电火花加工特种加工专题培训课件
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电火花加工实训课件
第二十四页，共38页
G90
G92 X-35.000 Y0.000;
G01 X-25.100 Y0.000 ;
G02 X8.490 Y23.621 I25.100 J0.000 ; G01 X60.100 Y5.070 ;
G01 X60.100 Y-25.100 ;
G01 X0.000 Y-25.100 ; G02 X-25.100 Y0.000 I0.000 J25.100
➢ 了解精密电火花成型机床的操作
➢ 熟悉数控电火花线切割机床操作并加工创 意图形
第三页，共38页
实习设备
➢ 硬件设备：多媒体网络教室、
DM7132精密电火花成型机、7725e 数控电火花线切割机床 ➢ 软件：CAXA线切割编程软件、
BKDC数控线切割机床控制系统
第四页，共38页
电火花加工概念
电火花加工是指在加工过程中，使工具和工件之件不 断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部瞬间产生的高温 把金属蚀除下来的加工方法。
3. 位图矢量化。 4. 生成加工轨迹、查询、比例缩放。
5. 生成G代码。
第三十一页，共38页
扫描输入编程加工图例：
第三十二页，共38页
网络条件下的电火花 线切割加工系统工艺流程图：
第三十三页，共38页
用CAXA线切割V2绘制二维零件图
第三十四页，共38页
第三十五页，共38页
第三十六页，共38页
第二十八页，共38页
2. CAXA线切割V2 编程实例
第二十九页，共38页
N10 T84 T86 G90 G92X-9.209Y0.031;
N14 G02 X0.244 Y6.095 I6.100 J-0.021 ; N16 G01 X25.204 Y5.096 ;
G90
G92 X-35.000 Y0.000;
G01 X-25.100 Y0.000 ;
G02 X8.490 Y23.621 I25.100 J0.000 ; G01 X60.100 Y5.070 ;
G01 X60.100 Y-25.100 ;
G01 X0.000 Y-25.100 ; G02 X-25.100 Y0.000 I0.000 J25.100
➢ 了解精密电火花成型机床的操作
➢ 熟悉数控电火花线切割机床操作并加工创 意图形
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实习设备
➢ 硬件设备：多媒体网络教室、
DM7132精密电火花成型机、7725e 数控电火花线切割机床 ➢ 软件：CAXA线切割编程软件、
BKDC数控线切割机床控制系统
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电火花加工概念
电火花加工是指在加工过程中，使工具和工件之件不 断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部瞬间产生的高温 把金属蚀除下来的加工方法。
3. 位图矢量化。 4. 生成加工轨迹、查询、比例缩放。
5. 生成G代码。
第三十一页，共38页
扫描输入编程加工图例：
第三十二页，共38页
网络条件下的电火花 线切割加工系统工艺流程图：
第三十三页，共38页
用CAXA线切割V2绘制二维零件图
第三十四页，共38页
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第二十八页，共38页
2. CAXA线切割V2 编程实例
第二十九页，共38页
N10 T84 T86 G90 G92X-9.209Y0.031;
N14 G02 X0.244 Y6.095 I6.100 J-0.021 ; N16 G01 X25.204 Y5.096 ;
《电火花加工技术》PPT课件
7.3.4电极与工件的装夹与校正：
方块电极的校正
7.3.3电火花成型机
紫铜电极的校正
7.3.5控制参数的调整
1、电火花加工的主要工艺参数 〔1〕加工速度 〔2〕工具电极损耗 〔3〕外表粗糙度 〔4〕放电间隙
床中的主要参数及选择原那么
