模具电火花加工.ppt

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1、安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术第第3 3章章 模具电火花加工技术模具电火花加工技术 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术1、了解特种加工和应用范围；2、理解电火花成形加工原理、特点和应用范围；掌握电极的设计与制造，电规准的选择；3、掌握型孔加工和型腔加工技术；4、了解线切割加工原理、特点；5、理解线切割加工和电火花成形加工的异同点；掌握线切割加工程序（3B、ISO代码）的编制；6、掌握典型零件的线切割加工工艺。本章知识要点本章知识要点安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术特种加工：特种加工：直接利用电能、光能、化学能、电化学能、声能等进行加工。可以加工高强度、高硬度、高韧

2、性、高脆性、耐高温等材料。应用：电火花成形加工、电火花线切割加工、电解加工、电铸加工、电化学抛光、化学加工、激光加工和超声波加工安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术主要包括：主要包括：电火花成形加工电火花成形加工;电火花线切割加工；电火花线切割加工；电火花磨削加工电火花磨削加工;电火花刻字电火花刻字;在模具加工中主要使用在模具加工中主要使用:电火花成形加工电火花成形加工 电火花线切割加工电火花线切割加工 电火花加工电火花加工电火花加工电火花加工 又称电蚀加工，指在一定的又称电蚀加工，指在一定的介质中，通过工具电极和工件之间的脉冲放电产介质中，通过工具电极和工件之间的脉冲放电产生生电腐蚀作

3、用电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方法。，对工件进行加工的一种方法。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术一、基本工作原理一、基本工作原理 1.1.当在电极和工件之间施加当在电极和工件之间施加很强的脉冲电压很强的脉冲电压（使间隙中液体（使间隙中液体介质被击穿的电压）时，就会击介质被击穿的电压）时，就会击穿介质绝缘强度最低处（间隙最穿介质绝缘强度最低处（间隙最小处）形成瞬间火花放电，电流小处）形成瞬间火花放电，电流密度很大，密度很大，放电区能量放电区能量高度集中，高度集中，瞬时温度达瞬时温度达10000100001200012000，工，工件和电极表面金属放电点就被熔件和电极表面金属放电点就

4、被熔化，甚至汽化而被蒸发。化，甚至汽化而被蒸发。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 2.2.熔化或汽化的金属在电、热、流体、化熔化或汽化的金属在电、热、流体、化学等各种力的作用下被抛入工作液中冷却为学等各种力的作用下被抛入工作液中冷却为金属小颗粒，然后被工作液迅速冲离工作区，金属小颗粒，然后被工作液迅速冲离工作区，使电极和工件表面形成一个个微小的凹坑，使电极和工件表面形成一个个微小的凹坑，一次脉冲放电之后，电压又随之迅速降为零，一次脉冲放电之后，电压又随之迅速降为零，介质绝缘性能恢复，等待下一次放电。介质绝缘性能恢复，等待下一次放电。如此反复，电极不断下降，工件不断被如此反复，电极不断

5、下降，工件不断被蚀除，最后就在工件上复制出工具电极的形蚀除，最后就在工件上复制出工具电极的形状，达到成形加工的目的。状，达到成形加工的目的。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术电火花成形设备必须符合以下条件：电火花成形设备必须符合以下条件：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）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。形成放电间隙。2）放电必须在具有一定绝缘性的液体介质中进行。）放电必须在具有一定绝缘性的液体介质中进行。常用的绝缘介质：常用的绝缘介质：煤油、皂化液和去离子水等。煤油、皂化液和去离子水等。3）有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的

6、金属溶化或气化）有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属溶化或气化 脉冲电流波形I安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 从电火花成形的机理分析，一次放电的过程必须进行如下从电火花成形的机理分析，一次放电的过程必须进行如下从电火花成形的机理分析，一次放电的过程必须进行如下从电火花成形的机理分析，一次放电的过程必须进行如下4 4 4 4个阶段个阶段个阶段个阶段:极间介质的电离、击穿和放电通道的形成极间介质的电离、击穿和放电通道的形成液体介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀液体介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀电极与工件材料被抛出电极与工件材料被抛出 瞬时高温引发的微爆炸产生很高的瞬时压力

7、，将熔化的材瞬时高温引发的微爆炸产生很高的瞬时压力，将熔化的材料抛向工作液，迅速冷却为微小颗粒，表面留下凹坑。料抛向工作液，迅速冷却为微小颗粒，表面留下凹坑。极间介质消电离极间介质消电离 放电结束，通道中的带电粒子复合为中性粒子，介质恢复放电结束，通道中的带电粒子复合为中性粒子，介质恢复绝缘强度。必须有一定的脉冲间隔。绝缘强度。必须有一定的脉冲间隔。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术二、电火花成形加工工艺特点二、电火花成形加工工艺特点二、电火花成形加工工艺特点二、电火花成形加工工艺特点优点优点以柔克钢，可以加工各种硬材料，电极材料不受工件材料以柔克钢，可以加工各种硬材料，电极材料不受工

