电火花加工ppt课件

第四章第四章 电火花成形加工电火花成形加工第一节第一节 电火花加工的机理、特点及分类电火花加工的机理、特点及分类一一 电火花加工的机理电火花加工的机理电火花加工基于电火花加工基于电火电火花腐蚀原理花腐蚀原理，是在是在工具电极工具电极与工件电极相互靠近时，极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电间形成脉冲性火花放电，在在电火花通道中产生电火花通道中产生瞬时高温，瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。从而将金属蚀除下来。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多名称：普通电火花名称：普通电火花 成型机床成型机床 型号：D7132N、40N、50N、60N 寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多名称：机电一体电火名称：机电一体电火 花成型机床花成型机床 型号：型号：D7125ND、32ND 寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多名称：电火花高速穿孔机名称：电火花高速穿孔机寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多脉冲电源工具电极工件电极脉冲电源工具电极工件电极 “负极性负极性”接线法“正极性正极性”接线法图 电火花加工原理示意图电火花加工原理示意图工具负极工具负极工具正极工具正极寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多电火花加工需解决的问题电火花加工需解决的问题u电极之间始终电极之间始终保持确定的距离保持确定的距离；u达到达到足够高的电流密度足够高的电流密度；u脉冲性放电脉冲性放电；u及时及时排除电蚀产物排除电蚀产物寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 电火花加工表面局部放大图电火花加工表面局部放大图(a)单脉冲放电凹坑(b)多脉冲放电凹坑通过通过电力、磁力、热力、流体动力电力、磁力、热力、流体动力等综合作用，分四等综合作用，分四个阶段完成加工：个阶段完成加工：极间介质的极间介质的击穿形成放电击穿形成放电；介质的；介质的热分解热分解、电极材料的、电极材料的融化、气化热膨胀融化、气化热膨胀；蚀除产物的蚀除产物的抛出抛出；间隙；间隙介质消电离介质消电离。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多n (1)(1)极间介质的电离、击穿，形成放电通道。极间介质的电离、击穿，形成放电通道。工具电极与工件电极缓缓靠近，极间的电场强度增工具电极与工件电极缓缓靠近，极间的电场强度增大，由于两电极的微观表面是凹凸不平的，因此在大，由于两电极的微观表面是凹凸不平的，因此在两极间距离最近处电场强度最大两极间距离最近处电场强度最大。n 工具电极与工件电极之间充满着液体介质，工具电极与工件电极之间充满着液体介质，液体介质中不可避免地含有杂质及自由电子，它们液体介质中不可避免地含有杂质及自由电子，它们在强大的电场作用下，形成了带负电的粒子和带正在强大的电场作用下，形成了带负电的粒子和带正电的粒子，电场强度越大，带电粒子就越多，最终电的粒子，电场强度越大，带电粒子就越多，最终导致导致液体介质电离、击穿，形成放电通道。液体介质电离、击穿，形成放电通道。电火花腐蚀加工的四个阶段：电火花腐蚀加工的四个阶段：寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 (2)电极材料的熔化、气化热膨胀电极材料的熔化、气化热膨胀 液体介质被电离、击穿，形成放电通道后，液体介质被电离、击穿，形成放电通道后，通道间带负电的粒子奔向正极，带正电的粒通道间带负电的粒子奔向正极，带正电的粒子奔向负极，粒子间相互撞击，产生大量的子奔向负极，粒子间相互撞击，产生大量的热能，使通道瞬间达到很高的温度。通道高热能，使通道瞬间达到很高的温度。通道高温首先使温首先使工作液汽化，进而气化，然后高温工作液汽化，进而气化，然后高温向四周扩散，使两电极表面的金属材料开始向四周扩散，使两电极表面的金属材料开始熔化直至沸腾气化。气化后的工作液和金属熔化直至沸腾气化。气化后的工作液和金属蒸气瞬间体积猛增蒸气瞬间体积猛增，形成了爆炸的特性。所，形成了爆炸的特性。所以在观察电火花加工时，可以看到以在观察电火花加工时，可以看到工件与工工件与工具电极间有冒烟现象，具电极间有冒烟现象，并听到并听到轻微的爆炸声轻微的爆炸声。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多n(3)(3)蚀除材料的抛出蚀除材料的抛出 正负电极间产生的电火花现象，使放电通正负电极间产生的电火花现象，使放电通道产道产生高温高压生高温高压。通道中心的压力最高，通道中心的压力最高，工作液和金属气化后不断向外膨胀，形成工作液和金属气化后不断向外膨胀，形成内外瞬间压力差，高压力处的内外瞬间压力差，高压力处的熔融金属液熔融金属液体和蒸汽被排挤体和蒸汽被排挤，抛出放电通道，大部分，抛出放电通道，大部分被抛入到工作液中。