模具电火花加工技术.ppt

《模具电火花加工技术.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模具电火花加工技术.ppt（72页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第一节第一节 概述概述又称放电加工（又称放电加工（Electrical Discharge Machining，EMI）一、电火花加工一、电火花加工是一种直接利用是一种直接利用电能和热能电能和热能进行加工的新工艺。进行加工的新工艺。它是在加工过程中，使它是在加工过程中，使工具电极和工件工具电极和工件之间不断产生之间不断产生脉冲性脉冲性的的火花放电火花放电，靠放电时产生的局部、瞬时的高温，靠放电时产生的局部、瞬时的高温将金属蚀除下来。将金属蚀除下来。第三章 模具电火花加工技术这种利用这种利用火花放电产生的电腐蚀现象火花放电产生的电腐蚀现象对金属材料进对金属材料进行加工的方法称为行加工的方法称为电

2、火花加工电火花加工。1.电火花成形电火花成形加工：加工：二、工艺方法分类工艺方法分类采用采用成形工具电极成形工具电极进行仿形电火花加工的方法。进行仿形电火花加工的方法。2.电火花线切割电火花线切割加工：加工：利用利用金属线金属线作为作为工具电极工具电极对工件进行切割的方法。对工件进行切割的方法。3.其他类型电火花加工：其他类型电火花加工：如：如：电火花磨削加工、电火花回转加工、电火花电火花磨削加工、电火花回转加工、电火花研磨、珩磨以及金属电火花表面强化、刻字研磨、珩磨以及金属电火花表面强化、刻字等。等。第三章 模具电火花加工技术第三章 模具电火花加工技术三、电火花加工在模具制造中的应用1.加工

3、加工复杂形状的型腔。复杂形状的型腔。2.加工加工小孔。小孔。3.电火花磨削。电火花磨削。4.强化金属表面强化金属表面。5.其他加工其他加工。第三章 模具电火花加工技术工具电极工具电极2 2和和工件工件3 3相对相对置于具有置于具有绝缘性能的工绝缘性能的工作液体介质作液体介质中，并分别中，并分别与与脉冲电源的两极脉冲电源的两极相连相连接。脉冲电源的作用是接。脉冲电源的作用是将直流电源转换成一定将直流电源转换成一定频率的频率的单向脉冲单向脉冲电流供电流供电极使用。电极使用。液体供给箱液体供给箱7 7的作用是将的作用是将工作箱工作箱9 9中的中的液体过滤与液体过滤与更换更换。1-1-脉冲电源脉冲电源

4、 2-2-工具电极工具电极 3-3-工件工件 4-4-垫块垫块5-5-过滤器过滤器 6-6-泵泵 7-7-供给箱供给箱 8-8-工作液工作液 9-9-工作箱工作箱第二节第二节 电火花成形加工电火花成形加工一、基本工作原理一、基本工作原理当电压升高到间隙中液体介质的当电压升高到间隙中液体介质的击穿电压击穿电压时，会使液时，会使液体介质在绝缘强度最低处被击穿，产生体介质在绝缘强度最低处被击穿，产生火花放电火花放电，由，由于放电区域很小，放电时间极短，故能量高度集中，于放电区域很小，放电时间极短，故能量高度集中，使放电区的温度瞬时高达使放电区的温度瞬时高达1000012000，工件表工件表面和电极表

5、面的金属局部熔化，甚至汽化蒸发面和电极表面的金属局部熔化，甚至汽化蒸发。局部。局部熔化和汽化的金属在爆炸力的作用下熔化和汽化的金属在爆炸力的作用下抛入液体介质抛入液体介质中，中，并被冷却为并被冷却为金属小颗粒金属小颗粒，然后被液体介质迅速，然后被液体介质迅速冲离工冲离工作区作区，从而使工件表面形成一个微小的，从而使工件表面形成一个微小的凹坑凹坑。一次脉。一次脉冲放电后，两极间的电压急剧下降到接近于零，间隙冲放电后，两极间的电压急剧下降到接近于零，间隙中的液体介质中的液体介质立即恢复到绝缘状态立即恢复到绝缘状态，等待下一次放电。，等待下一次放电。第三章 模具电火花加工技术一次脉冲放电的过程可分为

6、四个连续阶段一次脉冲放电的过程可分为四个连续阶段1)极间液体介质的电离、极间液体介质的电离、击穿及放电通道的形成击穿及放电通道的形成2)液体介质热分解、电极液体介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀材料熔化、汽化热膨胀3)材料的抛出材料的抛出4)极间介质的消电离极间介质的消电离第三章 模具电火花加工技术2.2.电火花成形加工机床电火花成形加工机床机床具备的条件是：电极机床具备的条件是：电极和工件接在和工件接在不同极性不同极性上，上，二者保持一定的距离以二者保持一定的距离以形形成放电间隙成放电间隙；脉冲波形是；脉冲波形是单向单向的；放电必须在具有的；放电必须在具有一定一定绝缘性能的液体绝缘性能的液