8、件材料的影响。的影响。不产生切削力，电极和工件都不会产生变形。不产生切削力，电极和工件都不会产生变形。调节脉冲参数，可以进行粗加工、精加工和精微加工。调节脉冲参数，可以进行粗加工、精加工和精微加工。易于实现自动控制和自动化。易于实现自动控制和自动化。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术缺点：缺点：1 1）只能加工导电工件）只能加工导电工件 2 2）存在电极损耗，影响零件的加工精度）存在电极损耗，影响零件的加工精度 3 3）工具电极的制造有一定难度）工具电极的制造有一定难度 型腔或型孔愈复杂，电极形状也就愈复杂，加工制造也就愈困难。4 4）加工过程必须在液体介质中进行）加工过程必须在液体介

9、质中进行 5 5）加工效率较低加工效率较低 电火花加工蚀除率不高，一般情况下，能采用切削机床加工的简单型面就尽量不采用电火花加工。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术1 1、机床主体、机床主体 主轴头、床身、立柱、主轴头、床身、立柱、工作台和工作液槽等组成。工作台和工作液槽等组成。主轴头由进给系统、导主轴头由进给系统、导向机构、电极夹具和调节机向机构、电极夹具和调节机构组成，是关键部件。构组成，是关键部件。三、电火花成形加工机床三、电火花成形加工机床三、电火花成形加工机床三、电火花成形加工机床 机床的组成：机床的组成：机床主体、脉冲电源机床主体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤循环

10、、自动进给调节系统、工作液过滤循环系统、机床附件等组成。系统、机床附件等组成。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术2 2、脉冲电源（脉冲发生器）、脉冲电源（脉冲发生器）调节电流辐值、脉宽和脉冲间歇等参数，满足粗、中、精加工的需要。3 3、自动进给调节系统、自动进给调节系统 确保电极和工件之间在加工过程中始终保持一定的放电间隙。自动补偿间隙的大小。4 4、工作液循环过滤系统、工作液循环过滤系统 起到不断排除电蚀物，提高加工精度的作用。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 四、电火花加工的基本工艺规律四、电火花加工的基本工艺规律四、电火花加工的基本工艺规律四、电火花加工的基本工艺规律

11、1 1 1 1、影响电火花加工速度的基本因素、影响电火花加工速度的基本因素、影响电火花加工速度的基本因素、影响电火花加工速度的基本因素 单位时间内蚀除工件材料的体积（或质量）称为加工速度。单位时间内蚀除工件材料的体积（或质量）称为加工速度。（1 1）极性效应）极性效应 正极和负极的表面都会受到电蚀，但蚀除量是不相等的，不同的材料由正极和负极的表面都会受到电蚀，但蚀除量是不相等的，不同的材料由于导电性能的不同，蚀除量也不同，称为极性效应。于导电性能的不同，蚀除量也不同，称为极性效应。正极性加工：正极性加工：采用短脉冲加工时，电子轰击作用大于离子，正极的蚀除量较大，工件采用短脉冲加工时，电子轰击作

12、用大于离子，正极的蚀除量较大，工件接正极，一般用于精加工接正极，一般用于精加工 负极性加工：负极性加工：采用宽脉冲加工时，负极蚀除量大于正极，工件应接负极，采用宽脉冲加工时，负极蚀除量大于正极，工件应接负极，一般用于一般用于粗加工和中精度加工。粗加工和中精度加工。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 （2 2 2 2）加工规准的影响）加工规准的影响）加工规准的影响）加工规准的影响 电电规规准准参参数数指指电电火火花花加加工工时时选选用用的的电电加加工工用用量量。主主要要有有脉脉冲冲宽宽度度、脉脉冲冲间间隔隔、峰峰值值电电压压和和峰峰值值电电流流等等，通通常常将将一一组组这样的参数称之为一

13、档。这样的参数称之为一档。脉冲宽度：脉冲宽度：即放电持续时间，用符号即放电持续时间，用符号t ti i表示。表示。一般来讲，增大脉宽，生产率提高。一般来讲，增大脉宽，生产率提高。脉冲间隔：脉冲间隔：即放电停歇时间，用符号即放电停歇时间，用符号t t0 0表示。表示。一般来讲，脉冲间隔减小，生产率提高。一般来讲，脉冲间隔减小，生产率提高。电流/A安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 脉冲宽度与加工速度关系曲线 脉冲间隙与加工速度关系曲线 峰值电流与加工速度的关系安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术脉冲能量：脉冲能量：即脉冲平均功率。脉冲能量愈大，蚀除量就愈大。即脉冲平均功率。脉冲能量

