电加工原理.ppt

一一.电加工基础知识电加工基础知识二二.数控数控电火花电火花线切割线切割第第一一节节4/3/2023 电加工是二十世纪四十年代由电加工是二十世纪四十年代由前苏联科学家拉扎连柯根据有害的前苏联科学家拉扎连柯根据有害的电腐蚀现象发明的。电腐蚀现象发明的。电电加加工工4/3/2023 电加工又称放电加工和电蚀加电加工又称放电加工和电蚀加工，也称为电脉冲加工或电火花加工，也称为电脉冲加工或电火花加工。工。电电加加工工4/3/2023电 加 工 原 理 是靠工具电极工具电极和工件电极工件电极之间不断的脉冲性火花放电，产生局部、瞬时高温把金属蚀除掉。4/3/2023 电加工可加工任何硬度和强度电加工可加工任何硬度和强度的难加工金属及导电材料。的难加工金属及导电材料。材料的加工性材料的加工性取决于其导电性取决于其导电性及热学特性及热学特性像熔点、沸点、导热系像熔点、沸点、导热系数、电阻率等。几乎于力学性能像数、电阻率等。几乎于力学性能像硬度、强度等无关。硬度、强度等无关。4/3/2023 常规方法下工件为导电体常规方法下工件为导电体 工具电极和工件之间保持一定工具电极和工件之间保持一定距离。距离。间隙过大不能击穿介质不放电，间隙过间隙过大不能击穿介质不放电，间隙过小造成短路也不放电。小造成短路也不放电。电加工实现的基本条件电加工实现的基本条件4/3/2023 电加工实现的基本条件电加工实现的基本条件 火花放火花放电电要在有一定要在有一定绝缘绝缘性能的液性能的液体介体介质质中中进进行。行。两极间的能量要足够大，放电通道两极间的能量要足够大，放电通道要有很大的电流密度要有很大的电流密度（一般为（一般为105l06A/cm2）。放电时产生大量的热，可）。放电时产生大量的热，可使任何导电材料局部熔化甚至汽化。使任何导电材料局部熔化甚至汽化。4/3/2023 放电应是短时间的脉冲放电，放放电应是短时间的脉冲放电，放电的持续时间为电的持续时间为10-710-3s。脉冲之。脉冲之间有一个间隔，可使绝缘介质消电间有一个间隔，可使绝缘介质消电离恢复绝缘；避免热量扩散造成电离恢复绝缘；避免热量扩散造成电极、工件的烧伤。极、工件的烧伤。电加工实现的基本条件电加工实现的基本条件4/3/2023成型加工时电参数的选择 一般情况下中、粗加工选择长脉宽一般情况下中、粗加工选择长脉宽（t ti i100100 s s），采用负极性加工。），采用负极性加工。精加工是选择短脉宽（精加工是选择短脉宽（ti ti2020 s s）,采用正极性加工。采用正极性加工。4/3/2023 正正、负负极性加工极性加工是指加工时是指加工时工件所接脉冲电源的极性工件所接脉冲电源的极性。正极性正极性负极性负极性工件工件电极电极4/3/20234/3/2023 按工具电极和工件相对运动的方式和按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，电火花加工工艺大致可分为用途的不同，电火花加工工艺大致可分为电火花成形加工电火花成形加工、电火花线切割电火花线切割、电火花、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工电火花高速小孔加工、电火花表面强化与、电火花表面强化与刻字六大类。刻字六大类。电火花加工工艺方法分类电火花加工工艺方法分类4/3/2023电火花成形加工电火花成形加工 采用成型工具电极进行仿形电火花加工的方法。采用成型工具电极进行仿形电火花加工的方法。4/3/2023高速电火花小孔加工高速电火花小孔加工 其原理是采用铜管电极，铜管旋转并其原理是采用铜管电极，铜管旋转并向下进给，管内通入高压水。在高压水的向下进给，管内通入高压水。在高压水的作用下能够快速将蚀除物从深小孔中排出，作用下能够快速将蚀除物从深小孔中排出，加工效率高，可达加工效率高，可达60mm/min。加工孔径。加工孔径为为0.3-3mm最大深径比可达最大深径比可达300:1甚至甚至更大。更大。4/3/2023 主要用途是在淬火钢、不锈钢、主要用途是在淬火钢、不锈钢、硬质合金、铜、铝等各种导电材料上硬质合金、铜、铝等各种导电材料上加工深小孔。