7、体介质介质中进行；有中进行；有足够的脉冲放足够的脉冲放电能量电能量，以保证放电部位，以保证放电部位的金属熔化或汽化。的金属熔化或汽化。1-床身床身 2-液压油箱液压油箱 3-工作液槽工作液槽 4-主轴头主轴头 5-立柱立柱 6-工作液箱工作液箱7-电源箱电源箱 第三章 模具电火花加工技术（1 1）机床主体）机床主体包括床身、工作台、立柱、包括床身、工作台、立柱、主轴头及润滑系统。主轴头及润滑系统。（2 2）脉冲电源）脉冲电源把工频的交流电流转换成一定把工频的交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流。频率的单向脉冲电流。（3 3）伺服进给系统）伺服进给系统（4 4）液体介质循环过滤系统）液体介质循环

8、过滤系统提供清洁的、有一定压力的液体介质。提供清洁的、有一定压力的液体介质。使主轴作伺服运动使主轴作伺服运动用于夹持工具电极及支承工件，保证它们的相对位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。置，并实现电极在加工过程中的稳定进给运动。第三章 模具电火花加工技术二、电火花加工工艺特点二、电火花加工工艺特点第三章 模具电火花加工技术1）便于加工用机械加工方法）便于加工用机械加工方法难以加工或无法难以加工或无法加工加工的材料，如的材料，如淬火钢、硬质合金钢、耐热淬火钢、硬质合金钢、耐热合金合金。2）电极和工件在加工过程中）电极和工件在加工过程中不直接接触

9、，不直接接触，没有机械切削力没有机械切削力。能进行。能进行微细、复杂型面加微细、复杂型面加工工，可加工，可加工特小孔、深孔、窄孔及复杂形状特小孔、深孔、窄孔及复杂形状的零件的零件。二、电火花加工工艺特点二、电火花加工工艺特点第三章 模具电火花加工技术3）电极材料不必比工件材料硬电极材料不必比工件材料硬，不受被加，不受被加工材料硬度的影响。工材料硬度的影响。4）直接利用电能、热能进行加工，便于）直接利用电能、热能进行加工，便于实实现加工过程的自动控制现加工过程的自动控制。5）电火花加工是通过脉冲放电来蚀除金）电火花加工是通过脉冲放电来蚀除金属材料的，只需属材料的，只需调整电参数即可切换粗、调整电

10、参数即可切换粗、半精、精、超精加工半精、精、超精加工。二、电火花加工工艺特点二、电火花加工工艺特点第三章 模具电火花加工技术1）只能加工导电工件。）只能加工导电工件。2）生产效率低。）生产效率低。3）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。4）加工表面有变质层。）加工表面有变质层。5）加工过程必须在液体介质中进行。）加工过程必须在液体介质中进行。6）最小角部半径受限制，线切割加工有厚度）最小角部半径受限制，线切割加工有厚度限制。限制。第三章 模具电火花加工技术三、实现电火花加工基本条件三、实现电火花加工基本条件在加工过程中，必须用工具电极的进给和调在加工过程中，必须

11、用工具电极的进给和调节装置使接在不同极性上的工具和工件之间形节装置使接在不同极性上的工具和工件之间形成一定的成一定的放电间隙放电间隙，才能使脉冲放电连续进行。，才能使脉冲放电连续进行。放电间隙一般为放电间隙一般为左右。左右。第三章 模具电火花加工技术三、实现电火花加工基本条件三、实现电火花加工基本条件脉冲电源的脉冲波形基本是脉冲电源的脉冲波形基本是单向的单向的。放电延续。放电延续时间时间t ti i称为脉冲宽度，应小于称为脉冲宽度，应小于1010-3-3s s，以使放电产，以使放电产生的热量来不及从放电点过多传导，扩散到其它生的热量来不及从放电点过多传导，扩散到其它部位，从而在极小范围内使金属

12、熔化直至气化。部位，从而在极小范围内使金属熔化直至气化。脉冲间隔脉冲间隔t t0 0，使放电介质有足够长的时间恢复绝，使放电介质有足够长的时间恢复绝缘状态，以免引起持续电弧放电烧伤加工表面而缘状态，以免引起持续电弧放电烧伤加工表面而无法用于尺寸加工。无法用于尺寸加工。第三章 模具电火花加工技术脉冲脉冲放电过程必须在具有一定放电过程必须在具有一定绝缘性的液体绝缘性的液体介质介质中进行。液体介质能够将电蚀物从放电间中进行。液体介质能够将电蚀物从放电间隙中排除和对电极表面进行较好的冷却。隙中排除和对电极表面进行较好的冷却。脉冲放电必须有脉冲放电必须有足够的脉冲放电能量足够的脉冲放电能量，以保，以保证

13、放电部位的金属熔化或气化。证放电部位的金属熔化或气化。第三章 模具电火花加工技术四、模具电火花加工工艺四、模具电火花加工工艺1.型孔加工工艺：型孔加工工艺：电火花加工通孔（电火花加工通孔（型孔型孔）称）称做做穿孔加工穿孔加工，常用于，常用于冲模的冲模的凹模凹模型孔加工。型孔加工。1）直接配合法）直接配合法直接利用适当直接利用适当加长的凸模加长的凸模作电极加工凹模的型作电极加工凹模的型孔，加工后将凸模上的损耗部分去除孔，加工后将凸模上的损耗部分去除靠靠改变电规准参数改变电规准参数等来保证凸、凹模间隙，加等来保证凸、凹模间隙，加工质量较高，制造周期短。用钢凸模作电极，工质量较高，制造周期短。用钢凸