仔细观察电火花加工，被抛入到工作液中。仔细观察电火花加工，可以看到可以看到桔红色的火花四溅桔红色的火花四溅，这就是被抛，这就是被抛出的高温金属出的高温金属熔滴和碎屑熔滴和碎屑。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 (4)(4)极间介质的消电离。极间介质的消电离。加工液体流入放加工液体流入放电间隙，将电间隙，将电蚀产物及残余的热量带走电蚀产物及残余的热量带走，并，并恢复绝缘恢复绝缘状态。状态。若电火花放电过程中产生的若电火花放电过程中产生的电蚀产物来不及排除和扩散，产生的热量将电蚀产物来不及排除和扩散，产生的热量将不能及时传出不能及时传出，使该处介质局部过热，局部使该处介质局部过热，局部过热的工作液高温分解、积炭，使加工无法过热的工作液高温分解、积炭，使加工无法继续进行，并烧坏电极继续进行，并烧坏电极。因此，。因此，为了保证电为了保证电火花加工过程的正常进行，在两次放电之间火花加工过程的正常进行，在两次放电之间必须有足够的时间间隔让电蚀产物充分排出，必须有足够的时间间隔让电蚀产物充分排出，恢复放电通道的绝缘性，恢复放电通道的绝缘性，使工作液介质消电使工作液介质消电离。离。消除上次放电对下次电蚀影响消除上次放电对下次电蚀影响寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多n 上述步骤上述步骤(1)(1)(4)(4)在一秒内约数千次甚至数万在一秒内约数千次甚至数万次地往复式进行，次地往复式进行，即单个脉冲放电结束，经过一即单个脉冲放电结束，经过一段时间间隔段时间间隔(即脉冲间隔即脉冲间隔)使工作液恢复绝缘后，使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲又作用到工具电极和工件上，又会在第二个脉冲又作用到工具电极和工件上，又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，蚀出另一个小凹坑。电，蚀出另一个小凹坑。这样以相当高的频率连这样以相当高的频率连续不断地放电，工件不断地被蚀除，故工件加工续不断地放电，工件不断地被蚀除，故工件加工表面将由无数个相互重叠的小凹坑组成表面将由无数个相互重叠的小凹坑组成(如图所如图所示示)。所以所以电火花加工是大量的微小放电痕迹逐渐电火花加工是大量的微小放电痕迹逐渐累积而成的去除金属的加工方式。累积而成的去除金属的加工方式。(a)单脉冲放电凹坑(b)多脉冲放电凹坑寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多二二 电火花加工的特点及分类电火花加工的特点及分类1 1 电火花加工的特点电火花加工的特点p适用的适用的材料范围广材料范围广；p适于加工适于加工特殊及复杂形状的零件特殊及复杂形状的零件；p可以在同一台机可以在同一台机床连续进行粗、半精及精加工床连续进行粗、半精及精加工；p直接利用电能直接利用电能进行加工，便于实现自动化进行加工，便于实现自动化.寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多电火花加工的实例电火花加工的实例寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多电火花加工的事例电火花加工的事例寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多电电火火花花加加工工方方法法分分类类寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多电火花加工方法分类电火花加工方法分类成形成形寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多三 电火花加工工艺规律1 1 影响影响加工速度加工速度的因素的因素1 1 极性效应极性效应(电极的接法、电极材料电极的接法、电极材料););2 2 电参数的选择（脉冲宽度、脉冲间隙、峰值电流等）电参数的选择（脉冲宽度、脉冲间隙、峰值电流等）;3 3 加工件材料热学常数（导热系数、比热、密度等）。加工件材料热学常数（导热系数、比热、密度等）。加工速度加工速度的定义：的定义：单位时间蚀除工件的体积。单位时间蚀除工件的体积。工具电极工具电极损耗速度损耗速度：单位时间电极损耗的体积。单位时间电极损耗的体积。损耗比：损耗比：工具电极损耗速度工具电极损耗速度/加工速度。加工速度。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多2 2 影响影响加工精度加工精度的因素的因素主要由主要由机身的精度、工件的安装定位精度、加工工艺等机身的精度、工件的安装定位精度、加工工艺等。这。这里主要里主要讲放讲放电间隙电间隙、工具电极的损耗工具电极的损耗、及、及二次放电二次放电对加工精对加工精度的影响。度的影响。如果放电间隙稳定可靠，则加工精度可用修正电极来补偿。