电火花培训PPT

电火花加工培训一、电火花加工的概念电火花加工是一种利用电能和热能进行加工的新工艺，俗称放电加工（ElectricalDischargeMachining，EDM）。电火花加工与一般切削加工的区别在于，电火花加工时工具与工件并不接触，而是靠工具与工件间不断产生的脉冲性火花放电，利用放电时产生局部、瞬时的高温把金属材料逐步蚀除下来，由于在放电过程中有可见火花产生，故称电火花加工。二、电火花加工的原理电火花加工是基于在绝缘的工作液中工具和工件之间脉冲性火花放电局部、瞬时产生的高温，将工件表面的金属熔化、气化、抛离工件表面的原理。电火花加工的原理图如图所示，当工件与工具两电极间电压加到直流100V左右，极间某一间隙最小处或绝缘强度最低处介质被击穿引起电离并产生火花放电，产生瞬时高温，使工具与工件表面蚀除掉一小部分金属，各自形成一个小凹坑。然后经过一段时间间隔，排除电蚀产物和介质恢复绝缘，再在两极间加电…，如此连续的重复放电，工具电极不断地向工件进给就可将工具的形状复制在工件上，加工出所需要的零件。其加工的必备条件是：1必须采用脉冲电源；2工具电极和工件被加工表面之间必须保持一定的间隙；3放电必须在一定绝缘性能的液体介质中进行。三、电火花加工过程电火花加工是一个非常复杂的过程，其微观过程是热力、流体力、电场力、磁力、电化学等综合作用的结果。这一过程可分为以下四个阶段：1.极间介质的电离、击穿，形成放电通道2.介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀3.电极材料的抛出4.极间介质的电离消除四、电火花加工的分类类别工艺方法特点用途备注1电火花穿孔成形加工1.工具和工件件主要有一个相对的伺服进给运动2.工具为成形电极，与被加工表面有相同的截面或形状1.型腔加工：加工各类型腔模及各种复杂的型腔零件2.穿孔加工：加工各种冲模、挤压模、粉末冶金模、各种异形孔及微孔等约占电火花机床总数的30%，典型机床有D7125、D7140等电火花穿孔成形机床2电火花线切割加工1.工具电极为沿着其轴线方向移动着的线状电极2.工具与工件在两水平方向同时有相对伺服进给运动1.切割各种冲模和具有直纹面的零件2.下料、截割和窄缝加工3.直接加工出零件约占电火花机床总数的60%，典型机床有DK7725、DK7740等数控电火花线切割机床3电火花内孔、外圆和成形磨削1.工具与工件有相对的旋转运动2.工具与工件间有径向和轴向的进给运动1.加工高精度、表面粗糙度值小的小孔，如拉丝模、挤压模、微型轴承内环、钻套等2.加工外圆、小模数滚刀约占电火花机床总数的3%，典型机床有D6310电火花小孔内圆磨床4电火花同步共轭回转加工1.成形工具与工件均作旋转运动，但两者角速度相等或成整数倍，接近的放电点可有切向相对运动速度2.工具相对工件可作纵、横向进给运动以同步回转，展成回转、倍角速度回转等不同方式，加工各种复杂形面的零件，如高精度的异形齿轮，精密螺纹环规、高精度、高对称、表面粗糙度值小的内、外回转体表面等约占电火花机床总数的1%以下，典型机床有JN-2,JN-8等内外螺纹加工机床5电火花高速小孔加工1.采用Φ0.3mm～Φ3mm空心管状电极，管内冲入高压水基工作液2.细管电极旋转1.加工速度可高达60mm/min，深径比可达1：100以上2.线切割预穿丝孔3.深径比很大的小孔，如喷嘴等约占电火花机床总数的2%，典型机床有D7003A电火花高速小孔加工机床6电火花铣削加工工具电极相对工件作平面或空间运动，类似常规铣削1.适合用简单电极加工复杂形状2.由于加工效率不高，一般用于加工较小零件各种多轴数控电火花加工机床有此功能7电火花表面强化、刻字1.工具在工件表面上振动2.工具相对工件移动1.模具刃口，刀具、量具刃口表面强化和镀覆2.电火花刻字、打印记约占电火花机床总数的2%-3%，典型机床有D9105电火花强化机等五、电火花加工的特点1.是非接触加工工件与工具电极之间放电间隙为0.1-0.01毫米间隙中充满工作液2.