特种加工技术第二章电火花加工课件

第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第二章第二章 电火花加工电火花加工定义：在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除下来。这种加工方法就叫电火花加工。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第一节第一节 电火花加工的基本原理及其分类电火花加工的基本原理及其分类一、电火花加工的原理和设备组成原理：基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。电火花腐蚀的主要原因：电火花放电时火花通道中瞬时产生大量的热，达到很高的温度，足以使任何金属材料局部融化、气化而被蚀除掉，形成放电凹坑。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备要达到利用电腐蚀现象对金属材料进行尺寸加工的目的，必须解决三个问题：1）必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，通常为几微米至几百微米。如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，因而不会产生火花放电；如果间隙过小，很容易形成短路接触，同样不能产生火花放电。在电火花加工过程中必须具有工具电极的自动进给和调节装置，使和工件保持某一放电间隙。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备2）火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，放电延续一段时间后，需停歇一段时间，放电延续时间一般为1-1000s。电火花加工必须采用脉冲电源。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备3）火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，例如煤油、皂化液或去离子水等。液体介质又称为工作液，作用有三个：第一，必须具有较高的绝缘强度，以有利于产生脉冲性的火花放电；第二，能把电火花加工过程中产生的金属小屑、炭黑等电蚀产物从放电间隙中悬浮排除出去；第三，对电极和工件表面有较好的冷却作用；第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备二、电火花加工的特点及其应用1.主要优点：适合于任何难切削材料的加工加工中材料的去除是靠放电时的电热作用实现的可以用软的工具加工硬工件，电极材料多采用纯铜或石墨。可以加工特殊及复杂形状的表面和零件例如：复杂型腔模具加工2.缺点主要加工金属等导电材料，在一定条件下也可加工半导体和非导电材料。加工速度较慢存在电极损耗第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备三、电火花加工的工艺方法分类按照工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，大致分为六大类：电火花穿孔成形加工电火花线切割电火花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表面强化与刻字前五种属于电火花成形、尺寸加工，改变零件形状或尺寸；后一种属于表面加工，改善或改变零件表面性质。其中电火花穿孔成型加工和电火花线切割应用最广泛。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第二节第二节 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腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。那么两电极表面的金属材料是如何被蚀除下来的呢？这一过程大致分为以下几个阶段(如图2-1所示)：第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备图2-1电火花加工原理第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备(1)极间介质的电离、击穿，形成放电通道(如图2-1(a)所示)。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备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，因此在两极间距离最近的A、B处电场强度最大。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，最终导致液体介质电离、击穿，形成放电通道。放电通道是由大量高速运动的带正电和带负电的粒子以及中性粒子组成的。由于通道截面很小，通道内因高温热膨胀形成的压力高达几万帕，高温高压的放电通道急速扩展，产生一个强烈的冲击波向四周传播。在放电的同时还伴随着光效应和声效应，这就形成了肉眼所能看到的电火花。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备(2)电极材料的熔化、气化热膨胀(如图2-1(b)、(c)所示)。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。通道高温首先使工作液汽化，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，形成了爆炸的特性。所以在观察电火花加工时，可以看到工件与工具电极间有冒烟现象，并听到轻微的爆炸声。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备(3)电极材料的抛出(如图2-1(d)所示)。