如果放电间隙稳定可靠，则加工精度可用修正电极来补偿。否则会影响加工精度，特别是圆角和尖角处。否则会影响加工精度，特别是圆角和尖角处。电火花加工的实质：电火花加工的实质：就是将工具电极的部分或全部形状复制就是将工具电极的部分或全部形状复制到工件上。到工件上。工具电极的损耗工具电极的损耗是要影响形状和几何精度复制。是要影响形状和几何精度复制。一般精度一般精度0.010.05mm二次放电二次放电:是一种异常放电，主要是是一种异常放电，主要是由于蚀除产物由于蚀除产物等作用再次进等作用再次进行的行的非正常放电非正常放电。电间隙、工具电极的损耗、及二次放电对加工精度的影响电间隙、工具电极的损耗、及二次放电对加工精度的影响寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多3 3 影响加工表面质量的因素影响加工表面质量的因素表面光洁度：处理好表面光洁度：处理好加工速度与表面光洁度加工速度与表面光洁度的矛盾。的矛盾。工件材料对加工表面粗糙度也有影响工件材料对加工表面粗糙度也有影响:在相同条件下，比热、在相同条件下，比热、密度、熔点高的材料加工出的光洁度更高密度、熔点高的材料加工出的光洁度更高。电参数电参数表面力学性能的影响：工件表面的表面力学性能的影响：工件表面的组织和表面的残余应力组织和表面的残余应力等等.脉冲宽度、脉冲间隙、脉冲能量和电极间的间隙脉冲宽度、脉冲间隙、脉冲能量和电极间的间隙对对加工表面加工表面质量有较大影响。质量有较大影响。加工材料的物理性能加工材料的物理性能（熔点密度）（熔点密度）表面质量表面质量:表面光洁度和表面力学性能表面光洁度和表面力学性能寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多第二节第二节 电火花加工机床和工作液电火花加工机床和工作液一、一、机床型号、规格、分类机床型号、规格、分类n我国国标规定，电火花成型机床均我国国标规定，电火花成型机床均用用D71D71加上机加上机床工作台面宽度的床工作台面宽度的1/101/10表示表示。例如例如D7132D7132中，中，D D表示表示电加工成型机床电加工成型机床(若该机床为数控电加工机床，则若该机床为数控电加工机床，则在在D D后加后加K K，即，即DK)DK)；7171表示电火花成型机床；表示电火花成型机床；3232表表示机床工作台的宽度为示机床工作台的宽度为320 mm320 mm。n在中国大陆外，电火花加工机床的型号没有采在中国大陆外，电火花加工机床的型号没有采用统一标准，由各个生产企业自行确定，如日本沙用统一标准，由各个生产企业自行确定，如日本沙迪克迪克(Sodick)(Sodick)公司生产的公司生产的A3RA3R、A10RA10R，瑞士夏米尔，瑞士夏米尔(Charmilles)(Charmilles)技术公司的技术公司的ROBOFORM20/30/35ROBOFORM20/30/35，台湾，台湾乔懋机电工业股份有限公司的乔懋机电工业股份有限公司的JM322/430JM322/430，北京阿，北京阿奇工业电子有限公司的奇工业电子有限公司的SF100SF100等。等。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多n电 火 花 加 工 机 床 按 其 大 小 可 分 为 小 型电 火 花 加 工 机 床 按 其 大 小 可 分 为 小 型(D7125(D7125以下以下)、中型、中型(D7125(D7125D7163)D7163)和大型和大型(D7163(D7163以上以上)；按数控程度分为按数控程度分为非数控非数控、单单轴数控和三轴数控轴数控和三轴数控。随着科学技术的进步，。随着科学技术的进步，国外已经大批国外已经大批生产三坐标数控电火花机床，生产三坐标数控电火花机床，以及带有工具电极库、能按程序自动更换电以及带有工具电极库、能按程序自动更换电极的电火花加工中心，极的电火花加工中心，我国的大部分电加工我国的大部分电加工机床厂现在也正机床厂现在也正开始研制生产三坐标数控开始研制生产三坐标数控电电火花加工机床火花加工机床。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多二、电火花加工机床结构二、电火花加工机床结构 电火花加工机床主要由电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自机床本体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤和循环系统、数控系动进给调节系统、工作液过滤和循环系统、数控系统统等部分组成，如图等部分组成，如图 所示。所示。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多电火花机床电火花机床间 隙参考值增益设定控制装置进给系统自动进给调节系统比较器放大器间 隙传感器脉冲电源床 身工作液循环过 滤 系 统(a)原理图(b)实物工件寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多1.1.