 摘要:电火花加工( Electrospark Machining )在日本和欧美又称为放电加工( Electrical Discharge Machining, 简称EDM) ,是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺,本文从电火花加工的 研究现状、基本原理、发展前景等三方面加以论述关键词:电火花加工的研究现状基本原理 . 发展前景 Summarize of Electrospark Machining Technique YU Jiao-yan (College of Machinery and Automation, WuHan University of Science and Technology, HuBei WuHan 430074) Abstract : Electrospark Machining Technique is also called Electrical Discharge Machining(EDM) in Japan and Occident,it ’s a new technology of machining using electrical and heat energy directly.This article discusses it in addition in three aspects including it ’s research status,fundamental principle,future prospects,etc. Keywords: Research status;Fundamental principle; Future prospects 1、前言 从前苏联科学院拉扎连柯夫妇在1943 年研制出世界上第一台实用化电火花加工装置以 来,电火花加工已有 70 多年的历史 ,发展速度是惊人的 ,目前已广泛应用于机械、宇航、航空、电子、电机、仪器仪表、汽车、轻工等行业,它不仅是一种有效的机械加工手段,而且已经成为在某些场合不可替代的加工方法.例如 ,在解决难、硬材料及复杂零件的加工问题时,应用电火花加工技术十分有效 . 据统计 ,目前电火花加工机床的市场占有率已占世界机床市场的6%以上 .而且随着科学技术的不断发展 ,现代制造技术极其相关技术为电火花技术的发展提供了良好机遇.柔性制造、人工智能技术、网络技术、敏捷制造、虚拟制造和绿色制造等现代制造技术正逐渐渗透到电 火花加工技术中来 ,给电火花加工技术的发展带来了新的生机.近年来 ,国内外很多研究机构对电火花加工技术进行了大量的研究,并且在许多方面取得了显著进展[1-5]. 2、电火花加工技术的研究现状 经过60 多年的发展,电火花加工技术已日趋完善.2011年第十二届中国国际展览会 上 ,40余家国内外特种设备生产商携机参展.在高速铣削技术日趋成熟且飞速发展的今天,包

数控电火花线切割加工论文

数控电火花线切割加工论文 曾 海 波

数控电火花线切割加工论文 摘要:对数控电为花线切割加工的特点以及线切割加工中引起模具加工零件变形的各 种因素作了深入分析,从实践经验中提出一些解决徐径和有效加工方法,相信对提高 模具加工质量有一定的借鉴作用. 关键词:模具加工;电火花线切割加工;加工工艺;工件变形 正文:电火花线切割加工是在电火花加工基础上发展起来的一种新的工艺形式,它是 利用移动的细金属丝作为工具电极,在金属丝与工件间通以脉冲电流,利用脉冲放电 的电腐蚀作用对工件切割加工的.数控线切割加工零件的精度度,适应平面复杂形状 零件的加工,具有应用灵活,加工周期短,节约材料等特点。 目前在新产品的研制和开发中,大量采用数控线切割技术来直接切割零件,缩短 研发周期。然而,再先进的机床,如果没有重视加工的工艺技术与操作技巧,没有做 到工艺合理,是不能高效地加工出高质量的工件。因此在实际操作过程中必须重视有 关加工技术。 1、数控电火花线切割加工的特点 随着数控电火花线切割机床的普及,电火花线切割机床已逐渐从单一的冲裁模具 加工向各类模具及复杂精密模具和其他各类零件的加工方向转移。其应用越来越广泛。 数控线切割加工具有电火花加工的共性,金属材料的硬度和韧性并不影响其加工,电 火花切割主要用来加工淬火钢和硬质合金;当前绝大多数电火花线切割机,都采用数 字程序控制,其工艺特点如下: 1.1用来加工一般切削方法难以加工或无法加工的形状复杂的工件,如冲模、凹凸模及 外形复杂的精密零件等。 1.2不像电火花成形加工那样要制造特定形状的工具电极,而是采用直径不等的铜丝或 钼丝等作工具电极,因此切割用的刀具简单,大大降低了生产准备工时。 1.3电极丝直径较细,切缝很窄,这样不仅有利于材料的利用,而且适合加工细小零件。 1.4电极丝在加工中是移动的,不断更新(慢走丝)或反复使用(快走丝),可以完全 或短时间不考虑电极丝损耗对加工精度的影响。 1.5依靠计算机和控制电极丝轨迹和偏移轨迹,可方便地调整凸凹模具的配合间隙,并 且依靠锥度切割功能可实现凸凹模一次加工成型。 2、线切割加工工艺

电火花加工

课程名称:院系: 专业: 班级: 学号: 姓名:

电火花加工 1.概述 电火花加工是一种自激放电,故又称放电加工(EDM),于20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产,是目前机械制造业中应用最广泛的特种加工方法之一,在难切削材料、复杂型面零件等的加工中得到了广泛应用。 2.原理 火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压,当两电极接近时,其间介质被击穿后,随即发生火花放电。伴随击穿过程,两电极间的电阻急剧变小,两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间(通常为后及时熄灭,才可保持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深),使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用,可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法,叫电火花加工。电火花加工是在较低的电压范围内,在液体介质中的火花放电。 3.特点 1.脉冲放电的能量密度高,便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响,不受热处理状况影响。 2.脉冲放电持续时间极短,放电时产生的热量传导扩散范围小,材料受热影响范围小。 3.加工时,工具电极与工件材料不接触,两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬,因此,工具电极制造容易。 4.可以改革工件结构,简化加工工艺,提高工件使用寿命,降低工人劳动强度。基于.上述特点,电火花加工的主要用途有以下几项: 1)制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。 2)加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔。 3)在金属板材上切割出零件。4)加工窄缝。 5)磨削平面和圆面。

电火花加工的费用.doc

电火花加工 一、加工费用:电火花加工的费用计算方法与其它机加工方法是相似的,一般是按小时来计算加工费的。时间可以按从调平工件开始到完成加工为止来计算,也可以按自动加工的时间累加时间来计算。每小时的加工费用,可以按照[(电极设计费+电极加工费+机器折旧费+人工费+电费+期望的利润值)*(1+税率)]来计算。当然,加工后工件的表面粗糙度和精度是每小时加工费用的重要参考指标,工件在加工后表面粗糙度越小、精度越高,则每小时加工费越高。 电火花加工需要丰富的经验,用合适的加工方式、到位的粗加工和半精加工、以及用高效的精加工条件一次性地完成图纸的要求,是获取低成本电火花加工的决定因素。 机床的精度、电极的精度以及电极的损耗程度是电火花加工精度的决定因素。

二、电火花加工 目录 发明与发展 工作原理 分类 使用说明 电火花加工特点 电火花加工的特点如下: 简介 发明与发展 工作原理 分类 使用说明 电火花加工特点 电火花加工的特点如下: 简介 电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法,又称放电加工或电蚀加工,英文简称EDM。 发明与发展 由苏联学者发明 1943年,苏联学者拉扎连科夫妇研究发明电火花加工,之后随着脉冲电源和控制系统的改进,而迅速发展起来。最初使用的脉冲电源是简单的电阻-电容回路。

50年代初 改进为电阻-电感-电容等回路。同时,还采用脉冲发电机之类的所谓长脉冲电源,使蚀除效率提高,工具电极相对损耗降低。 随后又出现了大功率电子管、闸流管等高频脉冲电源,使在同样表面粗糙度条件下的生产率得以提高。 60年代中期 出现了晶体管和可控硅脉冲电源,提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗,并扩大了粗精加工的可调范围。 70年代 出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲和可调波形脉冲等电源,在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具电极损耗等方面又有了新的进展。在控制系统方面,从最初简单地保持放电间隙,控制工具电极的进退,逐步发展到利用微型计算机,对电参数和非电参数等各种因素进行适时控制。 电火花加工 工作原理 进行电火花加工时,工具电极和工件分别接脉冲电源的两极,并浸入工作液中,或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给,当两电极间的间隙达到一定距离时,两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿,产生火花放电。 电火花加工 在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能,温度可高达一万摄氏度以上,压力也有急剧变化,从而使这一点工作表面局部微量的金属材料立刻熔化、

电火花论文

电火花加工 机电一体化专业3班于新伟 37号摘要: 关键词: 一、引言 二、电火花加工的基本原理

(一)概念 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、形状及表面质量的加工要求。 要将电腐蚀现象用于金属材料的尺寸加工,设备装置必需以下三个条件: 1)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(通常约为几微米至几百微米)。间隙过大,极间电压不能击穿极间介质,因而不会产生火花放电。间隙过小,会形成短路,不能产生火花放电,而且会烧伤电极。 2)火花放电必须是瞬时的脉冲性放电,放电延续一段时间后,需停歇一段时间,放电延续时间一般为10-7~10-3s。这样才能使放电所产生的热量来不及传导扩散到其余部分,把每一次的放电点分别局限在很小的范围内;否则,象持续电弧放电那样,使表面烧伤而无法用作尺寸加工。为此,电火花加工必须采用脉冲电源 3)火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行,例如煤油、皂化液或去离子水等。液体介质又称工作液,它们必须具有较高的绝缘强度(103~107Ω·cm)以有利于产生脉冲性的火花放电,同时,液体介质还能把电火花加工过程中产生的金属小屑、碳黑等电蚀产物从放电间隙中悬浮排除出去,并且对电极和工件表面有较好的冷却作用 图1 电火花加工原理示意图 1-工件;2-脉冲电源;3-自动进给调节装置;4-工具; 5-工作液;6-过滤器;7-液泵