14、愈大，蚀除量就愈大。单位时间内，正极或负极的总蚀除量：单位时间内，正极或负极的总蚀除量：Q Qqfqfkwfkwf 其中：其中：q q正极或负极单个脉冲的蚀除量（正极或负极单个脉冲的蚀除量（g g或或mm3mm3）f f脉冲频率（脉冲频率（HzHz）k k与电极材料、脉冲参数、工作液有关的系数。与电极材料、脉冲参数、工作液有关的系数。（正负极不同）（正负极不同）w w单个脉冲能量（单个脉冲能量（J J）w w放电时间内平均放电压放电时间内平均放电压uu平均电流平均电流ii放电时间放电时间t t安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术（3 3 3 3）材料的热力学性能对蚀除量的影响）材料的热力

15、学性能对蚀除量的影响）材料的热力学性能对蚀除量的影响）材料的热力学性能对蚀除量的影响 电火花加工是依靠放电产生的热来蚀除材料的，材料的电火花加工是依靠放电产生的热来蚀除材料的，材料的热力学常数会有影响，如熔点高，蚀除困难，导热系数大，热力学常数会有影响，如熔点高，蚀除困难，导热系数大，散热快也会降低蚀除量。散热快也会降低蚀除量。2 2 2 2、影响电火花加工质量的主要因素、影响电火花加工质量的主要因素、影响电火花加工质量的主要因素、影响电火花加工质量的主要因素 （1 1）影响电火花加工精度）影响电火花加工精度 1 1）电极损耗对加工精度的影响）电极损耗对加工精度的影响 型腔加工；用电极的体积损

16、耗率来衡量。型腔加工；用电极的体积损耗率来衡量。穿孔加工：用长度损耗率来衡量。穿孔加工：用长度损耗率来衡量。2 2）放电间隙对加工精度的影响）放电间隙对加工精度的影响安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术3)3)加工斜度对加工精度的影响加工斜度对加工精度的影响 在加工过程中随着加工深度在加工过程中随着加工深度的增加，二次放电次数增多，侧的增加，二次放电次数增多，侧面间隙逐渐增大，使加工孔入口面间隙逐渐增大，使加工孔入口处的间隙大于出口处的间隙，出处的间隙大于出口处的间隙，出现加工斜度，使加工表面产生形现加工斜度，使加工表面产生形状误差，状误差，（2 2）影响表面质量的工艺因素）影响表面质量

17、的工艺因素 1 1）表面粗糙度）表面粗糙度 脉冲能量越大，加工速度越高，脉冲能量越大，加工速度越高，RaRa值越大；值越大；工件材料越硬、熔点越高，工件材料越硬、熔点越高，RaRa值越小；值越小；工具电极的表面粗糙度越大，工件的工具电极的表面粗糙度越大，工件的RaRa值越大；值越大；安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术2 2）表面变化层）表面变化层 经电火花加工后的表面将产生包括凝固层和热影响层经电火花加工后的表面将产生包括凝固层和热影响层的表面变化层的表面变化层 凝固层凝固层 是工件表层材料在脉冲放电的瞬间高温作用下熔化是工件表层材料在脉冲放电的瞬间高温作用下熔化后未能抛出，在脉冲放电

18、结束后迅速冷却、凝固而保留下后未能抛出，在脉冲放电结束后迅速冷却、凝固而保留下来的金属层。来的金属层。热影响层热影响层 位于凝固层和工件基体材料之间，该层金属受到放电点传位于凝固层和工件基体材料之间，该层金属受到放电点传来的高温影响，使材料的金相组织发生了变化。来的高温影响，使材料的金相组织发生了变化。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术五、型孔加工五、型孔加工五、型孔加工五、型孔加工 （一）加工方法（一）加工方法1 1、直接加工法、直接加工法 直接利用适当加长的凸模作电直接利用适当加长的凸模作电极加工凹模的型孔，加工后将凸模极加工凹模的型孔，加工后将凸模上的损耗部分去除。工艺简单，电上

19、的损耗部分去除。工艺简单，电加工性差加工性差2 2、间接加工法（或混合法）、间接加工法（或混合法）将凸模的加长部分选用与凸模将凸模的加长部分选用与凸模不同的材料，与凸模一起加工，以不同的材料，与凸模一起加工，以粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作部分。部分。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术3 3、修配凸模法、修配凸模法 凸模和工具电极分别凸模和工具电极分别制造，在凸模上留一定的修制造，在凸模上留一定的修配余量，按电火花加工好的配余量，按电火花加工好的凹模型孔修配凸模，达到所凹模型孔修配凸模，达到所要求的凸、凹模的配合间隙。要求的凸、凹模的配合间隙。4 4、二次

