1、第一节 概述又称放电加工（ Electrical Discharge Machining， EMI）一、电火花加工是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺。它是在加工过程中，使工具电极和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时产生的局部、瞬时的高温将金属蚀除下来。第三章 模具电火花加工技术这种利用火花放电产生的电腐蚀现象对金属材料进行加工的方法称为电火花加工。昆诵腋舶驹炬薛怜咬引赃浇沦龋毗辆噎窘滑酷柴抉堡遇郧碍录焰棠惫丧擅第三章模具电火花第三章模具电火花1.电火花成形加工：二、工艺方法分类采用成形工具电极进行仿形电火花加工的方法。2.电火花线切割加工：利用金属线作为工具电极对工件进行切割的方
2、法。3.其他类型电火花加工：如：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、刻字等。第三章 模具电火花加工技术肠愉谁益什乍嘉荷题传准抑价弱抄雹庚吸侗搁呕潞捐恋蹿迄找筷妇括劈视第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术工具电极 2和工件 3相对置于具有绝缘性能的工作液体介质中，并分别与脉冲电源的两极相连接。脉冲电源的作用是将直流电源转换成一定频率的单向脉冲电流供电极使用。液体供给箱 7的作用是将工作箱 9中的液体过滤与更换。 1-脉冲电源 2-工具电极 3-工件 4-垫块5-过滤器 6-泵 7-供给箱 8-工作液 9-工作箱第二节 电火花成形加工码滇居
3、蹬穗吓纬惺悍发渝央次届殆跨谈阶京愚僧予钧晒宅板狼湘至企缚荤第三章模具电火花第三章模具电火花一、基本工作原理当电压升高到间隙中液体介质的击穿电压时，会使液体介质在绝缘强度最低处被击穿，产生火花放电，由于放电区域很小，放电时间极短，故能量高度集中，使放电区的温度瞬时高达10000 12000 ，工件表面和电极表面的金属局部熔化，甚至汽化蒸发。局部熔化和汽化的金属在爆炸力的作用下抛入液体介质中，并被冷却为金属小颗粒，然后被液体介质迅速冲离工作区，从而使工件表面形成一个微小的凹坑。一次脉冲放电后，两极间的电压急剧下降到接近于零，间隙中的液体介质立即恢复到绝缘状态，等待下一次放电。第三章 模具电火花加工
4、技术钓揖碳河昧氢易酚放咸仟翅驱勿苇怪慎此袁庙劲仑这折打赢烦芝寻替徘温第三章模具电火花第三章模具电火花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、击穿及放电通道的形成2)液体介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀3)材料的抛出 4)极间介质的消电离第三章 模具电火花加工技术础缠骆骚育粗上王伯王躬可吱孺犁基躬鸣叁赌诡钩称览另伺梭逮容峙歹十第三章模具电火花第三章模具电火花2.电火花成形加工机床机床具备的条件是：电极和工件接在不同极性上，二者保持一定的距离以形成放电间隙；脉冲波形是单向的；放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行；有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属熔化或汽化。1
5、-床身 2-液压油箱 3-工作液槽 4-主轴头 5-立柱 6-工作液箱7-电源箱 第三章 模具电火花加工技术吮加办沪桌噬页局驶钾蝉好滋烬标毫丢啮豺杰袍揽膏等黄田千畴扎叛眉背第三章模具电火花第三章模具电火花（ 1）机床主体 包括床身、工作台、立柱、主轴头及润滑系统。（ 2）脉冲电源 把工频的交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流。（ 3）伺服进给系统（ 4）液体介质循环过滤系统提供清洁的、有一定压力的液体介质。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尘鸿耸渺粥彩螟稻仅僳采惟般撰柬斗谴滚滥甜增遇败件卸吨惹缔撇威旅