14、模作电极，相对其他电火花加工性能好的电极材料，加工相对其他电火花加工性能好的电极材料，加工稳定性差，加工速度低。稳定性差，加工速度低。第三章 模具电火花加工技术四、模具电火花加工工艺四、模具电火花加工工艺2）间隙配合间隙配合法法将将电极电极与与凸模凸模以以粘接粘接或或钎焊钎焊等方法连接在一起，等方法连接在一起，与与凸模凸模一起加工一起加工，电极加工完凹模后，电极加工完凹模后再切除再切除。可以选择和凸模不同的电火花加工性能好的可以选择和凸模不同的电火花加工性能好的材料，在保证质量的前提下材料，在保证质量的前提下可以可以提高加提高加工速工速度。度。第三章 模具电火花加工技术3）修配凸模修配凸模法法

15、凸模和加工凹模的电极凸模和加工凹模的电极分别制造分别制造，但凸模不加，但凸模不加工到最后尺寸，凸模上工到最后尺寸，凸模上留一定的修配余量留一定的修配余量，按，按电火花加工好的电火花加工好的凹模型孔修配凸模凹模型孔修配凸模，达到所要，达到所要求的凸、凹模配合间隙。求的凸、凹模配合间隙。电极可选好的材料电极可选好的材料，加工中间隙，加工中间隙不受配合间不受配合间隙的限制隙的限制，电极和凸模分别制造，配合间隙，电极和凸模分别制造，配合间隙难以保证一致难以保证一致，影响加工质量。，影响加工质量。第三章 模具电火花加工技术4）二次电极二次电极法法利用利用一次电极一次电极制造出制造出二次电极二次电极，在分

16、别用，在分别用一一次次和和二次二次电极加工出电极加工出凹模凹模和和凸模凸模，并保证凸、，并保证凸、凹模凹模配合间隙配合间隙。可以合理调节放电间隙，能够加工出可以合理调节放电间隙，能够加工出间隙极间隙极小或无间隙精冲模小或无间隙精冲模。二次电极法比较复杂，。二次电极法比较复杂，在普通加工中在普通加工中很少采用很少采用。第三章 模具电火花加工技术2.型腔型腔 加工工艺：加工工艺：1）单电极单电极加工方法加工方法用用一个电极一个电极加工出所需型腔，可以直接加工加工出所需型腔，可以直接加工形形状简单、精度要求不高的型腔状简单、精度要求不高的型腔，但当型腔要求，但当型腔要求较高时，通常采用先较高时，通常

17、采用先预加工再电加工的方法完预加工再电加工的方法完成型腔加工成型腔加工。第三章 模具电火花加工技术2）多电极多电极加工方法加工方法用用多个电极多个电极，依次依次更换加工更换加工同一同一型腔。型腔。仿形精度高，加工仿形精度高，加工精度高精度高、粗糙度小、粗糙度小、棱角清晰的型腔，棱角清晰的型腔，尤其适用于尤其适用于加工尖加工尖角、窄缝多角、窄缝多的型腔。的型腔。3）分解分解电极法电极法根据型腔的几何形状，根据型腔的几何形状，把电极分解成把电极分解成主型腔主型腔电电极和极和副型腔副型腔电极分别制电极分别制造。造。主型腔电极主型腔电极加工型腔加工型腔的的主要主要部分部分，副型腔电极加工型腔的副型腔电

18、极加工型腔的尖角、尖角、窄缝窄缝等部位。等部位。第三章 模具电火花加工技术五、工具电极的设计制造五、工具电极的设计制造1.对电极的技术要求：对电极的技术要求：1）电极的几何形状）电极的几何形状要和模具型孔或型腔要和模具型孔或型腔的几何形状的几何形状完全相同完全相同。2）电极的尺寸）电极的尺寸精度应比凹模高一级精度应比凹模高一级，且，且不低于不低于IT7。3）电极的表面粗糙度）电极的表面粗糙度Ra应为应为。4）各表面平行度在）各表面平行度在100mm长度内不能大于长度内不能大于。5）电极加工成型后）电极加工成型后变形小变形小，具有一定，具有一定强度强度。第三章 模具电火花加工技术2.材料的选择材

19、料的选择：电极材料必须是电极材料必须是导电材料导电材料。在生产中应选择在生产中应选择损耗小、加工过程稳定损耗小、加工过程稳定、加工速加工速度高、机械加工性能好、来源丰富、价格低廉度高、机械加工性能好、来源丰富、价格低廉的的材料制造电极。材料制造电极。常用的材料有常用的材料有紫铜、石墨、钢、铸铁、黄铜、银紫铜、石墨、钢、铸铁、黄铜、银钨合金及铜钨合金钨合金及铜钨合金等等。第三章 模具电火花加工技术电极材料电火花价格性能机械加工性能说 明价格稳定性 电极损耗铸铁铸铁一般一般一般一般好好常用电极材料常用电极材料钢钢较差较差一般一般好好常用电极材料。电参数选择应注意常用电极材料。电参数选择应注意稳定性