加工过程中没有宏观切削力3.可以“以柔克刚”4.要求工件与工具必须是导电材料六、电火花加工的适用范围1.加工任何难加工的金属材料和导电材料；电极材料是紫铜或石墨；2.加工形状复杂的表面；3.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。汽车车灯模具汽车轮胎模具模具型腔微细结构零件七、数控电火花机分类按控制方式普通数显电火花成型机单轴数显电火花成型机多轴数显电火花成型机按机床结构固定立柱式电火花成型机床滑枕式电火花成型机床龙门式电火花成型机床按电极交换方式普通电火花成型机床电火花加工中心普通数显电火花成型机单轴数显电火花成型机多轴数显电火花成型机滑枕式电火花成型机床龙门式电火花成型机电火花加工中心电极自动交换装置（AEC）八、电火花机型号在20世纪六七十年代，我国生产的电火花成型机分为电火花穿孔加工机床和电火花成型加工机床。20世纪80年代后，我国开始大量采用晶体管脉冲电源，电火花成型机既可用作穿孔加工，又可作成形加工。自1985年起我国把电火花穿孔成形加工机床称为电火花穿孔、成形加工机床统称为电火花成形机床。目前，电火花成形机型号是根据JB/T7445.2-1998《特种加工机床型号编制方法》的规定编制的，例如：型号为DK7125的电火花成型机含义如下：•“D”：机床类别代号（电火花加工机床）•“K”：通用特性代号（数控）•“7”：组代号（电火花成形机床或电火花线切割机床）•“1”：系代号（电火花成形机床）•“25”：主参数（工作台横向行程250mm的1/10）除依据国家标准规定命名的国产机床外，中外合资企业及外资企业生产的电火花成型机的型号没有采用统一标准，由各个企业自行确定。如日本沙迪克（Sodick）公司生产的A3R,A10R，瑞士夏米尔（Charmilles）技术公司ROBOFORM20/30/35，我国台湾乔懋[mào]机电工业股份有限公司的JM322,430，北京阿奇工业电子有限公司的SF100等。九、火花机组成部分床身和支柱工作台主轴头附件机床主体数控电火花成型加工机床由于功能的差异，导致在布局和外观上有很大不同，但其基本组成是一样的，主要包括机床主体、控制部分、工作液循环系统。作用：安装电极并控制电极与工件之间的放电间隙。要求：刚性好，进给速度高，灵敏度高，运动直线性好，足够承载能力。主轴头主轴头主轴头运动控制方式主轴头运动控制方式电液伺服进给步进电机伺服进给直（交）流伺服进给直线电机伺服进给进给装置十字工作台工作台控制部分脉冲电源驱动电源控制面板控制部分脉冲电源脉冲电源脉冲电源及控制系统控制系统由彩色CRT显示器、键盘、手控盒以及数控电器装置等部件组成。1输入装置在机床操作过程中，操作者可以通过键盘、磁盘等装置将操作指令或程序、图形等输入并控制机械动作。如果输入内容较多，则可以直接连接外部计算机通过连线输入。2输出装置通过CRT、磁盘等装置，将电火花加工方面的程序、图形等资料输送出来。3电源加工电火花加工原理是在极短的时间内击穿工作介质，在工具电极和工件之间进行脉冲火花放电，通过热能熔化、气化工具材料来去除工件上多余的金属。电火花成型机床的加工电源性能好坏直接关系到电火花加工的加工速度、表面质量、加工精度、工具电极损耗等工艺指标，所以电源往往是电火花加床制造厂商的核心机密之一。电火花EDM面板介绍电压表电流表电源按键ON电源按键OFF指示灯非常停止按钮EMO画面显示区功能键电压表：显示加工过程中电极与工件之间的电压值。电流表：显示加工过程中加工的平均电流值。4伺服系统在实际操作中，当电极与工件距离较远时，由于脉冲电压不能击穿电极与工件的绝缘工作液，故不会产生火花放电；当电极与工件直接直接接触时，则所供给的电流只是流过却无法加工工件。正常加工时，电极与工件之间应保持一个微小的距离（5-100μm）。在放电加工中，电极与工件在加工中会逐渐减少。为了保持电极与工件之间有一定的间隙，以便获得正常的放电加工，因此电极必须随着工件形状的减少而逐次下降进给。