参数选用原那么深度表示该工作段的加工深度，全部工作段的“深度〞之和就是“设定 深度〞。它的单位是“长度单位〞。无论加工方向如何，“深度〞值总是大于零。高压 “高压〞的作用是是间隙击穿，提高放电效率，增加放电加工的稳定性。但高压会使放电 间隙增大，损耗增加。“高压〞电压分为“高〞和“中〞两档，精加工〔修光〕时应选择 “高〞，以提高稳定性和速度。中、粗加工时选“中〞，可降低电极损耗。低压“低压〞 电流是供电极和工件放电加工的主要成分。调节范围0—60伏。低压的选择与正面放电面 积有关。正面放电面积在1平方厘米，电流选择在3-6安。脉宽脉宽是加到工具和工件上放 电间隙两端的电压脉冲的持续时间。脉宽的调节范围是1-2000，单位为微秒。脉宽必须与 加工电流成一定比例。使用铜或铜钨合金作电极时大致为每安150-300。单位：微秒。 符 号：ti。脉间脉冲间隔简称脉间或间隔，也称脉冲停歇时间。单位：微秒。符号：to脉间 在调整时使放电加工稳定进展就可以了。脉间的调节范围为10-900。单位为微秒。一般情 况下选择脉宽的二分之一至三分之一。但不应小于20。伺服伺服间隙电压选择范围1-12， 数值越大，间隙电压越高，那么放电效率降低，排渣容易。速度伺服速度的选择范围为110，数值越大，间隙电压越高，伺服速度越快。伺服速度太大会造成Z轴抖动，加工时太 小会使Z轴运行变慢。一般伺服速度为6-8较适宜。粗加工时可选择大些，精加工时调小。 如加工过程中Z轴百分表抖动，可适当调小伺服速度。加工加工时间是周期提升中电极和 工件的放电时间。加工时间的选择范围为1-99，对应的加工时间为0.1-9.9秒。数值越大， 加工时间越长。提升提升高度指周期提升中停顿放电是电极离开工件的距离。一般选择510，再大也不会提高排渣效果，反而浪费了加工时间。极性加工极性是指放电加工是工件 所连接的脉冲电源极性。分正、负两档调节。绝大多数都采用负极性加工，工件接负极， 电极接正极。
电火花加工ppt课件
2.1 电火花加工基本原理及其分类
2.1.1 电火花加工的原理 2.1.2 电火花加工的设备组成 2.1.3 电火花加工的特点 2.1.4 电火花加工的应用 2.1.5 电火花加工工艺方法分类
2020/2/9
4
第2章 电火花加工
2.1 电火花加工基本原理及其分类
2.1.1 电火花加工的原理
必要条件(1)： 必须使工具和工件被加工表面之间始终保持一定的放电间隙； ——过大→不能击穿，过小→容易短路； ——间隙距离：几微米到几百微米。
工具电极
工 作 液
工件电极
电蚀产物排出示意图
2020/2/9
7
第2章 电火花加工
2.1 电火花加工基本原理及其分类
2.1.1 电火花加工的原理
A
B
加工过程描述：
1. 加脉冲电压、击穿放电、 形成凹坑；
2. 脉冲间隔恢复绝缘、再次 放电形成凹坑；
3. 凹坑增多并重叠、间隙增 大、电极进给，得到需要 的零件。
特种加工技术 — 第2章 电火花加工(1)
韦东波 迟关心
机械制造及其自动化
第2章 电火花加工
20世纪40年代， 前苏联拉扎林科夫妇 研究开关触点腐蚀的原因时发现： 利用工具和工件之间不断的脉冲性火花放电 产生的局部、瞬时的高温 把金属蚀除下来。 由于加工过程中可以看到火花，故称电火花加工 Electrical Discharge Machining (EDM)
等），几乎不受力学性能（硬度、强度等）的限制。
可以加工特殊及复杂形状的表面和零件
——有微观切削力，没有宏观切削力。 ——工具电极硬度要求小，制作较容易。 ——数控技术使简单电极加工复杂形状可行。
2020/2/9
2.1.1 电火花加工的原理 2.1.2 电火花加工的设备组成 2.1.3 电火花加工的特点 2.1.4 电火花加工的应用 2.1.5 电火花加工工艺方法分类
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第2章 电火花加工
2.1 电火花加工基本原理及其分类
2.1.1 电火花加工的原理
必要条件(1)： 必须使工具和工件被加工表面之间始终保持一定的放电间隙； ——过大→不能击穿，过小→容易短路； ——间隙距离：几微米到几百微米。
工具电极
工 作 液
工件电极
电蚀产物排出示意图
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第2章 电火花加工