(三)电火花加工特点 电火花属于不接触加工 工具电极和工件之间并不直接接触,而是有一个火花放电间隙,这个间隙一般是在0.05~0.3mm之间,有时可能达到0.5mm甚至更大,间隙中充满工作液,加工时通过高压脉冲放电,对工件进行放电腐蚀。 加工过程中没有宏观切削力 火花放电时,局部、瞬时爆炸力的平均值很小,不足以引起工件的变形和位移。 可以“以柔克刚” 由于电火花加工直接利用电能和热能来去除金属材料,与工件材料的强度和硬度等关系不大,因此町以用软的工具电极加工硬的工件,实现“以柔克刚”。 可以加工任何难加工的金属材料和导电材料 由于加工中材料的去除是靠放电时的电、热作用实现的,材料的可加工性主要取决于材料的导电性及热学特性,如熔点、沸点、比热容、导热系数、电阻率等,而几乎与其力学性能(硬度、强度等)无关。这样可以突破传统切削加工对刀具的限制,可以实现用软的工具加工硬、韧的工件甚至可以加工聚晶金刚行、立方氮化硼一类的超硬材料。目前电极材料多采用紫铜或石墨,因此工具电极较容易加工。 可以加工形状复杂的表面 由于可以简单地将工具电极的形状复制到工件上,因此特别适用于复杂表面形状工件的加工,如复杂型腔模具加工等。特别是数控技术的采用,使得用简单的电极加工复杂形状零件成为现实。 可以加工特殊要求的零件 可以加工薄壁、弹性、低刚度、微细小孔、异形小孔、深小孔等有特殊要求的零件。由于加工中工具电极和工件不直接接触,没有机械加工的切削力,因此适宜加工低刚度工件及微细加工。 三、电火花加工的一些规律 (一)影响材料放电腐蚀的主要因素 1.极性效应 能量在两极上的分配对两个电极电蚀量的影响是一个极为重要的因素,而电子和正离子对电极表面的撞击则是影响能量分布的主要因素,因此,电子撞击和离子撞击无疑是影响极性效应的重要因素。但是,近年来的生产实践和研究结果表明,正的电极表面能吸附工作液中分解游离出来的碳微粒,形成碳黑膜(覆盖层)减小电极损耗。

电火花成型加工机床操作规程

行业资料:________ 电火花成型加工机床操作规程 单位:______________________ 部门:______________________ 日期:______年_____月_____日 第1 页共4 页

电火花成型加工机床操作规程 1.开机操作前,要穿好工作服,做好操作准备工作。 2.电火花机床必须在专人指导下进行操作,不允许未经许可自行操作。 3.在放电加工前,应仔细安装好工件,找正工具电极和工件的相对位置。 4.电火花成型机床工作液为易燃煤油,必须配备干粉灭火器,以防运行中发生火灾,并且操作者操作前必须掌握干粉灭火器的使用方法。 5.工作油箱中的工作液面高度必须高出被加工工件50mm以上,以防止工作液着火燃烧。 6.在放电加工过程中,严禁手或身体各部位触摸卡头和电极线。 7.在操作过程中如发生意外,首先要按下操作面板上的红色急停按扭,再拔下插头,检查事故原因,待排除故障后再开机,启动时间间隔不得小于50秒。 8.操作过程中,进行移动操作时要特别小心,必须确认移动行程中没有阻挡物,以防撞坏电极和工件,或造成移动轴伺服过载甚至损坏机床。 9.火花成形机床加工过程中,操作者不能随意离开机床,仔细观察放电状态,以防意外事故的发生。 10.电火花机床操作完毕,要将工作液回放到储液槽中,拔下插头切断电源,清扫机床,收捡工具,打扫场地卫生。 第 2 页共 4 页

电火花成型机安全操作规程 1.操作时不准穿背心、拖鞋及西装短裤,不准穿宽松肥大的衣服,严禁在服用含有酒精类钦料和麻醉剂药物后操机。 2.机床通电后,应观察机床有无异常动作和异常声音等情况,在确保无异常时,可以用手动状态进行主轴伺服控制系统的试验。 3.启动工作液系统将工作液注入槽中,使液面达到距槽顶边50mm 时为止,观察工作液槽是否有渗漏现象,以防工作液渗进导轨及丝杆等重要工作部位。 4.为了安全的原因,开机时严禁将脉冲电源中高压电源连接在电极接板上。 5.严禁操机者站立在工作台面上进行其他工作,机床在工作时,操机人员严禁擅离岗位。 6.应避免工具及其他类硬的物品掉落在工作台面上。 7.应经常性的在机床各润滑加油进行润滑,以确保使用寿命,机床边安放在灭火器等消防器材不得挪作他用。 8.工作完毕,按保养规定需要清理机床,切断电源,关闭风扇及照明灯,经仔细查看后方可离开。 编制:审批: 第 3 页共 4 页