20、电极法、二次电极法 利用一次电极制造出二次利用一次电极制造出二次电极（如图电极（如图b)b)，再分别用一次和，再分别用一次和二次电极加工出凹模（如图二次电极加工出凹模（如图a)a)和和凸模（如图凸模（如图c)c)，并保证凸、凹，并保证凸、凹模配合间隙（如图模配合间隙（如图d)d)。1一次电极 2凹模3二次电极 4凸模安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术（二）电极设计（二）电极设计 1 1、结构设计、结构设计 常用的电极结构形式有常用的电极结构形式有整体式、整体式、组合式、镶拼式组合式、镶拼式。整体式电极整体式电极 一块材料整体加工而成。适一块材料整体加工而成。适合尺寸较小、结构不太复杂的

21、型孔合尺寸较小、结构不太复杂的型孔加工。如果型孔的加工面积较大，加工。如果型孔的加工面积较大，需要减轻电极本身的重量，可加工需要减轻电极本身的重量，可加工一些一些“减重孔减重孔”或或“挖空。挖空。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术组合式电极组合式电极 将多个电极装夹在一起，同将多个电极装夹在一起，同时完成凹模各型孔的穿孔加工。时完成凹模各型孔的穿孔加工。1固定板 2电极1,2,3,4,5电极拼块;6定位销;7固定螺钉镶拼式电极镶拼式电极 复杂电极加工有困难复杂电极加工有困难时，分成几块分别加工，再时，分成几块分别加工，再镶拼成整体。镶拼成整体。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术

22、1型孔轮廓 2电极横截面2 2 2 2、电极尺寸、电极尺寸、电极尺寸、电极尺寸 1)1)1)1)横截面尺寸横截面尺寸横截面尺寸横截面尺寸以凹模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，以凹模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，以凹模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，以凹模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，则电极的轮廓应比型孔均匀地缩小一个放电则电极的轮廓应比型孔均匀地缩小一个放电则电极的轮廓应比型孔均匀地缩小一个放电则电极的轮廓应比型孔均匀地缩小一个放电间隙值。间隙值。间隙值。间隙值。a=A-2a=A-2 b=B+2 b=B+2 c=C c=C r r1 1=R=R1 1+r r2 2=R=R2 2-式中式中

23、A A、B B、C C、R R1 1、R R2 2型孔基本尺寸 a a、b b、c c、r r1 1、r r2 2电极横截面基本尺寸 单边放电间隙安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术以凸模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，则随凸模、凹模配以凸模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，则随凸模、凹模配以凸模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，则随凸模、凹模配以凸模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，则随凸模、凹模配合间隙合间隙合间隙合间隙Z(Z(Z(Z(双面）的不同，分为三种情况：双面）的不同，分为三种情况：双面）的不同，分为三种情况：双面）的不同，分为三种情况：Z=2 Z=2 电极与凸模尺寸相同电极与凸模

24、尺寸相同 Z2Z2 Z2 电极比凸模尺寸均匀均匀放大一个数值电极比凸模尺寸均匀均匀放大一个数值a a1 1,形状相似。形状相似。电极缩小或放大的数值可按下式计算电极缩小或放大的数值可按下式计算 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术或者按凸凹模的配合间隙或者按凸凹模的配合间隙X X（2X=Z2X=Z）与精加工时的放电间隙与精加工时的放电间隙的的关系为依据进行计算。分为三种情况：关系为依据进行计算。分为三种情况：（1 1）X X 电极的截面尺寸与凸模的截面尺寸完全相同。电极的截面尺寸与凸模的截面尺寸完全相同。（2 2）X X 电极的截面尺寸在凸模的四周均匀缩小一个（电极的截面尺寸在凸模的四周

25、均匀缩小一个（-X X）值。如图）值。如图a a所示所示（3 3）X X 电极的截面尺寸在凸模的四周均匀增大一个（电极的截面尺寸在凸模的四周均匀增大一个（X-X-）值。如图）值。如图b b所示。所示。图a 按凸模均匀减小的电极图 图b 按凸模均匀增大的电极图安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术2)2)2)2)长度尺寸长度尺寸长度尺寸长度尺寸 电极长度为电极长度为L+LL+L电极有效长度的计算公式：电极有效长度的计算公式：L=kH+HL=kH+H1 1 式中式中 H H 凹模需电火花加工的厚度；凹模需电火花加工的厚度；H H1 1 其大小为（其大小为（0.40.40.80.8）H H ；L