20、稳定性紫铜紫铜好好较小较小较差较差磨削加工困难磨削加工困难黄铜黄铜较好较好大大一般一般电极损耗大较少用电极损耗大较少用石墨石墨尚好尚好较小较小尚好尚好常用电极材料，机械强度差、易崩常用电极材料，机械强度差、易崩角。角。铜钨合金铜钨合金好好小小一般一般价格高，用于深孔，直壁孔、硬质价格高，用于深孔，直壁孔、硬质合金。合金。银钨合金银钨合金好好小小一般一般价格昂贵，用于特殊及精密要求等价格昂贵，用于特殊及精密要求等常用电极材料的性能常用电极材料的性能第三章 模具电火花加工技术3.3.电极的结构形式电极的结构形式整体式整体式：是用一块整：是用一块整体材料加工而成的电极，体材料加工而成的电极，对于较大

21、体积及质量较对于较大体积及质量较大的电极，可采取在电大的电极，可采取在电极非工作端面上开孔或极非工作端面上开孔或挖空以减小电极的质量。挖空以减小电极的质量。镶拼式电极镶拼式电极：将电极：将电极分成几块分别加工，分成几块分别加工，再将它们镶拼成一个再将它们镶拼成一个整体电极，这样既便整体电极，这样既便于机械加工又能节省于机械加工又能节省电极材料。电极材料。第三章 模具电火花加工技术组合式电极组合式电极：是将两：是将两个以上的电极组合在个以上的电极组合在一起，一次可以加工一起，一次可以加工出两个以上的型孔，出两个以上的型孔，可以成倍的提高生产可以成倍的提高生产效率。效率。分解式电极分解式电极：将复

22、杂：将复杂形状的电极分解成若形状的电极分解成若干简单形状的电极，干简单形状的电极，进行若干加工成形进行若干加工成形第三章 模具电火花加工技术第三章 模具电火花加工技术第三章 模具电火花加工技术电极的截面尺寸分成电极的截面尺寸分成横向截面横向截面和和纵向截面纵向截面尺寸，尺寸，垂直垂直于电极于电极进给方向进给方向的电极截面尺寸称为电极的的电极截面尺寸称为电极的横截面横截面尺寸。尺寸。纵向尺寸纵向尺寸指的是电极的指的是电极的长度尺寸长度尺寸。4.4.尺寸设计尺寸设计穿孔电极穿孔电极只涉及只涉及横向截面横向截面尺寸的确定。尺寸的确定。型腔电极型腔电极既有既有横向截面横向截面又有又有纵向截面纵向截面尺

23、寸的确定。尺寸的确定。第三章 模具电火花加工技术 电极截面电极截面尺寸的确定。尺寸的确定。a=AK s 电极长度尺寸的确定。电极长度尺寸的确定。电极长度电极长度是根据是根据装夹部装夹部分分尺寸、尺寸、加工深度加工深度、型型腔复杂程度腔复杂程度、电极使用电极使用次数次数、电极材料电极材料以及以及加加工工艺工工艺参数来确定参数来确定第三章 模具电火花加工技术5.5.制造工艺方法制造工艺方法对于对于穿孔电极穿孔电极，采用普通的，采用普通的机械加工和数控加机械加工和数控加工方工方法，还广泛采用法，还广泛采用成形磨削进行精密加工。成形磨削进行精密加工。多型孔多型孔穿孔电极，可采用穿孔电极，可采用数控加工

24、方法数控加工方法制造，也可制造，也可按按组合式组合式电极制造（采用焊接、铆接、螺钉连接和低电极制造（采用焊接、铆接、螺钉连接和低熔点金属浇灌）。熔点金属浇灌）。形状复杂，可采用形状复杂，可采用数控加工数控加工方法，也可按方法，也可按镶拼式电镶拼式电极极制造。还可采用制造。还可采用电火花线切割电火花线切割方法加工。方法加工。阶梯电极的小端也可以阶梯电极的小端也可以成形磨削成形磨削，但大多情况下采，但大多情况下采用用腐蚀腐蚀的方法。的方法。第三章 模具电火花加工技术（1 1）石墨电极）石墨电极（2 2）铜电极）铜电极（3 3）铜钨合金、）铜钨合金、银钨合金电极银钨合金电极最常用最常用电极材料，采电

25、极材料，采用用切割加工和成型切割加工和成型加加工。石墨脆，加工时工。石墨脆，加工时易产生易产生粉尘粉尘，加工前，加工前要先在要先在煤油中浸泡若煤油中浸泡若干天。干天。质软，加工时质软，加工时易变形易变形，加工，加工后电极后电极表面粗糙度较差表面粗糙度较差。切。切削加工时，削加工时，进刀量尽可能小，进刀量尽可能小，并用肥皂水作工作液并用肥皂水作工作液。磨削。磨削困难，采用困难，采用低转速、小进给低转速、小进给量，并使用工作液量，并使用工作液。紫铜电极可采用锻造、放电紫铜电极可采用锻造、放电压力成形法制造。压力成形法制造。这类合金系高温烧结而成，选用这类合金系高温烧结而成，选用硬质合金刀具硬质合金