电火花成形加工实训

电火花成形加工实训 实训四电火花工具电极找正 1、实训目的 掌握电火花工具电极的找正方法。 2、实训项目 电火花工具电极的找正。 3、实训器材 NH7135NC数控电火花成形机床、工具电极、精密刀口角尺、百分表。 4、实训内容 (1)、型腔模工艺分析 电火花加工中,工具电极的装夹尤其重要。撞击方法可用钻夹头装夹,也可用专用夹具装夹,还可用瑞典3R夹具装夹。工具电极的找正是要确保工具电极与工件的垂直,找正的方法主要有用精密刀口角尺找正、用百分表找正、用电火花放电找正和用工件模板找正。 (2)、工具电极的装夹 ①、用钻夹头装夹工具电极先用内六角头扳手将装在主轴夹具上的内六角螺钉旋松,然后将装夹工具电极的钻夹头固定在主轴夹具上。主轴夹具的装夹部分为900靠山的结构,可将钻夹头稳固地贴在靠山上,最后再用内六角扳手将主轴夹具上的内六角螺钉旋紧,完成工具电极的装夹(图1)。

②、用专用夹具装夹工具电极还可以采用电火花线切割加工出电极扁夹,作为专用的夹具来装夹工具电极,电极扁夹用于装夹某些尺寸比较小的扁状电极。 ③、用瑞典3R夹具装夹工具电极采用瑞典3R夹具装夹工具电极时,3R夹具与工具电极固定在一起,在数控机床上加工,加工后再一同装夹到主轴上。这样的方法解决了工具电极拆装后的重复定位问题。 图1 用钻夹头装夹工具电极 (3)工具电极的找正 ①、用精密刀口角尺找正工具电极工具电极装夹完毕后,必须对工具电极进行找正,确保电极的轴线与工件保持垂直,图2所示为用精密刀口角尺找正工具电极。 具体校准方法如下: 图2 用精密刀口角尺找正工具电极图3 用百分表找正工具电极 a.按下手控盒上的“Z-”按钮,将工具电极缓缓放下,使工具

电火花加工工艺

电火花加工工艺 1. 常用工件金属材料 1.1 钢的名称、牌号及用途 普通碳素结构钢:用于一般机器零件,常用的牌号有 A1~A7,代号 A 后的数字愈大,钢的抗拉强度愈高而塑性愈低。 优质碳素结构钢:用于较高要求的机械零件。常用牌号有钢 10~钢 70。钢 15(15 号钢)的平均含碳量为 0.15%,钢 40 为 0.40%,含碳量愈高,强度、硬度也愈高,但愈脆。 合金结构钢:广泛用于各种重要机械的重要零件。常用的有 20Cr、40Cr(作齿轮、轴、杆)、18CrMnTi、38CrMoAlA(重要齿轮、渗氮零件)及 65Mn(弹簧钢)。前边的数字 20 表示平均含碳量为 0.20%,38 表示 0.38%。末尾的 A 表示高级优质钢。中间的合金元素化学符号含义为:Mn 锰、Si硅、Cr 铬、W 钨、Mo 钼、Ti 钛、AL 铝、Co 钴、Ni 镍、Nb 铌、B 硼、V 钒。 碳素工具钢:因含碳量高,硬而耐磨,常用作工具、模具等。碳素工具钢牌号前加 T 字,以此和结构钢有所区别。牌号后的 A 表示高级优质钢。常用的有 T7、T7A、T8、T8A (13) T13A等。 合金工具钢:牌号意义与合金结构钢相同,只是前面含碳量的数字是以 0.10%为单位(含碳量较高)。例如 9CrSi 中平均含碳量为 0.90%。常用作模具的有 CrWMn、Cr12MoV(作冷冲模用)、5CrMnMo(作热压模用)。 1.2 铸铁的名称、牌号及用途 灰口铸铁:牌号中以灰、铁二字的汉语拼音第一字母为首,后面第一组数字为最低抗拉强度,第二组数字为最低抗弯强度。常用的有 HT10-26,HT15-33,HT20-40,HT30-54,HT40-68 等,用以铸造盖、轮、架、箱体等。 球墨铸铁:比灰口铸铁强度高而脆性小,常用的牌号有 QT45-0,QT50-1.5,QT60-2 等。第一组数字为最低抗拉强度,最后的数字为最低延伸率%。 可锻铸铁:强度和韧性更高,有 KT30-6,KT35-10 等,牌号意义同上。 1.3 有色金属及其合金 铜及铜合金:纯铜又称紫铜,有良好的导电性和导热性、耐腐蚀性和塑性。电火花加工中广泛作为电极材料,加工稳定而电极损耗小。牌号有 T1~T4(数字愈小愈纯)。铜合金主要有黄铜(含锌),常用牌号有 H59、H62、H80 等。黄铜电极加工时特别稳定,但电极损耗很大。 铝及铝合金:纯铝的牌号有 L1~L6(数字愈小愈纯)。铝合金主要为硬铝,牌号有 LY11~LY13,用作板材、型材、线材等。 1.4 粉末冶金材料 最常用的是硬质合金,具有极高的硬度和耐磨性,广泛用作工具及模具。由于其成分不同而分为钨钴类和钨钛类两大类硬质合金。

电火花加工专题论文

河海大学文天学院 《现代制造技术》专题论文 ——电火花加工技术 专 业____________ 班 级____________ 姓 名____________ 学 号____________ 10机械工程及其自动化 机械四班 方浩、张剑波 100330409、100330436