2.1 电火花加工基本原理及其分类
2.1.1 电火花加工的原理
A
B
加工过程描述：
1. 加脉冲电压、击穿放电、 形成凹坑；
2. 脉冲间隔恢复绝缘、再次 放电形成凹坑；
3. 凹坑增多并重叠、间隙增 大、电极进给，得到需要 的零件。
特种加工技术 — 第2章 电火花加工(1)
韦东波 迟关心
机械制造及其自动化
第2章 电火花加工
20世纪40年代， 前苏联拉扎林科夫妇 研究开关触点腐蚀的原因时发现： 利用工具和工件之间不断的脉冲性火花放电 产生的局部、瞬时的高温 把金属蚀除下来。 由于加工过程中可以看到火花，故称电火花加工 Electrical Discharge Machining (EDM)
等），几乎不受力学性能（硬度、强度等）的限制。
可以加工特殊及复杂形状的表面和零件
——有微观切削力，没有宏观切削力。 ——工具电极硬度要求小，制作较容易。 ——数控技术使简单电极加工复杂形状可行。
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电火花培训PPT
电极和工件表面有较好的冷却作用。
电火花加工液主要作用及性能：
（1）低粘度：冷却性好，流动性好，加工碎屑容易排出。
（2）高闪火点、高沸点：闪火点高，不易起火；沸点高， 不易汽化、损耗。 （3）绝缘性好：以维系工具电极与工件之间的适当的绝缘 强度。 （4）臭味小：加工中分解的气体无毒，对人体无害，当然 无分解气体最好。 （5）对加工件不污染、不腐蚀。 （6）氧化安全性要好，寿命长。 （7）价格要便宜。
多轴数显电火花成型机
固定立柱式电火花成型机 床 按机床 结构
滑枕式电火花成型机床
龙门式电火花成型机床
普通电火花成型机床
按电极 交换方式
电火花加工中心
普通数显电火花成型机
单轴数显电火花成型机
多轴数显电火花成型机
滑枕式电火花成型机床
龙门式电火花成型机
电火花加工中心
电极自动交换装置（AEC）
主轴头
主轴头运动控制方式
电液伺服进给
主轴头运动
步进电机伺服进给
直（交）流伺服进给 直线电机伺服进给
控制方式
进给装置
工作台
十字工作台
控制部分
脉冲电源 控制部分 驱动电源 控制面板
脉冲电源
脉冲电源
脉冲电源及控制系统
控制系统由彩色CRT显示器、键盘、手控盒以及数控电器装置等部件组成。 1输入装置 在机床操作过程中，操作者可以通过键盘、磁盘等装置将操作指令或程序、图形等 输入并控制机械动作。如果输入内容较多，则可以直接连接外部计算机通过连线输入。 2输出装置 通过CRT、磁盘等装置，将电火花加工方面的程序、图形等资料输送出来。 3电源加工 电火花加工原理是在极短的时间内击穿工作介质，在工具电极和工件之间进行脉冲 火花放电，通过热能熔化、气化工具材料来去除工件上多余的金属。 电火花成型机床的加工电源性能好坏直接关系到电火花加工的加工速度、表面质量 、加工精度、工具电极损耗等工艺指标，所以电源往往是电火花加床制造厂商的核心机 密之一。
电火花加工特种加工专题培训课件
§2.3.1 影响材料电蚀量的因素
影响材料电蚀量的主要因素：
极性效应 电参数 金属材料热学常数 工作液 其他因素
§2.3.1 影响材料电蚀量的因素
极性效应
在电火花加工过程中，正极和负极都会受到不同程度 的电腐蚀，即使相同材料，正、负极的电蚀量也不相 同，这种单纯由极性不同而电蚀量不同的现象称为 “极性效应”。
§2.1 电火花加工原理基础 §2.2 电火花加工设备 §2.3 电火花加工工艺规律 §2.4 电火花加工工艺 §2.5 电火花加工操作实例 §2.6 特殊材料的电火花加工 §2.7 电火花加工中应该注意的一些问题
§2.3 电火花加工工艺规律
§2.3.1 影响材料电蚀量的因素 §2.3.2 影响加工速度与工具损耗速度的因素 §2.3.3 影响加工精度的主要因素 §2.3.4 电火花加工的表面质量
在某些条件下可以用来减少或补偿工具电极在加工过程中的损耗 ）
§2.1电火花加工原理基础
4 极间介质的消电离