正负电极间产生的电火花现象，使放电通道产生高温高压。通道中心的压力最高，工作液和金属气化后不断向外膨胀，形成内外瞬间压力差，高压力处的熔融金属液体和蒸汽被排挤，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，可以看到桔红色的火花四溅，这就是被抛出的高温金属熔滴和碎屑。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备(4)极间介质的消电离(如图2-1(e)所示)。加工液流入放电间隙，将电蚀产物及残余的热量带走，并恢复绝缘状态。若电火花放电过程中产生的电蚀产物来不及排除和扩散，产生的热量将不能及时传出，使该处介质局部过热，局部过热的工作液高温分解、积炭，使加工无法继续进行，并烧坏电极。因此，为了保证电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，恢复放电通道的绝缘性，使工作液介质消电离。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备上述步骤(1)(4)在一秒内约数千次甚至数万次地往复式进行，即单个脉冲放电结束，经过一段时间间隔(即脉冲间隔)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。这样以相当高的频率连续不断地放电，工件不断地被蚀除，故工件加工表面将由无数个相互重叠的小凹坑组成(如图2-2所示)。所以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。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备图2-2电火花表面局部放大图第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第三节第三节 电火花加工中的一些基本规律电火花加工中的一些基本规律一、一、影响材料放电腐蚀的主要因素1.极性效应在电火花加工中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀，这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象成为电极效应。通常把工件接脉冲电源的正极（工具电极接负极）时，称“正极性”加工；工件接脉冲电源的负极（工具电极接正极）时，称“负极性”加工（“反极性”加工）；第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备在用短脉冲加工时，电子的轰击作用大于离子的轰击作用，正极的蚀除速度大于负极的蚀除速度，这时工件应接正极；在用长脉冲（放电持续时间较长）加工时，负极的蚀除速度大于正极的蚀除速度，这时工件应接负极；当采用窄脉冲精加工时，应选正极性加工；当采用长脉冲粗加工时，应采用负极性加工；可以得到较高的蚀除速度和较低的电极损耗。极性效应是一个较为复杂的问题，除了脉宽、脉间的影响外，还有脉冲峰值电流、放电电压、工作液及电极对的材料等都会影响到极性效应。电火花加工一般都采用单向脉冲电源。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备2.电参数对电蚀量的影响电参数主要有：电压脉冲宽度ti、电流脉冲宽度te、脉冲间隔to、脉冲频率、峰值电流e、峰值电压极性第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备3.金属材料热学常数对电蚀量的影响热学常数：熔点、沸点、热导率、比热容、融化热、汽化热等第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备4.工作液对电蚀量的影响粗加工时，选用介电性能、粘度较大的全损耗系统用油，即机油；中、精加工时，选用粘度小、流动性好、渗透性好的煤油作为工作液。5.其他因素加工过程的稳定性；加工速度；加工面积；电极材料；第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备二、二、电火花加工的加工速度和工具的损耗速度加工速度：电火花加工时，工具和工件同时遭到不同程度的电蚀，单位时间内工件的电蚀量称为加工速度，即生产率。单位时间内工具的电蚀量称为损耗速度。1.加工速度体积加工速度w（mm3/min）即w=V/t质量加工速度m（g/min）第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备提高加工速度的途径：提高脉冲频率f；增加单个脉冲能量WM；设法提高工艺系数K；电火花加工速度：粗加工（表面粗糙度Ra10-20m）时可达200-1000mm3/min；半精加工（Ra2.5-10m）时可达20-100mm3/min；精加工（Ra0.32-2.5m）时一般在10mm3/min以下；第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备2.工具相对损耗工具是否耐损耗，一方面看工具损耗速度E，另方面看同时达到的加工速度w，采用相对损耗（损耗比）作为衡量工具电极耐损耗的指标，=E/w100%降低工具电极损耗措施：正确选择极性和脉冲短脉冲精加工时采用正极性加工；长脉冲粗加工采用负极性加工利用吸附效应利用传热效应选用合适的电极材料第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备三、三、影响电火花加工精度的主要因素1.放电间隙的大小及其一致性、采用较弱小的加工规准，缩小放电间隙。2.工具电极的损耗及其稳定性3.影响电火花加工形状精度的因素还有“二次放电”二次放电反映：在加工深度方向产生斜度加工棱角棱边变钝第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备目前，电火花加工的精度可达0.01-0.05mm左右第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备四、四、电火花加工的表面质量1.