汪永明 指导老师____________ 摘要:电火花加工的原理是基于工具和工件之间脉冲性放电时的电腐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。电火花加工主要优点是适合于难切削材料,可以加工特殊及复杂形状的零件。电火花加工主要用于加工金属等导电材料,但在一定条件下也可以加工半导体和非导体材料。由于电火花加工具有许多传统切削加工所无法比拟的优点,因此其应用领域日益扩大。 关键字:电火花加工不接触加工电蚀加工

第一章电火花加工技术的产生与发展 一、电火花加工的概念 电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除多余的金属,以达到对零件的尺寸、形状及表面质量的加工要求的特种加工方法,又称放电加工或电蚀加工,英文简称EDM【1】。 二、电火花加工技术的产生背景【2】 提到电火花加工,我们首先就会想到特种加工技术。特种加工技术有别于传统的机械加工,他的产生不是偶然的。第二次世界大战后,特别是进入20世纪50年代以来,随着现代科学技术的发展,各个行业,尤其是国防工业部门,要求尖端科技产品向高精度、高速度、大功率、小型化方向发展,以及在高温、高压、重载荷或腐蚀环境下长期可靠的工作。为了适应这些要求,各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件大量出现,其结构和形状越来越复杂,材料的性能越来越强韧,对精度要求越来越高,对加工表面粗糙度和完整性要求越来越严格,使现代机械制造面临着一系列严峻的任务。如:各种难切削材料的加工问题;各种特殊复杂型面的加工问题;各种超精密、光整零件的加工问题;特殊零件的加工问题等。 要解决上述一系列的问题,仅仅依靠传统的切削加工方法很难实现,有些甚至无法实现。为此,人们相继探索、研究新的加工方法。特种加工就是在这种前提条件下产生和发展起来的。

第三章 电火花加工工艺规律3

第三章 电火花加工工艺规律 3.1 电火花加工的常用术语 电火花加工中常用的主要名词术语和符号如下: 1.工具电极 电火花加工用的工具是电火花放电时的电极之一,故称为工具电极,有时简称电极。由于电极的材料常常是铜,因此又称为铜公(如图3-1所示)。 图3-1 电火花加工示意图2.放电间隙 放电间隙是放电时工具电极和工件间的距离,它的大小一般在0.01~0.5 mm 之间,粗加工时间隙较大,精加工时则较小。 3.脉冲宽度ti(μs) 脉冲宽度简称脉宽(也常用ON 、TON 等符号表示),是加到电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间(如图3-2所示)。为了防止电弧烧伤,电火花加工只能用断断续续的脉冲电压波。一般来说,粗加工时可用较大的脉宽,精加工时只能用较小的脉宽。 图3-2 脉 冲参数与脉冲电压、电流波形4.脉冲间隔to(μs)) 脉冲间隔简称脉间或间隔(也常用OFF 、TOFF 表示),它是两个电压脉冲之间的间隔时间(如图3-2所示)。间隔时间过短,放电间隙来不及消电离和恢复绝缘,容易产生电弧放电,烧伤电极和工件;脉间选得过长,将降低加工生产率。加工面积、加工深度较大时,脉间也应稍大。 5.放电时间(电流脉宽)te(μ s) 21—工具电极;2—工件; 3—脉冲电源;4—伺服进给系统

放电时间是工作液介质击穿后放电间隙中流过放电电流的时间,即电流脉宽,它比电压脉宽稍小,二者相差一个击穿延时td 。ti 和te 对电火花加工的生产率、表面粗糙度和电极损耗有很大影响,但实际起作用的是电流脉宽te 。 6.击穿延时t d (μs) 从间隙两端加上脉冲电压后,一般均要经过一小段延续时间t d ,工作液介质才能被击穿放电,这一小段时间t d 称为击穿延时(见图3-2)。击穿延时t d 与平均放电间隙的大小有关,工具欠进给时,平均放电间隙变大,平均击穿延时t d 就大;反之,工具过进给时,放电间隙变小,t d 也就小。 7.脉冲周期t P (μs) 一个电压脉冲开始到下一个电压脉冲开始之间的时间称为脉冲周期,显然t P =t i +t o (见图3-2)。 8.脉冲频率f P (Hz) 脉冲频率是指单位时间内电源发出的脉冲个数。显然,它与脉冲周期t P 互为倒数,即 9.有效脉冲频率f e (HZ) 有效脉冲频率是单位时间内在放电间隙上发生有效放电的次数,又称工作脉冲频率。 10.脉冲利用率λ 脉冲利用率λ是有效脉冲频率f e 与脉冲频率f p 之比,又称频率比,即亦即单位时间内 有效火花脉冲个数与该单位时间内的总脉冲个数之比。 11.脉宽系数τ 脉宽系数是脉冲宽度t i 与脉冲周期t p 之比,其计算公式为 12.占空比ψ 占空比是脉冲宽度t i 与脉冲间隔t o 之比,ψ=t i /t o 。粗加工时占空比一般较大,精加工时占空比应较小, 否则放电间隙来不及消电离恢复绝缘,容易引起电弧放电。 13.开路电压或峰值电压(V) 开路电压是间隙开路和间隙击穿之前td 时间内电极间的最高电压(见图3-2)。一般晶体管方波脉冲电源的峰值电压=60~80 V ,高低压复合脉冲电源的高压峰值电压为175~300 V 。峰值电压高时,放电间隙大,生产率高,但成形复制精度较差。 14.火花维持电压 火花维持电压是每次火花击穿后,在放电间隙上火花放电时的维持电压,一般在25 V 左右,但它实际是一个高频振荡的电压(见图3-2)。 15.加工电压或间隙平均电压U(V) 加工电压或间隙平均电压是指加工时电压表上指示的放电间隙两端的平均电压,它是多个开路电压、火花放电维持电压、短路和脉冲间隔等电压的平均值。 16.加工电流I(A) 加工电流是加工时电流表上指示的流过放电间隙的平均电流。精加工时小,粗加工时大,间隙偏开路时小,间隙合理或偏短路时则大。 17.短路电流Is(A) p p 1t f = p e f f =λo i i p i t t t t t +==τ