26、L 夹持端长度。约为夹持端长度。约为101020mm20mm）。）。kk 与电极材料、型孔的复杂程度与电极材料、型孔的复杂程度以及加工方式有关的系数。紫铜以及加工方式有关的系数。紫铜2-2.5,2-2.5,黄黄铜铜3-3.5,3-3.5,石墨石墨1.7-2,1.7-2,铸铁铸铁2.5-32.5-3，钢，钢3-3.5 3-3.5 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术阶梯电极阶梯电极就是在原电极的基础上适当加长，可将电极做成阶就是在原电极的基础上适当加长，可将电极做成阶梯型分别进行粗、精加工梯型分别进行粗、精加工。阶梯电极的加工原理是利用加长阶梯电极的加工原理是利用加长部分进行穿孔粗加工，蚀

27、除大部分金属，只留下精加工余量部分进行穿孔粗加工，蚀除大部分金属，只留下精加工余量由由L部分来完成最后加工。部分来完成最后加工。L和和d尺寸计算：尺寸计算：L（1.21.4）H mm d d2a或者或者d（0.70.8）d 式中式中 H为凹模需电火花加工的厚度；为凹模需电火花加工的厚度；a为单边缩小量。为单边缩小量。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术3)3)3)3)电极公差电极公差电极公差电极公差 电极的制造精度要高于型孔的精度电极的制造精度要高于型孔的精度,截截面的尺寸公差取凹模刃口相应尺寸公差的面的尺寸公差取凹模刃口相应尺寸公差的1/2-2/31/2-2/3。粗糙度也要比型孔要求低

28、。粗糙度也要比型孔要求低,直线直线度、平行度在度、平行度在100mm100mm长度上内不大于长度上内不大于0.01mm0.01mm电火花成形加工电火花成形加工一.基本工作原理二.工艺特点三.加工机床四.基本工艺规律思考与练习六.型腔加工七.电极材料及制造五.型孔加工八.电规准及其选择九.工作液的选择安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 六、型腔加工六、型腔加工六、型腔加工六、型腔加工 盲孔加工，排屑难盲孔加工，排屑难;加工面积大，加工面积大，电规准调节范围大电规准调节范围大（一）型腔电火花加工方法（一）型腔电火花加工方法（1 1）单电极加工法：）单电极加工法：指用一个电指用一个电极加工出

29、所需型腔极加工出所需型腔 1 1）用于加工形状简单、精度要）用于加工形状简单、精度要求不高的型腔。求不高的型腔。2 2）用于加工经过预加工的型腔。）用于加工经过预加工的型腔。3 3）用平动法加工型腔。用一个）用平动法加工型腔。用一个电极完成型腔的粗、中、精加工电极完成型腔的粗、中、精加工 平动头安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 （2 2）多电极更换法）多电极更换法 采采用用多多个个电电极极,依依次次更更换换加加工工同同一一个个型型腔腔的的方方法法，型型腔腔精精度度高高，用用于于精精密密和和复复杂杂型型腔腔的的加加工工，但但需需制制造造多多个个电极电极（3 3）分解电极法）分解电极法

30、根根据据型型腔腔的的几几何何形形状状，把把电电极极分分解解成成主主型型腔腔电电极极和和副型腔电极，电极分别制造。副型腔电极，电极分别制造。主电极加工型腔的主要主电极加工型腔的主要部分，副电极加工型腔的尖部分，副电极加工型腔的尖角、窄缝等部位。角、窄缝等部位。多电极加工1模坯；2精加工后的型腔；3中加工后的型腔；4粗加工后的型腔安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术（二）电极设计（二）电极设计 1.1.1.1.结构设计结构设计结构设计结构设计 常用的电极结构形式有常用的电极结构形式有整体式、镶拼式、组合式整体式、镶拼式、组合式.设有设有排气孔和冲油孔排气孔和冲油孔 1 1）冲油孔设计在难以排

31、屑的拐角、窄缝等处）冲油孔设计在难以排屑的拐角、窄缝等处 2 2）排气孔设计在蚀除面积较大的位置）排气孔设计在蚀除面积较大的位置 设强迫冲油孔的电极 设排气孔的电极 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术2.2.2.2.电极尺寸的确定电极尺寸的确定电极尺寸的确定电极尺寸的确定 （1 1）电极水平截面尺寸的确定）电极水平截面尺寸的确定单电极精加工时，确定方法与单电极精加工时，确定方法与型孔加工相同型孔加工相同采用单电极平动加工时，其计算采用单电极平动加工时，其计算公式为公式为 a=Akb式中 a电极水平方向尺寸；A型腔的基本尺寸；k与型腔尺寸标注有关的系数；b电极单边缩放量；b=cfg式中