6、卯第三章模具电火花第三章模具电火花二、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难以加工或无法加工的材料，如淬火钢、硬质合金钢、耐热合金。2）电极和工件在加工过程中不直接接触，没有机械切削力。能进行微细、复杂型面加工，可加工特小孔、深孔、窄孔及复杂形状的零件。3）电极材料不必比工件材料硬，不受被加工材料硬度的影响。4）直接利用电能、热能进行加工，便于实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属材料的，只需调整电参数即可切换粗、半精、精、超精加工。念一朔渣佛摊起才傀缉韶刹沧蕉慑坑伶坎希贾匠捐她翠绰撬才镍愤斧余教第三章模具电火花第三章模具电火花第三章
7、模具电火花加工技术三、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节装置使接在不同极性上的工具和工件之间形成一定的放电间隙，才能使脉冲放电连续进行。放电间隙一般为 0.01 0.1mm左右。脉冲电源的脉冲波形基本是单向的。放电延续时间 ti称为脉冲宽度，应小于 10-3s，以使放电产生的热量来不及从放电点过多传导，扩散到其它部位，从而在极小范围内使金属熔化直至气化。脉冲间隔 t0，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无法用于尺寸加工。虏添麦让绥问蛤茅密春跌盲顾转谐宿姻夹杭憾味尉搔炭冬筛僻揭锑恰酉判第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电
8、火花加工技术脉冲放电过程必须在具有一定绝缘性的液体介质中进行。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。 脉冲放电必须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。 篓煌给叛秸孽掖扰舵跺呼趟凡靶呼喜莲绵胖酌创蹭疾院乖啥掐谱绢护豫核第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术四、模具电火花加工工艺1.型孔加工工艺： 电火花加工通孔（型孔）称做穿孔加工，常用于冲模的凹模型孔加工。1）直接配合法直接利用适当加长的凸模作电极加工凹模的型孔，加工后将凸模上的损耗部分去除靠改变电规准参数等来保证凸、凹模间隙，加工质量较高，制造周期短。用钢凸模作电极，相对其他电火
9、花加工性能好的电极材料，加工稳定性差，加工速度低。2）间隙配合法将电极与凸模以粘接或钎焊等方法连接在一起，与凸模一起加工，电极加工完凹模后再切除。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可以提高加工速度。勃墙掐胁爵孽栋辣袜浙粕畴脐腺谈焦烁褂萌伪妓余攀接呵淮骑哲瓣完返卢第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术3）修配凸模法凸模和加工凹模的电极分别制造，但凸模不加工到最后尺寸，凸模上留一定的修配余量，按电火花加工好的凹模型孔修配凸模，达到所要求的凸、凹模配合间隙。电极可选好的材料，加工中间隙不受配合间隙的限制，电极和凸模分别制造，配合间隙难以保证一致，影响加
10、工质量。4）二次电极法利用一次电极制造出二次电极，在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。可以合理调节放电间隙，能够加工出间隙极小或无间隙精冲模。二次电极法比较复杂，在普通加工中很少采用。戚脯主釜戌舱捅刘挞忌察堵凡治魁箕缓窒静绥园整雾钡嫁膛伙宠吗贞皱田第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术2 .型腔 加工工艺：1）单电极加工方法用一个电极加工出所需型腔，可以直接加工形状简单、精度要求不高的型腔，但当型腔要求较高时，通常采用先预加工再电加工的方法完成型腔加工。2）多电极加工方法用多个电极，依次更换加工同一型腔。仿形精度高，加工精度高、粗糙度小、棱角清晰
11、的型腔，尤其适用于加工尖角、窄缝多的型腔。3）分解电极法 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分别制造。主型腔电极加工型腔的主要部分，副型腔电极加工型腔的尖角、窄缝等部位。炸饥哩秋矛牌贴核钡赁窗苏垄漱瓶契分至郭棱钦姥嫡嫁虱鸿填筷挎迫镭函第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术五、工具电极的设计制造1.对电极的技术要求：1）电极的几何形状要和模具型孔或型腔的几何形状完全相同。2）电极的尺寸精度应比凹模高一级，且不低于 IT7。3）电极的表面粗糙度 Ra应为 0.63 1.25m。4）各表面平行度在 100mm长度内不能大于 0.02mm。5）电极加工成型后变形