电火花成型加工实验指导

电火花成型加工实验指导 一、实验目的 1.了解电火花成型机床加工的原理、特点和应用; 2.掌握电火花成型机床加工的编程方法; 3.熟悉电火花成型机床的操作过程; 二、实验设备 电火花成型机床,电火花穿孔机床 三、实验方法原理 电火花成型加工是电火花加工的一种,被加工的工件做为工件电极,紫铜(或其它导电材料如石墨)做为工具电极。脉冲电源发出一连串的脉冲电压,加到工件电极和工具电极上,此时工具电极和工件均被淹没在具有一定绝缘性能的工作液(绝缘介质)中。在轴伺服系统的控制下,当工具电极与工件的距离小到一定程度时,在脉冲电压的作用下,两极间最近点处的工作液(绝缘介质)被击穿,工具电极与工件之间形成瞬时放电通道,产生瞬时高温,使金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来,使局部形成电蚀凹坑。这样以很高的频率连续不断地重复放电,工具电极不断地向工件进给,就可以将工具电极的形状复制到工件上,加工出需要的型面来。 电火花成型加工的特点:由于脉冲放电的能量密度高,使其便于加工用普通的机械加工难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的零件,并不受材料及热处理状况的影响。电火花加工时,工具电极与工件材料不接触,两者之间宏观作用力极小,工具电极不需要比加工材料硬,即可以柔克刚,故电极制造更容易。 电火花加工需要设置的脉冲电源参数主要包括脉冲宽度t i、脉冲间隔t0 及峰值电流i e。加工工艺参数包括:极性设置,电极抬刀时间,冲油压力等。 四、实验步骤 (1)演示电火花成型加工机床的基本操作; (2)上机操作,了解电火花成型加工机床的组成以及加工零件的过程。 (3)电极的安装和校正; (4)工件的定位和夹紧; (5)编制电火花成型加工程序; (6)改变不同的工艺条件如抬刀时间、冲油压力等对成型加工的影响; (7)了解电火花穿孔加工。

电火花线切割的优缺点及应用

本科课程论文 题目电火花线切割的优缺点及应用 学院工程技术学院 专业机械设计制造及其自动化 年级_____2008级_____ 学号_222008322222107 姓名__陈________玺__ 指导教师 _邱______ 兵__ 成绩 _______________

目录 摘要................................................................................................1前言 (3) 2正文 (3) 2.1电火花线切割的原理 (3) 2.1.1工作原理 (3) 2.1.2机床种类 (3) 2.2电火花线切割的特点 (4) 2.2.1优点 (4) 2.2.2使用中易出现的问题 (4) 2.3电火花线切割的应用及发展 (4) 2.3.1加工范围 (4) 2.3.2未来发展的展望 (5) 2.4总结 (6) 参考文献 (6)

电火花线切割的优缺点及应用 陈玺 邱兵 西南大学工程技术学院 2008级机械设计制造及其自动化2班 摘要:本文通过对电火花线切割的优缺点及应用的概述,阐述了电火花线切割在未来的发展方向,以及电火花线切割将应用更广。 关键词:电火花线切割线切割走丝 1. 前言 电火花加工作为一种现代的特种加工方式,具有许多传统加工所不具有的优点以及良好的发展前景。 2. 正文 2.1电火花线切割的原理 2.1.1工作原理 电火花线切割机(Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM),属电加工范畴,是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点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可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉,从而开创和发明了电火花加工方法。工作原理是自由正离子和电子在场中积累,很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段,两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞,形成一个等离子区,并很快升高到8000到12000度的高温,在两导体表面瞬间熔化一些材料,同时,由于电极和电介液的汽化,形成一个气泡,并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断,温度突然降低,引起气泡内向爆炸,产生的动力把溶化的物质抛出弹坑,然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体,并被电介液排走。然后通过NC控制的监测和管控,伺服机构执行,使这种放电现象均匀一致,从而达到加工物被加工,使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。 2.1.2机床种类 电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切(Reciprocating type High Speed Wire cut Electrical Discharge Machining俗称“快走丝”)、低速单向走丝电火花线切割机(Low Speed one-way walk Wire cut Electrical Discharge

