第4章-电火花加工(教授专用)

昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13电火花加工主讲:王国军昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13电火花加工又称放电加工或电蚀加工（electricaldischargemachining,简称EDM）它利用电、热能对零件进行加工。即利用工具电极和工件电极间瞬时火花放电所产生的高温来熔蚀材料。电火花加工昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13第一节电火花加工的机理、特点及分类一、电火花加工的机理昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13图4-1电火花加工原理示意图32145671—工件2—脉冲电源3—自动进给调节系统4—工具5—工作液6—过滤器7—工作液泵昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13电火花加工用的电源tpμiμtitot昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13电火花加工条件工具电极和工件表面间必须保持一定的放电间隙（几微米到几百微米）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。火花放电必须是瞬时性的脉冲放电；放电必须在具有一定绝缘性的液体介质中进行；昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13电火花加工的物理本质极间介质的电离、击穿，形成放电通道火花放电产生熔化、气化、热膨胀；抛出蚀除物；间隙介质消电离（恢复绝缘状态）昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13电火花加工的特点以柔克刚不存在宏观的“切削力”电脉冲参数可以任意调节；易于实现自动控制及自动化昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13电火花加工的应用穿孔加工常指贯通的等截面或变截面的二维型孔的电火花加工。圆孔方槽异形孔弯孔昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13型腔加工电火花型腔加工a)普通工作电极b)工具电极开有冲油孔昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13电火花磨削和镗削加工昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13电火花磨削和镗削加工电火花镗磨昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13电火花线切割加工电火花线切割加工原理图1-储丝筒2-工作台驱动电机3-导轮4-电极丝5-工件6-脉冲电源昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13第二节电火花加工中的基本工艺规律一、影响放电蚀除量的主要因素1、极性效应的影响昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/131234(a)(b)1234(a)正极性(b)负极性1-成形电极；2-工件；3-脉冲电源；4-工作液-++-1、极性效应的影响昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/132、电参数对蚀除率的影响脉冲间隔、峰值电压、峰值电流等。MqKWftetMtiudttituWe0昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/133、脉冲宽度对蚀除率的影响昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/134、金属材料热学常数对蚀除率的影响昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13第三节电火花加工设备和工作液一、电火花加工机床电火花成形加工机床主要由机床主体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤循环系统以及机床附件等部分组成。昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13电火花机床图昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/131、机床主体包括主轴头、床身、立柱、工作台和工作液槽等部分。昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/132、脉冲电源3、自动进给调节系统昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/134、工作液循环过滤系统工作液常用强迫循环方式，主要有冲油式和抽油式两种。工作液过滤方法有自然沉淀法、介质过滤法和离心过滤法等。冲抽油方式(a)下冲油式(b)上冲油式(c)下抽油式(d)上抽油式昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13第四节电火花穿孔成形加工电火花穿孔成形加工是利用火花放电腐蚀金属的原理，用工具电极对工件进行复制加工的工艺方法，应用范围如下：穿孔加工——冲模、粉末冶金模、挤压模、型孔零件、小孔、小异形孔、深孔型腔加工——型腔模（锻模、压铸模、塑料模、胶木模等）型腔零件昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13一、冲模的电火花加工工艺昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13冲压成形产品示例一——生活用品昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13冲压成形产品示例二——高科技产品昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13冲模凹模结构形式昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13凹模电火花穿孔加工昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/131、冲模的电火花加工工艺方法直接配合法用加长的钢凸模作电极加工凹模的型孔，加工后将凸模上的损耗部分去除。适合于Z=SL的凹模加工昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/131、冲模的电火花加工工艺方法凸模修配法其工作工程为：根据凹模尺寸制造电极加工凹模按照配合间隙配做凸模昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/131、冲模的电火花加工工艺方法混合加工法将凸模的加长部分选用与凸模不同的材料，如铸铁等粘接或钎焊在凸模上，与凸模一起加工，以粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作部分。加工后，再将电极部分去除。昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/131、冲模的电火花加工工艺方法二次电极法利用一次电极制造出二次电极，再分别用一次和二次电极加工出凹模和凸模，并保证凸、凹模配合间隙。图二次电极法(a)加工凹模；(b)制造二次电极；(c)加工凸模；(d)凸、凹模配合1—一次电极；2—凹模；3—二次电极；4—凸模昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/132、工具电极电极材料电加工性能电极材料稳定性电极损耗机加工性能说明钢较差中等好在选择电规准时注意加工稳定性铸铁一般中等好为加工冷冲模时常用的电极材料黄铜好大尚好电极损耗太大紫铜好较大较差磨削困难，难与凸模连接后同时加工石墨尚好小尚好机械强度较差，易崩角铜钨合金好小尚好价格贵，在深孔、直壁孔、硬质合金模具加工中使用银钨合金好小尚好价格贵，一般少用昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/132、工具电极电极结构整体式电极昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/132、工具电极电极结构组合式电极昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/132、工具电极电极结构镶拼式电极昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/133、工具电极和工件的装夹定位电极的装夹昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/133、工具电极和工件的装夹定位电极的装夹昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/133、工具电极和工件的装夹定位电极的装夹昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/133、工具电极和工件的装夹定位电极的校正14231—凹模；2—电极；3—千分表；4—工作台用千分表校正电极垂直度图昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/133、工具电极和工件的装夹定位电极的校正型腔加工用电极校正昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/134、电规准的选择与转换电火花加工的电参数如电压、电流、脉宽、间歇等称为电规准昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13二、型腔模的电火花加工工艺1、型腔模的电火花加工工艺方法工艺特点要求电极损耗小；金属蚀除量大；工作液循环不流畅，排屑困难；需附件昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/131、型腔模的电火花加工工艺方法加工工艺方法单电极平动法昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/131、型腔模的电火花加工工艺方法加工工艺方法平动头：解决修光侧壁和提高尺寸精度昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/13平动头扩大间隙原理图昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/131、型腔模的电火花加工工艺方法加工工艺方法多电极更换法昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/131、型腔模的电火花加工工艺方法加工工艺方法分解电极法分解电极法是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，电极分别制造。先用主型腔电极加工出型腔的主要部分，再用副型腔电极加工型腔的尖角、窄缝等部位。昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/132、型腔模电极尺寸的计算maxmaxhHSbKbAaL当采用平动加工方法时，电极截面尺寸的计算为：昆明理工大学城市学院精密与特种加工第四章电火花加工2020/7/133、电规准的选择、转换