机床本体机床本体 机床本体主要由机床本体主要由床身、立柱、主轴头及附件、床身、立柱、主轴头及附件、工作台等部分组成，工作台等部分组成，是用以实现工件和工具电极是用以实现工件和工具电极的装夹固定和运动的机械系统的装夹固定和运动的机械系统。床身、支柱、坐床身、支柱、坐标工作台是电火花机床的骨架，起着支承、定位标工作台是电火花机床的骨架，起着支承、定位和便于操作的作用。和便于操作的作用。主轴头下面装夹的电极是自主轴头下面装夹的电极是自动调节系统的执行机构，动调节系统的执行机构，其质量的好坏将影响到其质量的好坏将影响到进给系统的灵敏度及加工过程的稳定性，进而影进给系统的灵敏度及加工过程的稳定性，进而影响工件的加工精度。响工件的加工精度。机床主轴头和工作台常有一些附件，如可机床主轴头和工作台常有一些附件，如可调节工具电极角度的夹头、平动头调节工具电极角度的夹头、平动头等等。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多2、脉冲电源、脉冲电源 在电火花加工过程中，在电火花加工过程中，脉冲电源的作用是把脉冲电源的作用是把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流，流，向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量以蚀除金属的放电能量以蚀除金属。脉冲电源的性能脉冲电源的性能直接关直接关系到电火花加工的系到电火花加工的加工速度、表面质量、加工精加工速度、表面质量、加工精度、工具电极损耗等度、工具电极损耗等工艺指标。工艺指标。脉冲电源输入为脉冲电源输入为380 V380 V、50 Hz50 Hz的交流电，的交流电，其输出应满足如下要求：其输出应满足如下要求：(1)(1)要有一定的要有一定的脉冲放电能量脉冲放电能量，否则不能使工件，否则不能使工件金属气化。金属气化。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多(2)(2)火花放电必须是火花放电必须是短时间的脉冲性放电短时间的脉冲性放电，这样才，这样才能使放电产生的热量来不及扩散到其他部分，从而能使放电产生的热量来不及扩散到其他部分，从而有有效地蚀除金属效地蚀除金属，提高成型性和加工精度提高成型性和加工精度。(3)(3)脉冲波形是脉冲波形是单向的单向的，以便充分利用极性效应，以便充分利用极性效应，提高加工速度和提高加工速度和降低工具电极损耗降低工具电极损耗。(4)(4)脉冲波形的主要参数脉冲波形的主要参数(峰值电流、脉冲宽度、脉峰值电流、脉冲宽度、脉冲间歇等冲间歇等)有较宽的调节范围，有较宽的调节范围，以满足粗、中、精以满足粗、中、精加工的要求。加工的要求。(5)(5)有适当的有适当的脉冲间隔时间脉冲间隔时间，使放电介质有，使放电介质有足够时足够时间消除电离并冲去金属颗粒，间消除电离并冲去金属颗粒，以免引起电弧而烧伤以免引起电弧而烧伤工件。工件。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多3、常用的脉冲电源、常用的脉冲电源RCRC和和 RLCRLC电源电源闸流管式和电子管式电源闸流管式和电子管式电源晶闸管式、晶体管式和晶闸管式、晶体管式和MOSMOS管式电源管式电源4 4 各种派生电源：如等脉冲各种派生电源：如等脉冲电源电源、自适应控制电源、自适应控制电源等等电路简单、可靠、成本低、电路简单、可靠、成本低、单脉冲功率小、适应于精单脉冲功率小、适应于精密加工密加工效率低，有反冲效率低，有反冲将电阻阻抗值一分为二将电阻阻抗值一分为二寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多RLCL脉冲电源MOSFET脉冲电源提高能量效率提高能量效率提高充放电频率提高充放电频率减少反冲减少反冲寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多4、自动进给调节系统、自动进给调节系统 在电火花成型加工设备中，在电火花成型加工设备中，自动进给调自动进给调节系统占有很重要的位置节系统占有很重要的位置，它的性能直接影，它的性能直接影响加工稳定性和加工效果。响加工稳定性和加工效果。电火花成型加工的自动进给调节系统，电火花成型加工的自动进给调节系统，主要包含主要包含伺服进给系统伺服进给系统和和参数控制系统参数控制系统。伺。伺服进给系统主要用于服进给系统主要用于控制放电间隙的大小控制放电间隙的大小，而参数控制系统主要用于而参数控制系统主要用于控制电火花成型加控制电火花成型加工中的各种电参数工中的各种电参数(如放电电流、脉冲宽度、如放电电流、脉冲宽度、脉冲间隔等脉冲间隔等也叫也叫加工电规准加工电规准)，以便能够获以便能够获得最佳的加工工艺指标等。得最佳的加工工艺指标等。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 1)1)伺服进给系统的作用伺服进给系统的作用在电火花成型加工中，电极与工件必须保持在电火花成型加工中，电极与工件必须保持一定一定的放电间隙的放电间隙。由于。由于工件不断被蚀除，电极也不断地损工件不断被蚀除，电极也不断地损耗耗，故放电间隙将不断扩大。如果，故放电间隙将不断扩大。