表面粗糙度一般电火花加工到Ra2.5-0.63m之后采用其它研磨方法提高表面粗糙度，改善表面质量；石墨电极加工表面粗糙度较差2.表面变质层3.表面力学性能第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第四节第四节 电火花加工用的脉冲电源电火花加工用的脉冲电源脉冲电源的作用：把工频交流电流转变成一定频率的单项脉冲电流，以供给电极放电间隙所需要的能量来蚀除金属。一、一、对脉冲电源的要求及其分类总的要求：有较高的加工速度工具电极损耗低加工过程稳定性好工艺范围广脉冲电源输入为380V、50Hz的交流电，其输出应满足如下要求：(1)要有一定的脉冲放电能量，否则不能使工件金属气化。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备(2)火花放电必须是短时间的脉冲性放电，这样才能使放电产生的热量来不及扩散到其他部分，从而有效地蚀除金属，提高成型性和加工精度。(3)脉冲波形是单向的，以便充分利用极性效应，提高加工速度和降低工具电极损耗。(4)脉冲波形的主要参数(峰值电流、脉冲宽度、脉冲间歇等)有较宽的调节范围，以满足粗、中、精加工的要求。(5)有适当的脉冲间隔时间，使放电介质有足够时间消除电离并冲去金属颗粒，以免引起电弧而烧伤工件。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备二、RC线路脉冲电源这种电源是利用电容器充电储存电能，然后瞬时放出，形成火花放电来蚀除金属的。因为电容器时而充电，时而放电，一弛一张，故又称“弛张式”脉冲电源(如图2-11所示)。由于这种电源是靠电极和工件间隙中的工作液的击穿作用来恢复绝缘和切断脉冲电流的，因此间隙大小、电蚀产物的排出情况等都影响脉冲参数，使脉冲参数不稳定，所以这种电源又称为非独立式电源。RC线路脉冲电源结构简单，使用维修方便，加工精度较高，粗糙度值较小，但生产率低，电能利用率低，加工稳定性差，故目前这种电源的应用已逐渐减少。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备三、晶体管式脉冲电源晶体管脉冲电源是利用功率晶体管作为开关元件而获得单项脉冲的，其输出功率大，电规准调节范围广，电极损耗小，故适应于型孔、型腔、磨削等各种不同用途的加工。晶体管脉冲电源已越来越广泛地应用在电火花加工机床上。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第五节第五节 电火花加工的自动进给调节系统电火花加工的自动进给调节系统一、自动进给调节系统的作用、技术要求和分类第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备二、自动进给调节系统的基本组成部分1.测量环节2.比较环节3.放大驱动器4.执行环节5.调节对象第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备三、电液自动进给调节系统在电液自动进给调节系统中，液压缸、活塞是执行机构。由于传动链短及液体的基本不可压缩性，因此传动链中无间隙、刚度大、不灵敏区小；又因为加工时进给速度很低，所以正、反向惯性很小，反应迅速，特别适合于电火花加工的低速进给，故20世纪80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。图2-10所示为DYT-2型液压主轴头的喷嘴挡板式调节系统的工作原理图。电动机4驱动叶片液压泵3从油箱中压出压力油，由溢流阀2保持恒定压力P0，经过滤油器6后分两路，一路进入下油腔，另一路经节流阀7进入上油腔。进入上油腔的压力油从喷嘴8与挡板12的间隙中流回油箱，使上油腔的压力P1随此间隙的大小而变化。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备图2-10喷嘴挡板式电液压自动调节器工作原理第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备电机械转换器9主要由动圈(控制线圈)10与静圈(励磁线圈)11等组成。动圈处在励磁线圈的磁路中，与挡板12连成一体。改变输入动圈的电流，可使挡板随动圈动作，从而改变挡板与喷嘴间的间隙。当放电间隙短路时，动圈两端电压为零，此时动圈不受电磁力的作用，挡板受弹簧力处于最高位置，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，致使上油腔压力小于下油腔压力，故活塞杆带动工具电极上升。当放电间隙开路时，动圈电压最大，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，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，活塞杆下降。当放电间隙最佳时，电动力使挡板处于平衡位置，活塞处于静止状态。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第六节第六节 电火花加工机床电火花加工机床本章主要介绍电火花穿孔成型加工机床电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤和循环系统、数控系统等部分组成，如图2-28所示。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备图2-28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)实物第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备1.机床总体部分主机包括：主轴头、床身、立柱、工作台及工作液槽几部分。床身和立柱式机床的主要结构件，要有足够的刚度。工作台面与立柱导轨面间应有一定的垂直度要求，还应有较好的精度保持性，这要求导轨具有良好的耐磨性和充分消除材料内应力等。