32、c平动量，取0.5-0.6mm f精加工最后一档规准的单边放电间隙 取 g精加工电极侧面损耗,不超过0.1mm安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术(2(2）电极垂直方向尺寸：）电极垂直方向尺寸：电极在平行于主轴方向上的尺寸电极在平行于主轴方向上的尺寸 HH1+H2式中：H1电极垂直方向垂直方向有效工作尺寸 H2电极固定板与模块之间的距离，一般 为510mm左右 H1型腔的垂直尺寸（型腔深度）；C1粗规准加工时电极端面的相对损耗率，一般1，C1H1只适用于未进行预加工的型腔；C2中、精规准加工时端面相对损耗率一般为20%25%，S 中、精规准加工时端面总的进给量,一般为0.40.5mm；j

33、最后一挡精规准加工时端面的放电间隙，一般为0.02 0.03，有时可忽略不计。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术七、电极材料及制造七、电极材料及制造七、电极材料及制造七、电极材料及制造 选择原则：选择原则：损耗小、成形快、加工稳定性好、机械加工工艺性好、价格适损耗小、成形快、加工稳定性好、机械加工工艺性好、价格适宜和来源广宜和来源广 。常用电极材料种类和性能如表所示：常用电极材料种类和性能如表所示：安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术在许可的情况下，尽量选择在许可的情况下，尽量选择“低耗低耗”电极材料。电极材料。低耗材料是指在电火花加工时相对损耗1的电极材料。即：安徽机电职业技术

34、学院模 具 制 造 技 术铜钨合金电极铜电极石墨电极安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 常见电极的制造方法：1 1石墨电极石墨电极 石墨电极的制造基本上都采用石墨电极的制造基本上都采用切削加工和成形磨削切削加工和成形磨削。2 2铜电极及其加工铜电极及其加工 铜属软金属材料，加工时易变形，加工的电极表面粗糙度较差。切削加铜属软金属材料，加工时易变形，加工的电极表面粗糙度较差。切削加工时要用肥皂水作工作液，同时，进刀量要尽可能小。铜电极的磨削特别困工时要用肥皂水作工作液，同时，进刀量要尽可能小。铜电极的磨削特别困难，非常容易堵塞砂轮，磨削时砂轮粒度不能太细，还要加磨削液，同时采难，非常容易

35、堵塞砂轮，磨削时砂轮粒度不能太细，还要加磨削液，同时采用低转速磨削，砂轮进给量要小。用低转速磨削，砂轮进给量要小。3 3铜钨合金、银钨合金电极及其加工铜钨合金、银钨合金电极及其加工 制造时宜选用硬质合金刀具作切削加工。磨削加工时容易堵塞砂轮；选制造时宜选用硬质合金刀具作切削加工。磨削加工时容易堵塞砂轮；选择的砂轮粒度不能太细，宜选用白刚玉砂轮；磨削时要加磨削液。择的砂轮粒度不能太细，宜选用白刚玉砂轮；磨削时要加磨削液。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术八、电火花加工的电规准及其选择八、电火花加工的电规准及其选择八、电火花加工的电规准及其选择八、电火花加工的电规准及其选择 在电火花加工中

36、，电参数（电压、电流、在电火花加工中，电参数（电压、电流、脉冲宽度、脉冲间歇等）的脉冲宽度、脉冲间歇等）的最佳配合最佳配合，称为，称为电规准。电规准。电规准一般分为粗、中、精三种，每一电规准一般分为粗、中、精三种，每一种电规准又分为几挡，可根据加工工艺要求种电规准又分为几挡，可根据加工工艺要求选择和转换。选择和转换。粗规准用于粗加工粗规准用于粗加工 中规准粗加工、精加工间过渡加工中规准粗加工、精加工间过渡加工 精规准用于精加工精规准用于精加工电火花成形加工电火花成形加工一.基本工作原理二.工艺特点三.加工机床四.基本工艺规律思考与练习六.型腔加工七.电极材料及制造五.型孔加工八.电规准及其选择

37、九.工作液的选择安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术九、工作液的选择九、工作液的选择九、工作液的选择九、工作液的选择 具有一定绝缘性能的液体介质。具有一定绝缘性能的液体介质。（1 1）工作液的作用：）工作液的作用：形成火花击穿的放电通道，并在放电结束后迅速恢复间形成火花击穿的放电通道，并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态；隙的绝缘状态；对放电通道产生压缩作用；对放电通道产生压缩作用；帮助电蚀物的抛出与排除；帮助电蚀物的抛出与排除；冷却电极和工件。冷却电极和工件。（2 2）对工作液的要求）对工作液的要求 具有一定的绝缘强度，较好的流动性，较快的绝缘