26、刀具作切削作切削加工，容易堵塞砂轮，砂轮的粒度不能太细，宜选用加工，容易堵塞砂轮，砂轮的粒度不能太细，宜选用白刚玉白刚玉砂轮，磨削时要加砂轮，磨削时要加工作液工作液。第三章 模具电火花加工技术电火花加工的电规准主要有电火花加工的电规准主要有脉冲宽度、脉冲电流峰脉冲宽度、脉冲电流峰值和脉冲频率。值和脉冲频率。六、电火花加工的电规准的选择六、电火花加工的电规准的选择根据加工所能得到的型面质量及放电间隙的大小，根据加工所能得到的型面质量及放电间隙的大小，电规准分为电规准分为粗、中、精粗、中、精三种三种。粗规准主要用于粗规准主要用于粗加工粗加工，去除，去除大部分大部分加工余量。加工余量。中规准是中规准

27、是粗、精加工间过渡加工粗、精加工间过渡加工采用的电规准，用以采用的电规准，用以减少减少精加工余量，促使精加工余量，促使加工稳定性和提高加工速度。加工稳定性和提高加工速度。精规准用来进行精规准用来进行精加工精加工，是达到电火花加工，是达到电火花加工指标的主指标的主要规准要规准。第三章 模具电火花加工技术电火花加工的极性效应电火花加工的极性效应电火花加工的脉冲过程中，工具电极和工件都受到电电火花加工的脉冲过程中，工具电极和工件都受到电腐蚀作用，但正、负两极的蚀除速度却不同。对两极腐蚀作用，但正、负两极的蚀除速度却不同。对两极蚀除速度不同的现象称为蚀除速度不同的现象称为极性效应极性效应。短脉冲进行加

28、工时，工件接正极，称为短脉冲进行加工时，工件接正极，称为“正极性加正极性加工工”或正极性接法。或正极性接法。长脉冲进行加工时（长脉冲进行加工时（t ti i300300s s），工件接负极，称），工件接负极，称为为“负极性加工负极性加工”或负极性接法。或负极性接法。当正极蚀除速度大于负极时，把工件接脉冲电源的正极，当正极蚀除速度大于负极时，把工件接脉冲电源的正极，称为正极性加工；反之，把工件接脉冲电源的负极，称称为正极性加工；反之，把工件接脉冲电源的负极，称为负极性加工。为负极性加工。1.液体介质的作用液体介质的作用：七、液体介质的选择七、液体介质的选择1）压缩放电通道）压缩放电通道，使放电能

29、量高度集中在极小的区，使放电能量高度集中在极小的区域内，加强蚀除效果，提高放电仿形的精确度。域内，加强蚀除效果，提高放电仿形的精确度。第三章 模具电火花加工技术2）加速电极间隙的冷却加速电极间隙的冷却，有助于防止金属表面局部，有助于防止金属表面局部热量积累，热量积累，防止烧伤和电弧放电的产防止烧伤和电弧放电的产生。生。3）加剧放电的流体动力过程，帮助）加剧放电的流体动力过程，帮助金属的抛出金属的抛出，加，加速了电蚀产物的排除。速了电蚀产物的排除。4）有助于加强电极表面的）有助于加强电极表面的覆盖效应和改变工件表面覆盖效应和改变工件表面层层的物理化学性能。的物理化学性能。第三章 模具电火花加工技

30、术2.对对液体介质的要求液体介质的要求：1）具有一定的绝缘强度、较快的绝缘强度恢复性能，）具有一定的绝缘强度、较快的绝缘强度恢复性能，有较好的流动性。有较好的流动性。2）燃点、闪点要高，不会爆炸，不容易燃烧。）燃点、闪点要高，不会爆炸，不容易燃烧。3）无毒、无刺激性，放电时的分解物对加工妨碍小，）无毒、无刺激性，放电时的分解物对加工妨碍小，对人体无害。对人体无害。4）加工稳定性要好，工艺指标要高。）加工稳定性要好，工艺指标要高。5）价格便宜，容易取得。）价格便宜，容易取得。第三章 模具电火花加工技术3.常用液压介质的种类及其应用常用液压介质的种类及其应用：煤油煤油由于由于黏度低黏度低，排屑方便

31、排屑方便，击穿间隙小击穿间隙小，对电，对电火花加工精度有好处。应用于电火花穿孔、成形，火花加工精度有好处。应用于电火花穿孔、成形，电火花磨削及精磨线切割加工中。电火花磨削及精磨线切割加工中。机油、锭子油机油、锭子油的的黏度稍大黏度稍大，但，但燃点高燃点高，常用于大，常用于大型腔的电火花粗加工。型腔的电火花粗加工。水和水溶液水和水溶液由于由于价廉易得价廉易得，并有，并有不燃、无味不燃、无味等特等特性。在有的专用电火花机床中，如小孔加工、喷丝性。在有的专用电火花机床中，如小孔加工、喷丝板异形孔加工已经开始采用水作液体介质。板异形孔加工已经开始采用水作液体介质。第三节 型孔电火花线切割加工一、概述一