随着脉冲电压的结束，脉冲电流也迅速降为零，标志着一次脉冲放电结束。但此 后仍应有一段间隔时间，使间隙介质消电离，即放电通道中的带电粒子复合为中 性粒子，恢复本次放电通道处间隙介质的绝缘强度，以免总是重复在同一处发生 放电而导致电弧放电，这样可以保证按两极相对最近处或电阻率最小处形成下一 击穿放电通道（放电点转移原则）。另外，在加工过程中形成的电蚀产物以及热 量等都需要在此阶段排出。由此，为了保证电火花加工过程正常地进行，在两次 脉冲放电之间一般都应有足够的脉冲间隔时间t0。
§2.2 电火花加工设备
机床主体：
主轴头：关键部件，要求较高的精度和刚度，较好的运动特性 床身 立柱 工作台 工作液槽
《特种加工》课件
05
特种加工技术的发
展趋势与展望
特种加工技术发展趋势
高能束流加工
随着激光、电子束、离子束等高能束流技术的不断发展，其在特种加工领域的应用越来越广泛。高能束流加工具有高 精度、高效率、非接触等优点，可应用于难加工材料的加工和微纳制造等领域。
超声加工与振动加工
超声加工和振动加工技术以其独特的加工原理和特点，在微细加工、表面处理等领域具有广泛的应用前景。通过优化 超声频率、振动幅度等参数，可进一步提高加工精度和效率。
特种加工工艺参数
04
与控制
电火花加工工艺参数与控制
要点一
总结词
要点二
详细描述
电火花加工是利用电火花放电产生的热量对金属进行加工 的一种工艺方法。
电火花加工工艺参数包括电极材料、工作液种类、电规准 选择、电极损耗、加工精度和表面粗糙度等。控制这些参 数可以提高加工效率、减小电极损耗、保证加工精度和表 面质量。
激光加工
总结词
利用激光的高能量密度对材料进行切割、打孔、焊接等加工
详细描述
激光加工是一种利用激光的高能量密度对材料进行切割、打孔、焊接等加工的方 法。由于激光的能量集中，可以在短时间内对材料进行高精度的加工，且加工速 度快、效率高。激光加工在微电子、光学、精密制造等领域应用广泛。
离子束加工
总结词
电化学加工与等离子体加工
电化学加工和等离子体加工技术以其环保、高效的特点，在模具制造、表面处理等领域得到广泛应用。 随着技术的不断进步，电化学加工和等离子体加工的加工精度和适用范围将得到进一步提升。
特种加工技术面临的挑战与机遇
技术更新换代
随着新材料、新工艺的不断涌现 ，特种加工技术面临着不断更新 换代的挑战。为了适应市场需求 和技术发展，需要不断进行技术 创新和研发。
特种加工讲座第三章电火花线切割加工
间隙补偿方法
Δ δ
r
Δ
δ r
凸体的加工
凹体的加工
3.6.2 线切割数控编程方法
编程方法
手工编程： 自动编程：根据图纸要求由计算机自动完成
程序代码形式
G指令（ISO标准代码） 3B指令
G指令编程方法 3B指令编程方法
3.7 线切割加工新技术
8.7.1 多次切割技术
1. 一次切割带来的问题
切割轨迹控制系统
控制电极丝相对于工件的运动轨迹
进给控制系统
进给速度=蚀除速度
走丝机构控制 机床操作控制及其他辅助控制
图纸
编程
输入程序
工作台运动
执行机构
插补运算
轨迹控制原理
常用的轨迹控制方法
逐点比较法、数字积分法、矢量判别法、最小偏差法
逐点比较法
F=tgα -tgα0
Y A0（X0,Y0）
靠模仿型控制 光电跟踪控制 数字程序控制（95%以上）
3.3.2 线切割加工设备的组成
脉冲电源 控制系统 工作液循环系统 机床本体
坐标工作台 走丝机构 丝架 床身
❖ 快走丝线切割加工设备组成
❖ 快走丝线切割加工设备
苏州兰博高科技企业集团（DK7725）
❖ 慢走丝线切割加工设备组成
1. 应考虑工件内部残余应力对加工的影响
2. 电极丝初始位置的确定方法
3. 带斜度凹模的简易加工方法
线切割机床的主要应用
A．微细结构和复杂形状
A．微细结构和复杂形状
A．微细结构和复杂形状
线切割机床的主要应用 B．高硬度导电材料成型加工
线切割机床的主要应用
C．模具形面及型腔加工
C．模具形面及型腔加工
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§2.1电火花加工原理基础
1 极间介质的电离、击穿形成放电通道
极间电压升高或极间距离减小→极间电场强度增大 105V/mm即100V/μ m左右时→产生场致电子发射→雪崩电离小 于0.1μ s→建立放电通道（电流密度达105－106A/cm2（103－
104A/mm2））
§2.1电火花加工原理基础
电火花加 工特种加
工
§2 电火花加工