如电火花线切割的穿丝加工深小孔。如电火花线切割的穿丝孔、筛板上的群孔、飞机发动机叶片孔、筛板上的群孔、飞机发动机叶片的散热孔，并能在工件的斜面、曲面的散热孔，并能在工件的斜面、曲面上直接加工。上直接加工。高速电火花小孔加工的应用高速电火花小孔加工的应用4/3/2023 电火花线切割加工电火花线切割加工 利用金属线作为电极对工件进行切割利用金属线作为电极对工件进行切割的方法。的方法。4/3/2023电电 火火 花花 线线 切切 割割 加加 工工 原原 理理4/3/20234/3/2023 无需制造成形电极，工件材料的预留量少无需制造成形电极，工件材料的预留量少;可加工异型孔、微细孔、窄槽、窄缝等可加工异型孔、微细孔、窄槽、窄缝等;采用精加工和半精加工规准一次加工成形采用精加工和半精加工规准一次加工成形;节约材料。节约材料。只对工件材料进行图形轮廓加只对工件材料进行图形轮廓加工，图形内外的余料还可利用工，图形内外的余料还可利用;操作方便，加工周期短，成本低；操作方便，加工周期短，成本低；不能加工盲孔不能加工盲孔、台阶孔台阶孔；线切割与成形加工比较线切割与成形加工比较4/3/2023线切割与切削加工比较线切割与切削加工比较 可加工常规加工方法难加工或无法加工的可加工常规加工方法难加工或无法加工的硬材料。（如硬合金、淬火钢、高速钢、导硬材料。（如硬合金、淬火钢、高速钢、导电陶瓷等）；电陶瓷等）；与一般切削加工相比，无宏观作用力，无与一般切削加工相比，无宏观作用力，无加工变形，效率低，加工成本高。加工变形，效率低，加工成本高。4/3/2023 加工冷冲模的凸模、凹摸、固定板、卸料板等加工冷冲模的凸模、凹摸、固定板、卸料板等;加工镶拼型腔模、粉末冶金模、成型模、冷拨模加工镶拼型腔模、粉末冶金模、成型模、冷拨模等等;加工成型刀具、样板等加工成型刀具、样板等;加工微细孔、任意曲线、窄缝、窄槽等加工微细孔、任意曲线、窄缝、窄槽等;各种特殊导电材料、稀有贵重材料、特殊结构零各种特殊导电材料、稀有贵重材料、特殊结构零件的切断及加工。件的切断及加工。电火花线切割加工的应用范围电火花线切割加工的应用范围4/3/20234/3/2023 数数控控线线切切割割机机床床由由机机床床、脉脉冲冲电电源源、数数控控装置和工作液系统装置和工作液系统四大部分组成。四大部分组成。机床：坐标工作台、运丝机构、床身等。机床：坐标工作台、运丝机构、床身等。脉脉冲冲电电源源又又称称高高频频电电源源其其作作用用是是把把普普通通的的交流电转换成高频单向脉冲电源。交流电转换成高频单向脉冲电源。机机 床床 结结 构构4/3/2023机机 床床 结结 构构 数数控控装装置置：加加工工程程序序的的输输入入与与加加工过程的控制装置。工过程的控制装置。如图所示为数字程序控制的流程图如图所示为数字程序控制的流程图 图样图样 程序程序 控制器控制器 执行机构执行机构 工作台工作台 工作液循环系统：工作液起工作液循环系统：工作液起绝缘、绝缘、排屑、冷却等排屑、冷却等作用。作用。4/3/20234/3/2023机机 床床 特特 性性 线线切切割割机机床床按按电电极极丝丝运运动动的的速速度度，可可分分为为快快走走丝丝和和慢慢走走丝丝。国国内内机机床床大大多多为为前前者者，国国外外产品和国内近年开发的机床大都为后者。产品和国内近年开发的机床大都为后者。快走丝慢走丝走丝速度 走丝方式 电极材料加工精度710m/s 往复走丝钨、钼0.2m/s单向走丝黄铜丝Ra 2.5 mRa 0.5m4/3/20234/3/2023 D K 7 7 2 5 DD电加工机床类代号电加工机床类代号K机床特性代号：机床特性代号：G高精度，高精度，K数控，数控，M精密精密7X电火花线切割机系列代号电火花线切割机系列代号X机床类型：机床类型：6低速走丝，低速走丝，7高速走丝高速走丝25主参数：工作台横向行程的主参数：工作台横向行程的1/10mmD重大改进序号重大改进序号 机机 床床 型型 号号4/3/2023工工 件件 装装 夹夹 4/3/20234/3/20234/3/2023切割路线和穿丝孔位置的确定切割路线和穿丝孔位置的确定4/3/2023