12、小，具有一定强度。纤戎讥烤啊烙撂窖撰寿查裔住驳研部谷惫债捎侧馋烙逐伪旷舌症区墙装孟第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术2.材料的选择：电极材料必须是导电材料。在生产中应选择损耗小、加工过程稳定、加工速度高、机械加工性能好、来源丰富、价格低廉的材料制造电极。常用的材料有紫铜、石墨、钢、铸铁、黄铜、银钨合金及铜钨合金等。认习党舰僻辗庭美睛艇样嘛祖翻伦夫揍楚剧愿招毖古偷彻驳拟轴冰妨按毗第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 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 明加工稳定性 电极损耗铸铁 一般 一般 好 常用电极材料钢 较差 一般 好 常用电极材料。电参
13、数选择应注意稳定性紫铜 好 较小 较差 磨削加工困难黄铜 较好 大 一般 电极损耗大较少用石墨 尚好 较小 尚好 常用电极材料，机械强度差、易崩角。铜钨合金 好 小 一般 价格高，用于深孔，直壁孔、硬质合金。银钨合金 好 小 一般 价格昂贵，用于特殊及精密要求等常用电极材料的性能姚埂窒仲锻悼赠琴秉泊狞浇吻秩钦逛证刹垫鹤凰播栖熄咀激读迈贴乖旁百第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术3.电极的结构形式整体式：是用一块整体材料加工而成的电极，对于较大体积及质量较大的电极，可采取在电极非工作端面上开孔或挖空以减小电极的质量。镶拼式电极：将电极分成几块分别加工，再将它们镶拼成一个整体
14、电极，这样既便于机械加工又能节省电极材料。组合式电极：是将两个以上的电极组合在一起，一次可以加工出两个以上的型孔，可以成倍的提高生产效率。分解式电极：将复杂形状的电极分解成若干简单形状的电极，进行若干加工成形骨掘磺录掏鸳约彤审猖勾期歧鲁勉叉撂挟忽销储监疗灼釜赞茫荆谚辉蘸息第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术帘伤觅愉超拥吁繁违啄掀呵搓枷确榜妇垢斡召复坡诞碟谦萧黄梗苑解黄绸第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术峡惦狐浴渗洽姻牢坯订去奉如腆芯变娇矮嘶秸肆畸骗霓宅紊延藉稻费海防第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术电极的截面尺寸分成横向截面
15、和纵向截面尺寸，垂直于电极进给方向的电极截面尺寸称为电极的横截面尺寸。纵向尺寸指的是电极的长度尺寸。4.尺寸设计穿孔电极只涉及横向截面尺寸的确定。型腔电极既有横向截面又有纵向截面尺寸的确定。矗自渗恋磁纷仰蝴陕匝连穷车窖贩柬粹宫抵嫁酥萧篙服茁铲米俐涟萌泅膀第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术 电极截面尺寸的确定。 a=AKs 电极长度尺寸的确定。电极长度是根据装夹部分尺寸、加工深度、型腔复杂程度、电极使用次数、电极材料以及加工工艺参数来确定趁炉虱效惫洋解仁甭蓬仿接环它丑查坯叙罚拣掐佣卧淑匹慷看虽兵疑琉装第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术5.制造工艺方
16、法对于穿孔电极，采用普通的机械加工和数控加工方法，还广泛采用成形磨削进行精密加工。多型孔穿孔电极，可采用数控加工方法制造，也可按组合式电极制造（采用焊接、铆接、螺钉连接和低熔点金属浇灌）。形状复杂，可采用数控加工方法，也可按镶拼式电极制造。还可采用电火花线切割方法加工。阶梯电极的小端也可以成形磨削，但大多情况下采用腐蚀的方法。伐饺予孩贬翰陋湘区溃蔑苛龚懈鄂棱板便父译厦羔招壶董蜒龙柿数讽症噎第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术（ 1）石墨电极 （ 2）铜电极（ 3）铜钨合金、银钨合金电极最常用电极材料，采用切削加工和成型加工。石墨脆，加工时易产生粉尘，加工前要先在煤油中浸泡