38、强度恢复性能。具有一定的绝缘强度，较好的流动性，较快的绝缘强度恢复性能。燃点、闪点要高，不会爆炸，不易燃烧。燃点、闪点要高，不会爆炸，不易燃烧。无毒、无刺激性，放电时的分解物对加工妨碍小，对人体无害。无毒、无刺激性，放电时的分解物对加工妨碍小，对人体无害。电加工稳定性要好，工艺指标要高。电加工稳定性要好，工艺指标要高。价廉易得。价廉易得。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术（3 3）常用工作液的种类及其应用）常用工作液的种类及其应用 电火花加工最常用的工作液为煤油。其次是机油、电火花加工最常用的工作液为煤油。其次是机油、锭子油。水和水基工作液（包括去离子水等）用得较少。锭子油。水和水基工

39、作液（包括去离子水等）用得较少。煤油煤油由于粘度低，排屑方便，击穿间隙小，对电火由于粘度低，排屑方便，击穿间隙小，对电火花加工精度有好处，因此是目前国内应用最普遍的工作花加工精度有好处，因此是目前国内应用最普遍的工作液。液。机油、锭子油机油、锭子油的粘度稍大，但燃点高，常用于大能的粘度稍大，但燃点高，常用于大能量加工，即大型腔电火花粗加工。量加工，即大型腔电火花粗加工。水和水溶液水和水溶液由于价廉易得，并有不燃、无味等特性，由于价廉易得，并有不燃、无味等特性，正越来越受到重视。正越来越受到重视。电火花成形加工电火花成形加工一.基本工作原理二.工艺特点三.加工机床四.基本工艺规律思考与练习六.型

40、腔加工七.电极材料及制造五.型孔加工八.电规准及其选择九.工作液的选择安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术（4 4）工作液对电火花加工的影响）工作液对电火花加工的影响 1 1）工作液压力和流速的影响）工作液压力和流速的影响 工作液在实际应用中，常以工作液在实际应用中，常以“冲冲”或或“抽抽”的方式进行。的方式进行。冲抽油方式(a)下冲油式 (b)上冲油式 (c)下抽油式 (d)上抽油式 若压力和流速若压力和流速过小过小过小过小则对蚀除物的排除不利，会造成加工不稳定；则对蚀除物的排除不利，会造成加工不稳定；若若太大太大太大太大，则会引起电极耗损增大，并使主轴跳动，也使加工不稳定。，则会引起

41、电极耗损增大，并使主轴跳动，也使加工不稳定。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术2 2）工作液种类的影响）工作液种类的影响 工作液种类不同，其化学成分与性质也各不相同，工作液种类不同，其化学成分与性质也各不相同，电加工后的工艺效果相差很大。电加工后的工艺效果相差很大。3 3）工作液污染程度的影响）工作液污染程度的影响 工作液污染程度严重工作液污染程度严重，会使加工稳定性变差，会使加工稳定性变差，从而导致生产率降低，同时污染严重会使加工间隙增从而导致生产率降低，同时污染严重会使加工间隙增大，对电极损耗也不利。大，对电极损耗也不利。太纯净的工作液太纯净的工作液，对减小电极耗损也是不利的，对减

42、小电极耗损也是不利的，它会减少生成低损耗保护膜所需碳粒的浓度。由于放它会减少生成低损耗保护膜所需碳粒的浓度。由于放电间隙小，加工时金属屑、碳微粒、气泡等电蚀产物电间隙小，加工时金属屑、碳微粒、气泡等电蚀产物使窄小的间隙容纳不了或局部浓度过高，排屑不畅，使窄小的间隙容纳不了或局部浓度过高，排屑不畅，这样也会使加工不稳定而降低生产率。这样也会使加工不稳定而降低生产率。电火花成形加工电火花成形加工一.基本工作原理二.工艺特点三.加工机床四.基本工艺规律思考与练习六.型腔加工七.电极材料及制造五.型孔加工八.电规准及其选择九.工作液的选择安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术1 1电火花成形加工有

43、何优、缺点电火花成形加工有何优、缺点?2 2型型腔腔的的电电火火花花成成形形加加工工用用的的电电极极，为为什什么么要要设设排气孔和冲油孔，如何设置排气孔和冲油孔，如何设置?3 3常常用用型型腔腔电电火火花花成成形形加加工工的的工工艺艺方方法法有有哪哪些些，各有何特点各有何特点?4 4使用阶梯电极有何特殊作用使用阶梯电极有何特殊作用?思考与练习安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术p电火花线切割加工是电火花线切割加工是在机床数字控制系统的控制下，在机床数字控制系统的控制下，自动完成直线成形表面的切割作业自动完成直线成形表面的切割作业.p适合于加工适合于加工淬火钢、硬质合金等难加工材料和窄槽、