2.主轴头电火花成型机床中最关键的部件，是自动调节系统中的执行机构，对加工工艺指标的影响极大。主轴头要求：结构简单、传动链短、传动间隙小、热变形小、具有足够的精度和刚度，以适应自动调节系统的惯性小、灵敏度好、能承受一定负载的要求。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备3.工具电极夹具作用是调节工具电极和工作台的垂直度以及调节工具电极在水平面内微量的扭转角。方式有十字铰链式、球面铰链式4.工作液循环、过滤系统包括：工作液箱、电动机、泵、过滤装置、工作液槽、油杯、管道、阀门及测量仪表等。净化、过滤工作液的方法：自然沉淀法、介质过滤法第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第七节第七节 电火花穿孔成型加工电火花穿孔成型加工利用电火花放电腐蚀金属原理，用工具电极对工件进行复制加工的工艺方法，应用范围为：穿孔加工冲模、粉末冶金模、挤压模、型孔零件、小孔、小异型孔深孔成型加工型腔模（锻模、压铸模、塑料模、胶木模）、型腔零件一、冲模的电火花加工1.冲模的电火花加工工艺方法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定的要求。如凹模的尺寸为L2，工具电极相应的尺寸为L1(如图2-30所示)，单边火花间隙值为SL，则L2=L1+2SL第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备图2-30凹模的电火花加工第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备其中，火花间隙值SL主要取决于脉冲参数与机床的精度。只要加工规准选择恰当，加工稳定，火花间隙值SL的波动范围会很小。因此，只要工具电极的尺寸精确，用它加工出的凹模的尺寸也是比较精确的。用电火花穿孔加工凹模有较多的工艺方法，在实际中应根据加工对象、技术要求等因素灵活地选择。穿孔加工的具体方法简介如下。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备间接法间接法是指在模具电火花加工中，凸模与加工凹模用的电极分开制造，首先根据凹模尺寸设计电极，然后制造电极，进行凹模加工，再根据间隙要求来配制凸模。图4-3为间接法加工凹模的过程。图4-3间接法第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备间接法的优点是：(1)可以自由选择电极材料，电加工性能好。(2)因为凸模是根据凹模另外进行配制，所以凸模和凹模的配合间隙与放电间隙无关。间接法的缺点是：电极与凸模分开制造，配合间隙难以保证均匀。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备直接法直接法适合于加工冲模，是指将凸模长度适当增加，先作为电极加工凹模，然后将端部损耗的部分去除直接成为凸模(具体过程如图4-4所示)。直接法加工的凹模与凸模的配合间隙靠调节脉冲参数、控制火花放电间隙来保证。直接法的优点是：(1)可以获得均匀的配合间隙、模具质量高。(2)无须另外制作电极。(3)无须修配工作，生产率较高。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备图4-4直接法第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备直接法的缺点是：(1)电极材料不能自由选择，工具电极和工件都是磁性材料，易产生磁性，电蚀下来的金属屑可能被吸附在电极放电间隙的磁场中而形成不稳定的二次放电，使加工过程很不稳定，故电火花加工性能较差。(2)电极和冲头连在一起，尺寸较长，磨削时较困难。混合法混合法也适用于加工冲模，是指将电火花加工性能良好的电极材料与冲头材料粘结在一起，共同用线切割或磨削成型，然后用电火花性能好的一端作为加工端，将工件反置固定，用“反打正用”的方法实行加工。这种方法不仅可以充分发挥加工端材料好的电火花加工工艺性能，还可以达到与直接法相同的加工效果(如图4-5所示)。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备图4-5混合法第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备混合法的特点是：(1)可以自由选择电极材料，电加工性能好。(2)无须另外制作电极。(3)无须修配工作，生产率较高。(4)电极一定要粘结在冲头的非刃口端(见图4-5)。4.阶梯工具电极加工法阶梯工具电极加工法在冷冲模具电火花成型加工中极为普遍，其应用方面有两种：第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备(1)无预孔或加工余量较大时，可以将工具电极制作为阶梯状，将工具电极分为两段，即缩小了尺寸的粗加工段和保持凸模尺寸的精加工段。粗加工时，采用工具电极相对损耗小、加工速度高的电规准加工，粗加工段加工完成后只剩下较小的加工余量(如图4-6(a)所示)。精加工段即凸模段，可采用类似于直接法的方法进行加工，以达到凸凹模配合的技术要求(如图4-6(b)所示)。(2)在加工小间隙、无间隙的冷冲模具时，配合间隙小于最小的电火花加工放电间隙，用凸模作为精加工段是不能实现加工的，则可将凸模加长后，再加工或腐蚀成阶梯状，使阶梯的精加工段与凸模有均匀的尺寸差，通过加工规准对放电间隙尺寸的控制，使加工后符合凸凹模配合的技术要求(如图4-6(c)所示)。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备图4-6用阶梯工具电极加工冲模第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备除此以外，可根据模具或工件不同的尺寸特点和尺寸，要求采用双阶梯或多阶梯工具电极。阶梯形的工具电极可以由直柄形的工具电极用“王水”酸洗、腐蚀而成。