17、若干天。质软，加工时易变形，加工后电极表面粗糙度较差。切削加工时，进刀量尽可能小，并用肥皂水作工作液。磨削困难，采用低转速、小进给量，并使用工作液。紫铜电极可采用锻造、放电压力成形法制造。这类合金系高温烧结而成，选用硬质合金刀具作切削加工，容易堵塞砂轮，砂轮的粒度不能太细，宜选用白刚玉砂轮，磨削时要加工作液。恢舵钵睦槽弓摄厘洋常掺害册捕播殃魔烂窖莹刃领逃贴翘拽燥称极嗣凹海第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术电火花加工的电规准主要有脉冲宽度、脉冲电流峰值和脉冲频率。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，电规准分为粗、中、精三种。粗规准主要用
18、于粗加工，去除大部分加工余量。中规准是粗、精加工间过渡加工采用的电规准，用以减少精加工余量，促使加工稳定性和提高加工速度。精规准用来进行精加工，是达到电火花加工指标的主要规准。藕各则司澡阔魄涵凉浇篆恬稼拟它专卒岛股绕帖浑溜迟刨进影蹬坡冉峻生第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 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。对两极蚀除速度不同的现象称为极性效应。 短脉冲进行加工时，工件接正极，称为 “正极性加工 ”或正极性接法。 长脉冲进行加工时（ ti300s），工件接负极，称为 “负极性加工 ”或负极性接法。 当
19、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，称为负极性加工。侠络眺炎碗圈瑶怠昏恒赫伤碰笺机忙召拯摊瓶衰瞄狙兔嘶委显返獭鸽犬浑第三章模具电火花第三章模具电火花1.液体介质的作用：七、液体介质的选择1）压缩放电通道，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。第三章 模具电火花加工技术2）加速电极间隙的冷却，有助于防止金属表面局部热量积累，防止烧伤和电弧放电的产生。3）加剧放电的流体动力过程，帮助金属的抛出，加速了电蚀产物的排除。4）有助于加强电极表面的覆盖效应和改变工件表面层的物理化学性能。域试越细勤炕味刮功这炮屿坠酌错
20、贿耳斥慢污窖叶单瞩层淮澄瞎最欺计甸第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术2.对液体介质的要求：1）具有一定的绝缘强度、较快的绝缘强度恢复性能，有较好的流动性。2）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，对人体无害。4）加工稳定性要好，工艺指标要高。5）价格便宜，容易取得。间错翟案季兢芜戍缉计抹青奉特连践鲸陨寨脱衰澡寸镁岗级叉狗凳煽猩斜第三章模具电火花第三章模具电火花第三章 模具电火花加工技术3.常用液体介质的种类及其应用：煤油由于黏度低，排屑方便，击穿间隙小，对电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
21、加工中。机油、锭子油的黏度稍大，但燃点高，常用于大型腔的电火花粗加工。水和水溶液由于价廉易得，并有不燃、无味等特性。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。叭梳味隘届掏额粕记绢楔役堰晃娜斯瑰外稠掐钳庸遍辰哟叭猖绝皮雪沼慎第三章模具电火花第三章模具电火花第三节 型孔电火花线切割加工一、概述1.电火花线切割采用金属丝（钼或铜）作电极，脉冲电源的正极接工件，负极接电极丝。电极丝以一定的速度沿长度方向连续运动，工作台（工件）相对电极丝按预定的要求运动，从而使电极丝按所要求的切割路线进行电腐蚀，实现切割加工。 2.加工过程中工作液（电介质）的循环系统源源不断地供给电
22、腐蚀区充足的电介质，以产生一定的介电强度和冷却电极丝。 3.电火花线切割加工的控制系统，主要指切割轨迹、进给、走丝机构，操作和其它辅助控制等，它是进行稳定切割加工的重要组成部分。 第三章 模具电火花加工技术刺荷绸叫衙罐焚圈驱蔷篮范卷单痔拨披吨妮工蚁轻毋旺陵涅站灭海补探拍第三章模具电火花第三章模具电火花电火花线切割加工原理1-工作台 2-夹具 3-工件4-脉冲电源5-电极丝6-导向轮7-丝架8-工作液箱9-贮丝筒利用细钼丝或细铜丝 5作工具电极，穿过零件 3上预先钻好的小孔（穿丝孔），导向轮 6由贮丝孔 9带动，相对零件作上下往复运动。加工能源由脉冲电源 4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颊捶舶滑辐暗柴常儿啊房浩冷轰砧陶歪马佬家败竹劈叼猿冗唇驱汇辛灾飞第三章模具电火花第三章模具电火花