44、淬火钢、硬质合金等难加工材料和窄槽、尖角、轮廓尖角、轮廓复杂的工件。复杂的工件。p适合于冲模、挤压模、塑料模以及电火花成形加工适合于冲模、挤压模、塑料模以及电火花成形加工使用的电极使用的电极等。等。电火花线切割电火花线切割一、概述二、工艺参数选择三、编程思考与练习1.加工原理2.机床分类3.工艺特点安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术A微细结构和复杂形状应用安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 一、概述一、概述1.1

45、.线切割机床的加工原理线切割机床的加工原理p利用电极和工件之间的脉冲放电的电腐蚀利用电极和工件之间的脉冲放电的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种工艺方法。作用，对工件进行加工的一种工艺方法。p只是只是线切割线切割利用连续移动的细金属丝（称利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成形。电蚀除金属、切割成形。电火花线切割电火花线切割一、概述二、工艺参数选择三、编程思考与练习1.加工原理2.机床分类3.工艺特点安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 电火花线切割加工原理图1.工作液箱 2.储丝筒 3.电极丝 4.供液管

46、5.进电块6.工件 7.夹具 8.纵横拖板9.脉冲电源 加工时工件加工时工件6 6接脉冲电源的接脉冲电源的9 9的阳极，电的阳极，电极丝极丝3 3接脉冲电源的阴极并在驱动电机的带接脉冲电源的阴极并在驱动电机的带动下按一定速度运行（称为走丝），在电极动下按一定速度运行（称为走丝），在电极丝与工件间浇注工作液。当高频脉冲电源接丝与工件间浇注工作液。当高频脉冲电源接通后，电极丝与工件之间形成脉冲放电火花通后，电极丝与工件之间形成脉冲放电火花安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 2.2.2.2.线切割机床分类线切割机床分类线切割机床分类线切割机床分类 机机床床主主要要由由主主机机（包包括括床床身

47、身、坐坐标标工工作作台台、走走丝丝机机构构等等）、脉脉冲冲电源、控制系统、液体介质循环系统几大部分组成。电源、控制系统、液体介质循环系统几大部分组成。1-储丝筒；2-走丝溜板；3-丝架；4-上工作台；5-下工坐台；6-床身；7-脉冲电源及微机控制柜 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术 按按走走丝丝速速度度大大小小分分类类，可可将将其其分分为为快快速速走走丝线切割、慢速走丝线切割。丝线切割、慢速走丝线切割。快走丝：快走丝：走丝速度为走丝速度为8 810m/s10m/s，电极丝往复循环电极丝往复循环加工精度为加工精度为，表面粗糙度一般为表面粗糙度一

48、般为Ra 5.0-Ra 5.0-2.5um 2.5um，最佳可达最佳可达Ra 1.0umRa 1.0um电火花线切割电火花线切割一、概述二、工艺参数选择三、编程思考与练习1.加工原理2.机床分类3.工艺特点安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术慢走丝：慢走丝：p走丝速度低于走丝速度低于0.2m/s0.2m/s，电极丝单向移动而，电极丝单向移动而且电极丝（一般为黄铜丝）只使用一次且电极丝（一般为黄铜丝）只使用一次p加工零件的厚度小于高速；机床价格高。加工零件的厚度小于高速；机床价格高。加工精度为加工精度为，表面粗糙度一般为，表面粗糙度一般为Ra1.25um Ra1.25um，最佳可达，最佳可

49、达Ra 0.2umRa 0.2um电火花线切割电火花线切割一、概述二、工艺参数选择三、编程思考与练习1.加工原理2.机床分类3.工艺特点安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术3.3.3.3.线切割加工特点线切割加工特点线切割加工特点线切割加工特点（1 1）与电火花成型相比不需要制作电极；）与电火花成型相比不需要制作电极；（2 2）电极丝沿长度方向运动，加工中损耗少。）电极丝沿长度方向运动，加工中损耗少。（3 3）能能加加工工精精密密、形形状状复复杂杂而而细细小小的的内内、外外形形面面，以以及高熔点、高硬度难切削的材料。及高熔点、高硬度难切削的材料。（4 4）自动化程度高，操作方便，周期短）

50、自动化程度高，操作方便，周期短（5 5）但不能加工母线不是直线的表面和盲孔。）但不能加工母线不是直线的表面和盲孔。安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术二、线切割加工工艺参数的选择二、线切割加工工艺参数的选择二、线切割加工工艺参数的选择二、线切割加工工艺参数的选择1.1.脉冲电源脉冲电源（1 1）峰值电流）峰值电流 脉冲峰值电流的增大会增加单个脉冲放电脉冲峰值电流的增大会增加单个脉冲放电的能量，加工电流也会增大，切割速度会明显的能量，加工电流也会增大，切割速度会明显增加。但是，加工表面的粗糙度变差。增加。但是，加工表面的粗糙度变差。（2 2）脉冲宽度）脉冲宽度 增加脉冲宽度，切割速度随之增