如果电极不及时进给补电极不及时进给补偿，放电过程会因间隙过大而停止偿，放电过程会因间隙过大而停止。反之，。反之，间隙过小间隙过小又会引起拉弧烧伤或短路又会引起拉弧烧伤或短路，这时电极必须迅速离开工，这时电极必须迅速离开工件，待短路消除后再重新调节到适宜的放电间隙。在件，待短路消除后再重新调节到适宜的放电间隙。在实际生产中，实际生产中，放电间隙变化范围很小，且与放电间隙变化范围很小，且与加工的电加工的电规准规准、加工面积、工件蚀除速度等因素有关、加工面积、工件蚀除速度等因素有关，因此很，因此很难靠人工进给，也不能像钻削那样采用难靠人工进给，也不能像钻削那样采用“机动机动”、等、等速进给，速进给，而必须采用伺服进给系统。而必须采用伺服进给系统。这种这种不等速的伺不等速的伺服进给系统服进给系统也称为自动进给调节系统。也称为自动进给调节系统。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多(1)(1)有较广的有较广的速度调节跟踪范围；速度调节跟踪范围；(2)(2)有足够的有足够的灵敏度和快速性；灵敏度和快速性；(3)(3)有较高的有较高的稳定性和抗干扰能力。稳定性和抗干扰能力。伺服进给系统种类较多，下面介绍伺服进给系统种类较多，下面介绍液压液压式伺服进给系统的原理式伺服进给系统的原理，其他的伺服进给系，其他的伺服进给系统可参考其他相关资料。统可参考其他相关资料。2)2)伺服系统要求伺服系统要求寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多3)自动进给调节系统的组成与实现自动进给调节系统的组成与实现伺服进给系统伺服进给系统伺服进给系统测量伺服进给系统测量寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多4)电液压式伺服进给系统电液压式伺服进给系统 在电液自动进给调节系统中，在电液自动进给调节系统中，液压缸、活塞是执行机构。液压缸、活塞是执行机构。由于传动链及液体的基本不可压缩性，因此由于传动链及液体的基本不可压缩性，因此传动链中无间隙、传动链中无间隙、刚度大、不灵敏区小；又因为加工时进给速度很低，所以正、刚度大、不灵敏区小；又因为加工时进给速度很低，所以正、反向惯性很小，反应迅速，反向惯性很小，反应迅速，特别适合于电火花加工的低速进特别适合于电火花加工的低速进给，故给，故2020世纪世纪8080年代前得到了广泛的应用，但它有漏油、油年代前得到了广泛的应用，但它有漏油、油泵噪声大、占地面积较大等缺点。泵噪声大、占地面积较大等缺点。图所示为图所示为DYT-2DYT-2型型液压主轴头的喷嘴液压主轴头的喷嘴挡板式调节系统的工挡板式调节系统的工作原理图作原理图。电动机。电动机4 4驱动叶片液压泵驱动叶片液压泵3 3从油箱中压出压力油，从油箱中压出压力油，由溢流阀由溢流阀2 2保持恒定压力保持恒定压力P P0 0，经过滤油器，经过滤油器6 6后分两路，一路进入后分两路，一路进入下油腔，另一路经节流阀下油腔，另一路经节流阀7 7进入上油腔。进入上油腔的压力油进入上油腔。进入上油腔的压力油从喷嘴从喷嘴8 8与挡板与挡板1212的间隙中流回油箱，使上油腔的压力的间隙中流回油箱，使上油腔的压力P1P1随此随此间隙的大小而变化。间隙的大小而变化。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多喷嘴挡板式电液压自动调节器工作原理10111298713Pt14151617123456P01液压箱；2溢流阀；3叶片液压泵；4电动机；5压力表；6滤油器；7节流阀；8喷嘴；9电机械转换器；10动圈；11静圈；12挡板；13压力14液压缸；15活塞；16工具电极；17工件A2A1图所示为图所示为DYT-2DYT-2型液压主轴头型液压主轴头的喷嘴的喷嘴挡板式调节系统的工挡板式调节系统的工作原理图。作原理图。电动机电动机4 4驱动叶片驱动叶片液压泵液压泵3 3从油箱中压出压力油，从油箱中压出压力油，由溢流阀由溢流阀2 2保持恒定压力保持恒定压力P P0 0，经，经过滤油器过滤油器6 6后分两路，一路进后分两路，一路进入下油腔，另一路经节流阀入下油腔，另一路经节流阀7 7进入上油腔。进入上油腔的压进入上油腔。进入上油腔的压力油从喷嘴力油从喷嘴8 8与挡板与挡板1212的间隙的间隙中流回油箱，使上油腔的压力中流回油箱，使上油腔的压力P P1 1随此间隙的大小而变化。随此间隙的大小而变化。与控制的与控制的U U比较比较寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 电电机械转换器机械转换器9 9主要由动圈主要由动圈(控制线圈控制线圈)10)10与静圈与静圈(励磁励磁线圈线圈)11)11等组成等组成。动圈处在励磁线圈的磁路中，与挡板。动圈处在励磁线圈的磁路中，与挡板1212连连成一体。成一体。改变输入动圈的电流，可使挡板随动圈动作，从而改变输入动圈的电流，可使挡板随动圈动作，从而改变挡板与喷嘴间的间隙。改变挡板与喷嘴间的间隙。