32、、概述1.1.电火花线切割采用电火花线切割采用金属金属丝（钼或铜）丝（钼或铜）作电极，脉作电极，脉冲电源的冲电源的正极接工件正极接工件，负负极接电极丝极接电极丝。电极丝以一。电极丝以一定的速度沿长度方向定的速度沿长度方向连续连续运动运动，工作台（工件）相工作台（工件）相对电极丝按预定的要求运对电极丝按预定的要求运动，从而使电极丝按所要动，从而使电极丝按所要求的切割路线进行电腐蚀，求的切割路线进行电腐蚀，实现切割加工。实现切割加工。2.2.加工过程中工作液（电加工过程中工作液（电介质）的循环系统源源不介质）的循环系统源源不断地供给电腐蚀区充足的断地供给电腐蚀区充足的电介质，以产生一定的电介质，以

33、产生一定的介介电强度电强度和和冷却电极丝冷却电极丝。3.3.电火花电火花线切割加工的控制线切割加工的控制系统，主要指系统，主要指切割轨迹切割轨迹、进进给给、走丝机构走丝机构，操作和其它操作和其它辅助控制辅助控制等，它是进行稳定等，它是进行稳定切割加工的重要组成部分。切割加工的重要组成部分。第三章 模具电火花加工技术电电火火花花线线切切割割加加工工原原理理1-1-工作台工作台 2-2-夹具夹具 3-3-工件工件4-4-脉冲电源脉冲电源5-5-电极丝电极丝6-6-导向轮导向轮7-7-丝架丝架8-8-工作液箱工作液箱9-9-贮丝筒贮丝筒利用细钼丝或细铜丝利用细钼丝或细铜丝5 5作工具电极，穿过零件作

34、工具电极，穿过零件3 3上预先钻好的小孔上预先钻好的小孔（穿丝孔），导向轮（穿丝孔），导向轮6 6由贮丝孔由贮丝孔9 9带动，相对零件作上下往复运动。带动，相对零件作上下往复运动。加工能源由脉冲电源加工能源由脉冲电源4 4供给，零件接脉冲电源的正极，电极丝接负供给，零件接脉冲电源的正极，电极丝接负极。脉冲电压将电极丝和零件之间的间隙（放电间隙）击穿，产生极。脉冲电压将电极丝和零件之间的间隙（放电间隙）击穿，产生瞬间火花放电，将零件放电区局部熔化或气化，从而实现切割加工瞬间火花放电，将零件放电区局部熔化或气化，从而实现切割加工第三章 模具电火花加工技术切割轨迹控制系统切割轨迹控制系统的作用是按加

35、工要求，自动控制的作用是按加工要求，自动控制电极丝相对工件的运动方向，以便对材料进行形状电极丝相对工件的运动方向，以便对材料进行形状与尺寸的加工。与尺寸的加工。进给控制系统进给控制系统的作用是在电极丝相对工件按一定方的作用是在电极丝相对工件按一定方向运动时，根据放电间隙的大小与状态自动控制进向运动时，根据放电间隙的大小与状态自动控制进给速度，以使进给速度与根据蚀除的线速度相平衡，给速度，以使进给速度与根据蚀除的线速度相平衡，维持稳定加工。维持稳定加工。第三章 模具电火花加工技术走丝机构控制电路走丝机构控制电路是是控制电极丝自身的运动，控制电极丝自身的运动，它有利于介质带入放电它有利于介质带入放

36、电间隙和电蚀物的排除。间隙和电蚀物的排除。操作控制电路操作控制电路的作用的作用是对机床的开通、断开是对机床的开通、断开及手动控制等。及手动控制等。辅助控制电路辅助控制电路的作用是的作用是为了加工顺利进行，增加为了加工顺利进行，增加控制功能，提高自动化程控制功能，提高自动化程度。度。第三章 模具电火花加工技术4.4.电火花线切割加工特点：电火花线切割加工特点：不需要制造电极不需要制造电极，可节约，可节约电极设计、制造费用，缩电极设计、制造费用，缩短生产周期。短生产周期。能够方便地加工复杂形状能够方便地加工复杂形状的内、外成型表面、微孔和的内、外成型表面、微孔和窄缝窄缝等。等。一次加工成型一次加工

37、成型，一般不，一般不需要中途转换规准。需要中途转换规准。电极丝沿其电极丝沿其长度方向运动长度方向运动，电极丝损耗较少，对加工精电极丝损耗较少，对加工精度影响小，并且有利于电蚀度影响小，并且有利于电蚀物的排出。物的排出。自动化程度高，操作方便，自动化程度高，操作方便，加工周期短，成本低加工周期短，成本低 广泛应用于大、中、小型模具型孔，固定板、卸料板、镶拼广泛应用于大、中、小型模具型孔，固定板、卸料板、镶拼型腔，细小的孔、槽等的加工。是模具行业型腔，细小的孔、槽等的加工。是模具行业重要重要的加工方法。的加工方法。第三章 模具电火花加工技术5.5.电极丝为直径的电极丝为直径的钼丝钼丝或直径为左右的