电火花加工工艺

电火花加工工艺 模具制造行业中,电火花加工是一种很很普通和极重要的加工方法之一:其加工原理是电极(阳极)进入钢件(阴极)成型的一个过程.为了提高具制作效率和加工质量,火花加工工艺越需要规范化,合理化. 一.放电加工的工艺流程. 1).仔细审图,确定加工方向,加工尺寸. 2).去除工件,铜公毛刺,清洁磁台,以便找数的准确性,确保加工出来之产品误差减小到最小.. 3).装夹并校正工件,铜公,并找出加工坐标. 4).根据加工工位的实际情况,合理地选用各参数,以便达到最好的加工效果和最快的加工效率.[下载自管理资源吧] 5)根据加工工位的排渣的难易度选择冲油方,式切忌过猛和逆向冲油,否则会导致积碳的产生而损坏工件和过猛冲油引起放电不均而使工件深度不一. 6).放前可模拟试放一次,可确认现加工中的坐标是否与图纸要求的数据相符,尽早地发现由于错误加工带来不必要的损失.当确定准确无误,方可开始放电加工. 7).开始放电之后,还应检查各参数设定是否合理,可根据加工情况修改不合理之参数,以达到最好的加工效果. 8).开始放电之后,要保证勤巡加工,确保加工中出现的不良状况能得到实时解决. 9).当工件加工完之后,仔细检查加工形状,加工尺寸是否与要求相符,确保加工出来之工件质量无误. 二.放电参数的主要攻能及它的设定选择: 1).电流:(又叫低压电流)它主要决定加工速度和表面精细度,设定值愈大,加工速度愈快,表面粗细度就愈精;反之,则速度慢,表面精细度愈细.当加工时,可根据放电的余量和铜公的数量(一般可粗,中,精三种,特殊则只为一个粗或一个精公),以及加工的实际情况来设定所需之电流.在允许范围内,书量用到偏大范围,这样可保证加工效率. 2).放电幅:由于机床的不同,它分为分段式和直接输入式两种.总之,它所表示的设定值愈小,表示放电频率高,加工物表面精细度愈细,电极消耗愈大;反之放电频率低,加工物表面粗细度愈粗,电极消耗愈小.可根据实际情况配合电流的大小使用,设定电幅时,选择放电时间长短,与电流配合可决定工件表面粗细度.电极消耗,加工速度,在同一电流放电时,放电时间愈短,表面精度愈佳.但电极消耗较大,放电时间长,表面精度愈粗.但电极消耗较大,低消耗加工时,放电时间

特种加工论文(电火花)

特种加工论文 电火花线切割优缺点及发展 姓名:韩子元学号:100104112 专业:机械设计制造及其自动化班级:10机电三班

电火花线切割优缺点及发展 摘要:本文主要介绍了特种加工中电火花线切割技术,首先介绍了它的原理,然后分析了它的优点及其缺点,接着说明了它在实际中的主要应用方向,最后对线切割技术的发展趋势做出了陈述。 关键字:特种加工技术,电火花线切割,优缺点,发展 Abstract:In this article mainly introduces the special processing, first introduces the principle of its, and then analyses its advantages and disadvantages, then illustrates its main applications in the actual direction, finally the development trend of wire-cutting technology has made the statement. Key words: special processing technology, wire cutting, advantages and disadvantages, development 电火花线切割机(Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM),属电加工范畴,是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点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可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉,从而开创和发明了电火花加工方法。电火花线切割加工技术作为一种特种加工技术,具有许多传统加工所不具有的优点以及良好的发展前景。其中主要的原因是电火花线切割加工方法几乎可加工具有任何硬度的导电金属材料,且加工过程中不受宏观力的作用,从而可保证较好的加工精度与表面质量。 一.电火花线切割加工原理 电火花线切割加工是利用移动的细金属导线(钼丝或铜丝)作为电极,对工件进行脉冲火花放电,靠放电时局部瞬间产生的高温来除去工件材料,以此进行切割加工的方法。电极丝作为工具电极,被切割的工件作为工件电极。当来一个

电火花加工方法解读

兰州理工大学机电工程学院 《特种加工》专题论文 ——电火花加工技术 专 业____________ 班 级____________ 姓 名____________ 学 号____________ 指导老师____________ 10机械工程及其自动化 机电(3)班 刘晓军 10610011 宁会峰