当当放电间隙短路时放电间隙短路时，动圈两端电，动圈两端电压为零，此时动圈不受电磁力的作用，压为零，此时动圈不受电磁力的作用，挡板受弹簧力处于最挡板受弹簧力处于最高位置高位置，喷嘴与挡板门开口为最大，使工作液流经喷嘴的，喷嘴与挡板门开口为最大，使工作液流经喷嘴的流量为最大，上油腔的压力下降到最小值，致使上油腔压力流量为最大，上油腔的压力下降到最小值，致使上油腔压力小于下油腔压力，小于下油腔压力，故活塞杆带动工具电极上升故活塞杆带动工具电极上升。当放电间隙当放电间隙开路时开路时，动圈电压最大，动圈电压最大，挡板被磁力吸引下移到最低位置挡板被磁力吸引下移到最低位置，喷嘴被封闭，上、下油腔压强相等，喷嘴被封闭，上、下油腔压强相等，但因下油腔工作面积小但因下油腔工作面积小于上油腔工作面积，活塞上的向下作用力大于向上作用力，于上油腔工作面积，活塞上的向下作用力大于向上作用力，活塞杆下降。活塞杆下降。当放电间隙最佳时，当放电间隙最佳时，电动力使挡板处于平衡位电动力使挡板处于平衡位置置，活塞处于静止状态。，活塞处于静止状态。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多5 5、工作液及其循环过滤系统、工作液及其循环过滤系统电火花加工中的蚀除产物电火花加工中的蚀除产物，一部分以，一部分以气态形式抛气态形式抛出出，其余大部分是以，其余大部分是以球状固体微粒分散地悬浮在工球状固体微粒分散地悬浮在工作液中作液中，直径一般为几微米。随着电火花加工的进，直径一般为几微米。随着电火花加工的进行，行，蚀除蚀除产物越来越多，产物越来越多，充斥在电极和工件之间充斥在电极和工件之间，或粘连在电极和工件的表面上。蚀除产物的聚集，或粘连在电极和工件的表面上。蚀除产物的聚集，会与电极或工件形成会与电极或工件形成二次放电二次放电。这就破坏了电火花。这就破坏了电火花加工的稳定性，降低了加工速度，影响了加工精度加工的稳定性，降低了加工速度，影响了加工精度和表面粗糙度。和表面粗糙度。为了改善电火花加工的条件，一种为了改善电火花加工的条件，一种办法是使办法是使电极振动电极振动，以，以加强排屑作用加强排屑作用；另一种办法；另一种办法是对工作液进行是对工作液进行强迫循环过滤强迫循环过滤，以改善间隙状态。，以改善间隙状态。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 工作液强迫循环过滤工作液强迫循环过滤是由是由工作液循环过滤器工作液循环过滤器来完成的。来完成的。电火花加工用的工作液过滤系统包括工作液泵、油箱、电火花加工用的工作液过滤系统包括工作液泵、油箱、过滤器及管道等，使工作液强迫循环。图是工作液循环过滤器及管道等，使工作液强迫循环。图是工作液循环系统油路图，系统油路图，它既能实现冲油，又能实现抽油它既能实现冲油，又能实现抽油。其工作。其工作过程是：过程是：储油箱的工作液首先经过粗过滤器储油箱的工作液首先经过粗过滤器l l，经单向阀，经单向阀2 2吸入油泵吸入油泵3 3，这时高压油经过不同形式的精过滤器，这时高压油经过不同形式的精过滤器7 7输向输向机床工作液槽，溢流安全阀机床工作液槽，溢流安全阀5 5使控制系统的压力不超过使控制系统的压力不超过400 kPa400 kPa，补油阀补油阀 1111为快速进油用。待油注满油箱时，为快速进油用。待油注满油箱时，可及时调节冲油选择阀可及时调节冲油选择阀1010，由阀，由阀8 8来控制工作液循环方式来控制工作液循环方式及压力。当阀及压力。当阀1010在冲油位置时，补油冲油都不通，这时在冲油位置时，补油冲油都不通，这时油杯中油的压力由阀油杯中油的压力由阀8 8控制；当阀控制；当阀1010在抽油位置时，补油在抽油位置时，补油和抽油两路都通，这时压力工作液穿过射流抽吸管和抽油两路都通，这时压力工作液穿过射流抽吸管9 9，利，利用流体速度产生负压，达到实现抽油的目的。用流体速度产生负压，达到实现抽油的目的。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多工作液循环系统油路图124356712811补油抽油139101粗过滤器；2单向阀；3油泵；4电极；5安全阀；6压力表；7精过滤器；8压力调节阀；9射流抽吸管；10冲油选择阀；11快速进油控制阀；12冲油压力表；13抽油压力表冲油常用工作液常用工作液:油性和水溶性油性和水溶性油性油性:煤油、变压器油等煤油、变压器油等水溶性：蒸馏水等水溶性：蒸馏水等寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多第三节第三节 电火花穿孔成形加工电火花穿孔成形加工加工范围加工范围寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多一、冲模的电火花加工工艺 电火花穿孔加工一般应用于电火花穿孔加工一般应用于冲裁模具加工、粉末冶金模具加工冲裁模具加工、粉末冶金模具加工、拉丝模具加工、螺纹加工等。凹模的尺寸精度主要靠工具电拉丝模具加工、螺纹加工等。凹模的尺寸精度主要靠工具电极来保证，因此，对工具电极的精度和表面粗糙度都应有一极来保证，因此，对工具电极的精度和表面粗糙度都应有一定的要求。定的要求。