38、或直径为左右的铜丝铜丝，工，工件介质常用件介质常用5%5%左右的左右的乳化油水溶液乳化油水溶液，加工精度可达，加工精度可达，表面粗糙度，生产速度达表面粗糙度，生产速度达303040mm40mm2 2/min/min。6.6.电火花线切割加工的应用电火花线切割加工的应用(1)(1)加工模具零件：适用于加工淬火钢、硬质合金模具加工模具零件：适用于加工淬火钢、硬质合金模具零件、各种形状的细小零件、窄缝等。例如形状复杂、零件、各种形状的细小零件、窄缝等。例如形状复杂、带有尖角、窄缝的小型凹模的型孔可以采用整体结构带有尖角、窄缝的小型凹模的型孔可以采用整体结构在淬火后加工，既能保证模具精度，又可简化模具

39、的在淬火后加工，既能保证模具精度，又可简化模具的设计与制造。设计与制造。第三章 模具电火花加工技术(2)(2)加工电火花成型加工用的电极：适用于加工一般电加工电火花成型加工用的电极：适用于加工一般电火花加工型孔时用的电极，以及加工带锥度型腔时用火花加工型孔时用的电极，以及加工带锥度型腔时用的电极，对于铜钨合金、银钨合金之类的材料，用电的电极，对于铜钨合金、银钨合金之类的材料，用电火花线切割加工特别经济；同时也适用于加工微细、火花线切割加工特别经济；同时也适用于加工微细、形状复杂的电极。形状复杂的电极。(3)(3)加工零件：适用于加工品种多、数量少的零件，特加工零件：适用于加工品种多、数量少的零

40、件，特殊难加工材料的零件，材料试验样件，各种型孔、凸殊难加工材料的零件，材料试验样件，各种型孔、凸轮、样板、成型刀具等。轮、样板、成型刀具等。第三章 模具电火花加工技术二、数字控制的基本原理二、数字控制的基本原理电火花线切割时，数控装置要不断进行电火花线切割时，数控装置要不断进行运算运算，按一定的规律向，按一定的规律向纵、横坐标方向的步进电机发出纵、横坐标方向的步进电机发出脉冲脉冲信号，步进电机带动工作信号，步进电机带动工作台按规定图形的轨迹运动。台按规定图形的轨迹运动。1.1.加加工过程中，工作台每进给一步，首先要判别加工点相对给工过程中，工作台每进给一步，首先要判别加工点相对给定图形的偏离

41、位置，即判别偏差正负。然后向逼近图形的方向定图形的偏离位置，即判别偏差正负。然后向逼近图形的方向进给一步，到达新的加工点后，再对新的加工点进行偏差计算，进给一步，到达新的加工点后，再对新的加工点进行偏差计算，求出新的偏差再进行判别、进给。这样不断的运算、比较、进求出新的偏差再进行判别、进给。这样不断的运算、比较、进给，总是使加工点向给定图形逼近，以完成对线切割轨迹的控给，总是使加工点向给定图形逼近，以完成对线切割轨迹的控制。这种控制方法称之为制。这种控制方法称之为逐点比较法逐点比较法。第三章 模具电火花加工技术切割斜线切割斜线OAOA示意图示意图先令工作台沿先令工作台沿X X轴的正方向进给一轴

42、的正方向进给一步，加工点（电极丝）由步，加工点（电极丝）由O O移到移到M1M1，M1M1点的坐标为（点的坐标为（1 1，0 0），），M1M1点点在在OAOA的下方已偏离斜线产生偏差。的下方已偏离斜线产生偏差。为了纠正偏差，应使加工点向为了纠正偏差，应使加工点向OAOA靠拢。所以需令工作台沿靠拢。所以需令工作台沿Y Y轴的正轴的正方向加工一步，使加工点由方向加工一步，使加工点由M1M1移移到到到到M2M2（1 1，1 1）点。）点。M2M2处于处于OAOA的的上方也偏离了斜线产生了新的偏上方也偏离了斜线产生了新的偏差，为了纠正这个新的偏差，应差，为了纠正这个新的偏差，应控制工作台沿控制工作台

43、沿X X轴的正方向进给一轴的正方向进给一步。步。电极丝相对工件运动的轨迹是折线电极丝相对工件运动的轨迹是折线O-M1-M2AO-M1-M2A。线切割加工。线切割加工就是用上述折线逐点比较代替就是用上述折线逐点比较代替OAOA完成对斜线的加工。完成对斜线的加工。第三章 模具电火花加工技术切割圆弧AB示意图圆心圆心O O为切割坐标系的原点。为切割坐标系的原点。用用X X、Y Y轴表示机床工作台纵、轴表示机床工作台纵、横进给方向。以横进给方向。以A A点为加工起点为加工起点，若加工点在圆弧外（包点，若加工点在圆弧外（包括在圆弧上），则令工作台括在圆弧上），则令工作台沿沿X X轴的负方向加工一步。加轴

44、的负方向加工一步。加工点在圆弧内，则令工作台工点在圆弧内，则令工作台沿沿Y Y正方向进给一步，如此继正方向进给一步，如此继续直到加工到圆弧的终点续直到加工到圆弧的终点B B。折线代替斜线和圆弧线的逐点比较法，折线代替斜线和圆弧线的逐点比较法，工作时步进电机带动工作台进给一步的工作时步进电机带动工作台进给一步的距离仅为距离仅为1m1m。斜线和圆弧线的最大偏。斜线和圆弧线的最大偏差是工作台进给一步的距离，这个误差差是工作台进给一步的距离，这个误差很小，是零件尺寸精度所允许的。很小，是零件尺寸精度所允许的。第三章 模具电火花加工技术2.2.逐点比较法切割斜线和圆弧说明工作台的进给是步进的，逐点比较法