摘要:电火花加工的原理是基于工具和工件之间脉冲性放电时的电腐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。电火花加工主要优点是适合于难切削材料,可以加工特殊及复杂形状的零件。电火花加工主要用于加工金属等导电材料,但在一定条件下也可以加工半导体和非导体材料。由于电火花加工具有许多传统切削加工所无法比拟的优点,因此其应用领域日益扩大。 关键字:电火花加工不接触加工电蚀加工 第一章电火花加工技术的产生与发展 一、电火花加工的概念 电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除多余的金属,以达到对零件的尺寸、形状及表面质量的加工要求的特种加工方法,又称放电加工或电蚀加工,英文简称EDM【1】。 二、电火花加工技术的产生背景【2】 提到电火花加工,我们首先就会想到特种加工技术。特种加工技术有别于传统的机械加工,他的产生不是偶然的。第二次世界大战后,特别是进入20世纪50年代以来,随着现代科学技术的发展,各个行业,尤其是国防工业部门,要求尖端科技产品向高精度、高速度、大功率、小型化方向发展,以及在高温、高压、重载荷或腐蚀环境下长期可靠的工作。为了适应这些要求,各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件大量出现,其结构和形状越来越复杂,材料的性能越来越强韧,对精度要求越来越高,对

电火花成型加工论文

电火花加工技术 摘要本文主要介绍了电火花加工技术的原理,电火花加工技术的发展历程以及应用现状和发展前景 关键词电火花加工发展历程发展现状应用前景 一加工原理及原理图 加工原理图: 加工原理: 电火花加工时,脉冲电源的一极接工具电极,另一极接工件电极,两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质(常用煤油或矿物油或去离子水)中。工具电极由自动进给调节装置控制,以保证工具与工件在正常加工时维持一很小的放电间隙(0.01~0.05mm)。当脉冲电压加到两极之间,便将当时条件下极间最近点的液体介质击穿,形成放电通道。由于通道的截面积很小,放电时间极短,致使能量高度集中(10~107W/mm),放电区域产生的瞬时高温足以使材料熔化甚至蒸发,以致形成一个小凹坑。第一次脉冲放电结束之后,经过很短的间隔时间,第二个脉冲又在另一极间最近点击穿放电。如此周而复始高频率地循环下去,工具电极不断地向工件进给,它的形状最终就复制在工件上,形成所需要的加工表面。与此同时,总能量的一小部分也释放到工具电极上,从而造成工具损耗。 二电火花加工发展历程

电火花加工是利用两极见脉冲放电时产生的电腐蚀现象,对材料进行加工的方法。 早在十九世纪,人们就发现了电器开光的触点开闭时,以为放电,使接触部位烧蚀,造成接触面的损坏。这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。起初,电腐蚀被认为是有害的,为减少和避免这种有害的电腐蚀,人们一直在研究电副食产生的原因和防止的办法。当人们掌握了它的规律之后,便创造条件,转害为益,把电腐蚀用于生产中。研究结果表明,当两极产生放电的过程中,放电通道瞬时产生大量的热,足以使电极材料表面局部熔化或汽化,并在一定条件下,熔化或汽化的部分能抛离电极表面,形成放电腐蚀的坑穴。 二十世纪四十年代初,人们进一步认识到,在液体介质中进行重复性脉冲放电时,能够对导电材料进行尺寸加工,因此,创立了“电火花加工法”。 电火花加工技术作为特种加工领域的重要技术之一,最早应用于二战时期折断丝锥取出时的加工。随着人类进入信息化时代,电加工技术取得了突飞猛进的发展,可控性更高,数字化程度更好。 在中国电火花加工技术起步稍晚。根据中国的国情,实现电火花加工技术的原始创新是很困难的,只能采取引进消化吸收再创新的策略,因为这套系统集成了很多学科领域的知识,如计算机的软硬件、微电子、数控、电力半导体、机械技术、电气技术等,是多方面、多学科集成的产品,是比较复杂的高科技产品。国内现在显然还没有一个能够独立进行原始创新的团队,因此注定要经历一个长时间痛苦的积淀过程,所以我认为中国的电火花技术创新之路别无选择。政府也越来越认识到高校已经不再是创新的主战场,必须依托企业才能实现。 制造业是一个传统行业。一个国家的发展终归要落脚于制造业,因此作为基础工业,制造业必定拥有永久的生命力,而电加工行业也不例外。随着各项技术的不断发展,电加工技术也在进步,至于一项技术能够发展多久,也要看这个行业中的人怎样去尽心敬业、钻研并推进它。 众所周知,模具也是一个国家发展的基础行业,许多批量生产的产品都离不开模具,而电火花加工是制造模具的最主要技术之一。电火花加工仿形逼真以柔克刚,只要是导电的材料均可加工,而不受硬度、脆性、粘性等材料特性的限制,这是其他加工方法无法比拟的。电火花加工的另一个特点是可进行精密微细加工,微小孔、异型腔等的微细加工是其他设备无法替代的。这些特点决 从技术发展过程来看,电火花加工技术经历了手动电火花加工、液压伺服、直流电机、步进电机、交流伺服电机等一系列过程。控制系统也越来越复杂,从

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