如凹模的尺寸为如凹模的尺寸为L L2 2，工具电极相应的尺寸为，工具电极相应的尺寸为L L1 1，单，单边火花间隙值为边火花间隙值为S SL L，1 1、冲模尺寸、冲模尺寸则则L2=L1+2SL寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多2 2 工具电极工具电极p 电极材料的选择电极材料的选择p 电极的设计电极的设计(几何几何形状、精度形状、精度)p 电极的制造（如何制作电极）电极的制造（如何制作电极）3 工件的准备（毛坯）4 电规准的选择（加工的一套电参数）紫铜紫铜(纯铜纯铜)、石墨、石墨寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多二二 型腔模的电火花加工工艺型腔模的电火花加工工艺电火花成型加工和穿孔加工相比有下列特点：电火花成型加工和穿孔加工相比有下列特点：(1)(1)电火花成型加工电火花成型加工为盲孔加工为盲孔加工，工作液循工作液循环困环困难，难，电蚀产物排除电蚀产物排除条件差。条件差。(2)(2)型腔多型腔多由球面、锥面、曲面组成，且在一个由球面、锥面、曲面组成，且在一个型腔内常有各种圆角、凸台或凹槽，有深有浅，还有型腔内常有各种圆角、凸台或凹槽，有深有浅，还有各种形状的曲面相接，轮廓形状不同，结构复杂。各种形状的曲面相接，轮廓形状不同，结构复杂。这这就使得加工中电极的长度和型面损耗不一，故损耗规就使得加工中电极的长度和型面损耗不一，故损耗规律复杂，且电极的律复杂，且电极的损耗不可能由进给实现补偿损耗不可能由进给实现补偿，因此，因此型腔加工的电极损耗较难进行补偿型腔加工的电极损耗较难进行补偿。(3)(3)材料去除量大，表面粗糙度要求严格。材料去除量大，表面粗糙度要求严格。(4)(4)加工面积变化大，要求加工面积变化大，要求电规准的调节范围相电规准的调节范围相应也大。应也大。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多根据电火花成型加工的特点，在实际中通常采根据电火花成型加工的特点，在实际中通常采用如下方法：用如下方法：1.1.单电极平动法单电极平动法单电极平动法是指采用单电极平动法是指采用同一个工具电极同一个工具电极完成模完成模具型腔的粗、中及精加工具型腔的粗、中及精加工。对普通的电火花机床，在加工过程中先用对普通的电火花机床，在加工过程中先用无损无损耗或低损耗电规准进行粗加工耗或低损耗电规准进行粗加工，然后采用，然后采用平动使工平动使工具电极做圆周或平移运动具电极做圆周或平移运动，按照粗、中、精的顺序按照粗、中、精的顺序逐级改变电规准逐级改变电规准，进行侧面平动修整加工进行侧面平动修整加工。在加工。在加工过程中，借助过程中，借助平动头逐渐加大工具电极的偏心量平动头逐渐加大工具电极的偏心量，可以可以补偿前后两个加工电规准之间放电间隙补偿前后两个加工电规准之间放电间隙的差值，的差值，这样就可完成整个型腔的加工这样就可完成整个型腔的加工。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多单电极平动法(a)粗加工(b)精加工型腔(左侧)(c)精加工型腔(右侧)粗加工电极粗加工电极粗加工电极寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 2.2.多电极更换法多电极更换法 对早期的非数控电火花机床，为了加工出高对早期的非数控电火花机床，为了加工出高质量的工件，质量的工件，多采用多电极更换法多采用多电极更换法。多电极更换法是指根据一个多电极更换法是指根据一个型腔在粗、中、精加型腔在粗、中、精加工中放电间隙各不相同的特点，采用几个不同尺寸工中放电间隙各不相同的特点，采用几个不同尺寸的工具电极完成一个型腔的粗、中、精加工的工具电极完成一个型腔的粗、中、精加工。在加。在加工时首先用工时首先用粗加工电极蚀除大量金属粗加工电极蚀除大量金属，然后更，然后更换电换电极进行中、精加工；对于极进行中、精加工；对于加工精度高的型腔加工精度高的型腔，往往，往往需要较多的电极来精修型腔。需要较多的电极来精修型腔。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多多电极更换法(a)粗加工(b)更换大电极精加工粗加工电极精加工电极寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多3 3分解电极加工法分解电极加工法 分解电极加工法是根据型腔的几何形状，分解电极加工法是根据型腔的几何形状，把电把电极分解成极分解成主型腔电极和副型腔电极主型腔电极和副型腔电极，分别制造。，分别制造。先用主型腔电极先用主型腔电极加工出主型腔加工出主型腔，后用，后用副型腔电极副型腔电极加工尖角、窄缝等部位的副型腔加工尖角、窄缝等部位的副型腔。此方法的优点。此方法的优点是能根据主、副型腔不同的加工条件，选择不同是能根据主、副型腔不同的加工条件，选择不同的的加工规准加工规准，有利于提高加工速度和改善加工表，有利于提高加工速度和改善加工表面质量，面质量，同时还同时还可简化电极制造，便于电极修整。可简化电极制造，便于电极修整。缺点是缺点是主型腔和副型腔间的主型腔和副型腔间的精确定位较难解决精确定位较难解决。