机床操作人员应根据模具工件的技术要求和电火花加工的工艺常识，灵活运用阶梯工具电极的技术，充分发挥穿孔电火花加工工艺的潜力，完善其工艺技术。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备2.工具电极电极材料的选择凸模：优质高碳钢T8A、T10A或铬钢Cr12、GCr15、硬质合金等注意：凸、凹模不能选用同一种钢材型号电极的设计工具电极的尺寸精度和表面粗糙度比凹模高一级，一般不低于IT7级，表面粗糙度小于Ra1.25m，直线度、平面度和平行度在100mm长度上不大于0.01mm；工具电极应有足够长度；截面轮廓尺寸考虑配合间隙，还应比预定加工的星空尺寸均匀的缩小一个加工时的火花放电间隙。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备电极的制造一般是普通机械制造后经磨削加工，现主要用线切割加工3.工件的准备电火花加工前，工件型孔部分先加工预孔，并留适当余量。一般单边余量0.31.5mm均匀分布。4.电规准的选择及转换电规准：电压、电流、脉宽、脉间等冲模加工中，常选用粗、中、精三种规准粗规准主要采用较大的电流，长脉宽（ti=50500m），铜电极相对损耗低于1%；中规准采用脉宽ti=10100m精规准采用小的电流，高频率、短脉宽ti=26m第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备二、型腔模的电火花加工1.型腔模的电火花加工加工方法特点：(1)型腔模的加工为盲孔加工，工作液循环困难，电蚀产物排除条件差。(2)型腔多由球面、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，还有各种形状的曲面相接，轮廓形状不同，结构复杂。这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，且电极的损耗不可能由进给实现补偿，因此型腔加工的电极损耗较难进行补偿。(3)材料去除量大，表面粗糙度要求严格。(4)加工面积变化大，要求电规准的调节范围相应也大。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备根据电火花成型加工的特点，在实际中通常采用如下方法：单工具电极直接成型法(如图4-7所示)单工具电极直接成型法是指采用同一个工具电极完成模具型腔的粗、中及精加工。对普通的电火花机床，在加工过程中先用无损耗或低损耗电规准进行粗加工，然后采用平动头使工具电极做圆周平移运动，按照粗、中、精的顺序逐级改变电规准，进行侧面平动修整加工。在加工过程中，借助平动头逐渐加大工具电极的偏心量，可以补偿前后两个加工电规准之间放电间隙的差值，这样就可完成整个型腔的加工。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备图4-7单工具电极直接成型法第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备单电极平动法加工时，工具电极只需一次装夹定位，避免了因反复装夹带来的定位误差。但对于棱角要求高的型腔，加工精度就难以保证。如果加工中使用的是数控电火花机床，则不需要平动头，可利用工作台按照一定轨迹做微量移动来修光侧面。多电极更换法(如图4-8所示)对早期的非数控电火花机床，为了加工出高质量的工件，多采用多电极更换法。多电极更换法是指根据一个型腔在粗、中、精加工中放电间隙各不相同的特点，采用几个不同尺寸的工具电极完成一个型腔的粗、中、精加工。在加工时首先用粗加工电极蚀除大量金属，然后更换电极进行中、精加工；对于加工精度高的型腔，往往需要较多的电极来精修型腔。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备图4-8多电极更换法第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备多电极更换加工法的优点是仿型精度高，尤其适用于尖角、窄缝多的型腔模加工。它的缺点是需要制造多个电极，并且对电极的重复制造精度要求很高。另外，在加工过程中，电极的依次更换需要有一定的重复定位精度。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备分解电极加工法(如图4-9所示)分解电极加工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，分别制造。先用主型腔电极加工出主型腔，后用副型腔电极加工尖角、窄缝等部位的副型腔。此方法的优点是能根据主、副型腔不同的加工条件，选择不同的加工规准，有利于提高加工速度和改善加工表面质量，同时还可简化电极制造，便于电极修整。缺点是主型腔和副型腔间的精确定位较难解决。近年来，国内外广泛应用具有电极库的数控电火花机床，事先将复杂型腔面分解为若干个简单型腔和相应的电极，编制好程序，在加工过程中自动更换电极和加工规准，实现复杂型腔的加工。第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备2.型腔模加工用的工具电极电极材料的选择耐腐蚀性高的材料，如纯铜、铜钨合金、银钨合金以及石墨电极等，常用的是纯铜和石墨电极的设计排气孔和冲油孔的设计3.工作液强迫循环的应用4.电规准的选择、转换、平动量的分配5.电火花加工工艺参数曲线图表第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备三、小孔电火花加工第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备四、小深孔的高速电火花加工第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备五、异形小孔的电火花加工第二章第二章 电火花加工的基本原理及设备电火花加工的基本原理及设备第八节第八节 其它电火花加工其它电火花加工一、电火花小孔磨削