伺服系统的主要作用就是随着能够保持电极与工件之间的间隙，使放电加工处于最佳效率状态。5记忆系统一般的电火花成形加工机床的记忆系统主要记忆的文字资料有如下内容：A、加工条件点红花加工的加工条件随着电极材料、加工工件材料变化很大，在实际操作中，凭着传统的加工经验较难获得最佳的放电加工效率。目前大部分电火花成型加工机床制造商往往广泛收集各种电极与工件之间的加工条件，并将这些加工条件存放在机器的存储器中。子加工中，操作者可以根据具体的加工情况，通过代码调用。B、加工模式电火花加工中，加工速度与加工质量往往相互矛盾。若采用粗加工条件加工，则加工速度较快而加工质量较差；若采用精加工条件加工，则加工质量较好而加工速度较慢。为了达到较快的加工速度并且保证加工质量，首先用粗加工条件加工到一定程度再进行精加工。这种加工模式在实际操作中广泛应用。在实际操作中，操作者需预先设定粗加工的加工程度和精加工要达到的表面粗糙度要求。C、程序电火花加工用的各种程序可以预先编制好并存放在机器的存储器中。现在的电火花成形加工机床的存储器容量都较大，可以存放很多不同的加工程序，极大方便了加工。工作液循环过滤系统工作液：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、乳化液、去离子水等。这类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）。以有利于产生脉冲的火花放电。同时，工作液还能把电火花加工过程中产生的金属微粒、炭黑等电蚀产物从放电间隙中排除出去，并且对电极和工件表面有较好的冷却作用。电火花加工液主要作用及性能：（1）低粘度：冷却性好，流动性好，加工碎屑容易排出。（2）高闪火点、高沸点：闪火点高，不易起火；沸点高，不易汽化、损耗。（3）绝缘性好：以维系工具电极与工件之间的适当的绝缘强度。（4）臭味小：加工中分解的气体无毒，对人体无害，当然无分解气体最好。（5）对加工件不污染、不腐蚀。（6）氧化安全性要好，寿命长。（7）价格要便宜。电火花工作液发展的三个阶段（1）五、六十年代甚至以前开始的水基、油基两大系列并用时期，基本上使用水和一般矿物油，如煤油、变压器油等。（2）七十年代至八十年代，开始生产电火花加工专用油，即适当的矿物油加入适量的添加剂，油中含有较多芳烃。（3）八十年代到九十年代开始，随着环保要求提高，机床升级换代，开始出现合成型、高速型和混合性电火花加工液(放电加工油，电火花机油)。工作液使用要点1闪点尽量高的前提下，粘度要低。电极与工件之间不易产生金属或石墨颗粒对工件便面的二次放电，这样一方面能提高表面的粗糙度，又能相对防止电极积碳率；2为提高放电的均匀、稳定，加工精度，加工速度，可采用工作液混粉（硅粉、铬粉等）的工艺方法；3严格控制工作液高度；4按照工作液的使用寿命定期更换；5根据加工要求选择冲液、抽液方式，并合理设置工作液压力。工作液循环过滤装置纸滤芯结构排屑与排气电火花加工一定要在工作液介质中进行，在电火花加工过程中电蚀产物（金属融化、汽化的细微颗粒、炭粒及工作液被汽化、裂化产生的有害气体）如果不及时排除扩散出去，就会改变间隙介质的成分，降低绝缘强度，如果放电蚀除产物在间隙中局部聚积太多，将会形成电极与蚀除物质（如炭的微粒等）二次放电，二次放电的反复增加，就会使火花放电转变为有害的电弧放电，导致电极与工件的烧伤，严重的致使工件报废；如果工作液被高温分解产生的有害气体大量的聚积，得不到及时的排出，形成局部真空，就会产生“放炮”现象，导致电极或工件的位置偏移，容易造成废品。因此，这电蚀产物的堆积，放电气体的聚积，都要靠排屑与排气来解决，也就是要加强工作液在放电间隙中的循环，改善工作液的污染程度，保证工作液的绝缘强度。另外，选择合理的加工参数、加工工艺，使放电过程稳定，使工作液的污染程度产生最佳效果，减少电极损耗，提高加工效率，保证加工质量。排屑方式冲液抽液冲液：如果连通到加工间隙的液管的液压高于加工间隙的液压，就会使经过过滤后的纯净工作液冲入间隙，称为冲液（又称冲油）。抽液：如果连