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多分解电极加工法寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多4 型腔模加工用工具电极1 1）电极材料选择电极材料选择 目前常用的电极材料有目前常用的电极材料有紫铜紫铜(纯铜纯铜)、石墨、石墨、银钨合金、铜钨合金等银钨合金、铜钨合金等。紫铜紫铜(纯铜纯铜)电极的特点电极的特点(1)(1)加工过程加工过程中稳定性好，生产率高。中稳定性好，生产率高。(2)(2)精加工时精加工时比石墨电极损耗小。比石墨电极损耗小。(3)(3)易于加工易于加工成精密、微细的花纹成精密、微细的花纹,采用精密加工时能达采用精密加工时能达到优于到优于1.25 m1.25 m的表面粗糙度。的表面粗糙度。(4)(4)因其因其韧性大，故机械加工性能差，磨削加工困难。韧性大，故机械加工性能差，磨削加工困难。(5)(5)适宜于适宜于做电火花成型加工的精加工电极材料。做电火花成型加工的精加工电极材料。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多 2 2）电极设计）电极设计电极设计是电火花加工中的关键点之一。在电极设计是电火花加工中的关键点之一。在设计中，设计中，首先是详细分析产品图纸，确定电火花首先是详细分析产品图纸，确定电火花加工位置；加工位置；第二是根据现有设备、材料、拟采用第二是根据现有设备、材料、拟采用的加工工艺等具体情况确定的加工工艺等具体情况确定电极的结构形式电极的结构形式；第第三是根据不同的电极损耗、放电间隙等三是根据不同的电极损耗、放电间隙等工艺要求工艺要求对照型腔尺寸进行缩放对照型腔尺寸进行缩放，同时要考虑工具电极各，同时要考虑工具电极各部位投入放电加工的先后顺序不同，工具电极上部位投入放电加工的先后顺序不同，工具电极上各点的各点的总加工时间和损耗不同，同总加工时间和损耗不同，同一电极上端角、一电极上端角、边和面上的损耗值不同等因素来适当补偿电极边和面上的损耗值不同等因素来适当补偿电极。例如，图下是经过损耗预测后对电极尺寸和形状例如，图下是经过损耗预测后对电极尺寸和形状进行补偿修正的示意图。进行补偿修正的示意图。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多电极补偿图加工电极实线为工件电极的理论形状、尺寸要加工出的工件型腔虚线为工件电极修正后的理论形状、尺寸寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多电极的水平尺寸可用下式电极的水平尺寸可用下式确定确定(垂直于进给方向垂直于进给方向)a a=A AKbKb式中：式中：a a电极电极水平方向的尺寸；水平方向的尺寸；A A型腔的水平型腔的水平方向的尺寸；方向的尺寸；K K与型腔尺寸与型腔尺寸标注法有关的系数；标注法有关的系数；b b电极单边缩电极单边缩放量，粗加工时，放量，粗加工时，b=b=1 1+2 2+0 0(注：注：1 1、2 2、0 0的意义参的意义参见图见图)。1201为安全余量2为表面微观不平度的最大值0为侧面单边放电间隙aA电极单边缩放量原理图3）电极的水平尺寸可用下式确定）电极的水平尺寸可用下式确定寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多4)电极的排气孔和冲油孔电火花成型加工时，电火花成型加工时，型腔一般均为盲孔，型腔一般均为盲孔，排气、排屑条件较为困难，这直接影响加工效排气、排屑条件较为困难，这直接影响加工效率与稳定性，率与稳定性，精加工时还会影响精加工时还会影响加工表面粗糙加工表面粗糙度度。为改善排气、排屑条件，大、中型腔加工。为改善排气、排屑条件，大、中型腔加工电极都电极都设计有排气、冲油孔设计有排气、冲油孔。一般情况下，。一般情况下，开开孔的位置应尽量保证冲液均匀和气体易于排出孔的位置应尽量保证冲液均匀和气体易于排出。电极开孔示意图如下图所示。电极开孔示意图如下图所示。寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多电极开孔示意图在电极端部有凹入部位开排气孔(a)冲液孔过大，出现铁屑(e)(f)(g)(h)小冲液孔(直径2倍的单边放电间隙)倾斜冲液孔平动(电极必须小一点)(b)(c)(d)冲液困难冲液较好寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多工作液的强迫循环(一般冲油压力20kPa)电规准的选择电规准的选择(主要是电源参数选择主要是电源参数选择)铜电极+工件电极-寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多铜电极+工件电极-寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多铜电极+工件电极-寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多铜电极铜电极+工件电极工件电极-寒假来临，不少的高中毕业生和大学在校生都选择去打工。准备过一个充实而有意义的寒假。但是，目前社会上寒假招工的陷阱很多课后习题课后习题课后习题13