45、切割斜线和圆弧说明工作台的进给是步进的，X X，Y Y两个方向不能同时进给，每进给一步都要完成四个工作节拍。两个方向不能同时进给，每进给一步都要完成四个工作节拍。偏差判别偏差判别 判别加工点对规定图纸的偏离判别加工点对规定图纸的偏离位置，以决定切割加工走向。位置，以决定切割加工走向。拖板进给拖板进给 根据判别的结果，控制工作台在根据判别的结果，控制工作台在X X或或Y Y方向结果一步，向规定图线逼近。方向结果一步，向规定图线逼近。偏差计算偏差计算 数控装置对新的加工点进行计算，得出反映偏离位置情况的偏差，作为数控装置对新的加工点进行计算，得出反映偏离位置情况的偏差，作为下一步判别的依据。下一步

46、判别的依据。当进给一步完成偏差计算后，应判断是否到达图线终点。当进给一步完成偏差计算后，应判断是否到达图线终点。如已到达终点则发出停止进给指令，否则继续重复前面如已到达终点则发出停止进给指令，否则继续重复前面的工作节拍直到终点。的工作节拍直到终点。终点判别终点判别 第三章 模具电火花加工技术3.3.线切割的图形一般由若干线切割的图形一般由若干直线和圆弧直线和圆弧组成，组成，可可以分割成单一的直线和圆弧段逐段进行切割加工。以分割成单一的直线和圆弧段逐段进行切割加工。为了使一条线段加工到终点时能自动停止加工，数为了使一条线段加工到终点时能自动停止加工，数控切割机床是通过控制线段从起点加工到终点时，

47、控切割机床是通过控制线段从起点加工到终点时，工作台在工作台在X X或或Y Y方向上的方向上的进给总长度进给总长度进行判断的。进行判断的。第三章 模具电火花加工技术在数控机床的数控装置中设立了一个在数控机床的数控装置中设立了一个计数器计数器来进行计来进行计数。加工前将拖板在数。加工前将拖板在X X或或Y Y方向上的进给总长度存入计方向上的进给总长度存入计数器。加工过程中工作台在计数方向上每进给一步，数器。加工过程中工作台在计数方向上每进给一步，计数器边减去计数器边减去1 1。当计数器中存入的数值减到零时，。当计数器中存入的数值减到零时，表示已切割到终点，停止加工。工作台在表示已切割到终点，停止加

48、工。工作台在X X方向的进方向的进给总长度进行计数称为计给总长度进行计数称为计X X，用，用GxGx表示。工作台在表示。工作台在Y Y方方向的进给总长度进行计数称为计向的进给总长度进行计数称为计Y Y，用，用GyGy表示。表示。第三章 模具电火花加工技术三、数控程序的编制 数控线切割机床在加工之前，要把被加工零件的形状和尺寸按数控线切割机床在加工之前，要把被加工零件的形状和尺寸按切割顺序、方向等有关信息，以一定的格式记录在所要输入机切割顺序、方向等有关信息，以一定的格式记录在所要输入机床的床的穿孔纸带穿孔纸带上。经数控装置运算变换后，控制机床的运动。上。经数控装置运算变换后，控制机床的运动。从

49、被加工的零件图到获得机床所需要的控制穿孔纸带的全过程从被加工的零件图到获得机床所需要的控制穿孔纸带的全过程称为程序编制。称为程序编制。我国常用的数控线切割机床的程序格式为我国常用的数控线切割机床的程序格式为三三B B型或四型或四B B型型。三三B B型格式为型格式为无间隙补偿无间隙补偿的五指令程序格式。的五指令程序格式。第三章 模具电火花加工技术三三B B型程序格式型程序格式B BX XB BY YB BJ JG GZ Z分隔符号分隔符号 X X坐标值坐标值 分隔符号分隔符号 Y Y坐标值坐标值 分隔符号分隔符号计数长度计数长度计数方向计数方向加工指令加工指令1.1.分隔符号分隔符号B B：X

50、 X、Y Y、J J均为数值码，用均为数值码，用B B分隔分隔X X、Y Y和和J J的数值。的数值。2.2.坐标值坐标值x x，y y：3.3.计数方向计数方向G G编程序时对编程序时对x x、y y坐标值只输入绝对值，数值为零时可以坐标值只输入绝对值，数值为零时可以不写，但必须留分隔号，单位为不写，但必须留分隔号，单位为mm。加工加工圆弧圆弧时，坐标原点取在圆心，时，坐标原点取在圆心，x x、y y为起始点坐标值为起始点坐标值。加工与加工与x x、y y轴不重合的轴不重合的斜线斜线时，取加工的起点为切割坐标系的原点，时，取加工的起点为切割坐标系的原点，x x、y y值为终点的坐标值值为终点