§2.1 电火花加工原理基础 §2.2 电火花加工设备 §2.3 电火花加工工艺规律 §2.4 电火花加工工艺 §2.5 电火花加工操作实例 §2.6 特殊材料的电火花加工 §2.71电火花加工原理基础
电火花加工（Electrical Discharge Machining: EDM）
名称：机电一体电火 花成型机床
型号：D7125ND、32ND
名称：数控屏显成型机床
型号：DK7132D、40D、 50D、63D
§2.2 电火花加工设备
电火花穿加工机床主要由主体、脉冲电源、 自动进给调节系统、工作液净化及循环系统、 数控系统几部分组成。
§2.2 电火花加工设备
机床总体部分
平动头扩大间隙原理图
(a) 机械式平动头
(b) 数控平动头
图2-8 平动头外形
§2.2 电火花加工设备
2.工作介质循环过滤系统 工作液循环过滤系统由工作液箱、电动机、 泵、过滤装置、工作液槽、油杯、管道、阀 门、测量仪表等部分组成。
6 4
～ 35
2
1
12 7
8 补油 11
冲油
13
10
抽油
9
局限性
主要用于加工金属等导电材料 加工速度较慢 存在电极损耗
§2 电火花加工
§2.1 电火花加工原理基础 §2.2 电火花加工设备 §2.3 电火花加工工艺规律 §2.4 电火花加工工艺 §2.5 电火花加工操作实例 §2.6 特殊材料的电火花加工 §2.7 电火花加工中应该注意的一些问题
1—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 13—抽油压力表
图2-9 工作液循环系统油路图
冲油
抽油
§2.2 电火花加工设备
工作液的过滤方法
自然沉淀法 介质过滤法
利用电腐蚀进行尺寸加工的必要条件（续）
2 火花放电必须在有较高绝缘强度的液体介质中 进行（利于脉冲放电、利于电蚀产物从电极间 隙中悬浮排出、冷却电极和工件表面）
3 工具电极和工件表面间必须保持一定的放电间 隙（几微米到几百微米）
§2.1电火花加工原理基础
电火花加工的特点
优点
适合于任何难切削材料的加工 可以加工特殊及复杂形状的表面和零件
2.1. 电火花成形
动画演示
2.1. 电火花成形
§2.1电火花加工原理基础
利用电腐蚀技术对材料进行尺寸加工的必要条件
1 火花放电必须是瞬时性的脉冲放电
μ
μi
ti
to
t
tp
脉冲电源电压波形
ti为脉冲宽度 to为脉冲间隔 tp为脉冲周期 ui为空载电压或脉冲幅值电压
§2.1电火花加工原理基础
2 介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀
放电通道形成后电子、正离子运动→动能转热能电极表面高温 →工作液气化、热分解→电极材料熔化、气化→迅 速热膨胀
§2.1电火花加工原理基础
3 电极材料的抛出
热膨胀产生微爆炸→电极材料抛出→大部分抛入工 作液中收缩成小颗粒，一小部分飞溅、镀覆、吸附 在对面的电极表面上（这种互相飞溅、镀覆以及吸附的现象，
使用黄沙、木屑、棉纱头、过滤纸、活性炭等 过滤介质去除金属粉屑和高温分解碳黑等电蚀 产物。具有结构简单、造价低等优点。
3.电火花加工用的脉冲电源 电火花加工用脉冲电源需要满足的条件：
1 有较高的加工速度 2 工具电极损耗低 3 加工过程稳定 4 工艺范围广
对电火花加工用脉冲电源的具体要求
1 单向脉冲 2 脉冲电压前后沿较陡（一般采用矩形波脉冲电源） 3 脉冲主要参数具有很宽的调节范围 4 综合性能（工作稳定可靠、成本低、寿命长、体积
§2.2 电火花加工设备
机床主体：
主轴头：关键部件，要求较高的精度和刚度，较好的运动特性 床身 立柱 工作台 工作液槽
§2.2 电火花加工设备
电极
(a) 电 极 在 最 左
(b) 电 极 在 最 上
(c) 电 极 在 最 右
(d) 电 极 在 最 下
(e) 电 极 平 动 后 的 轨 迹
原理：在一定介质中，利用两极（工具电极与 工件电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现 象对侵蚀多余的金属，以使零件的尺寸、形状 和表面质量达到预定要求的加工方法。
§2.1电火花加工原理基础
电火花腐蚀
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熔 化、气化而被腐蚀掉，形成放电凹坑。
电火花加工原理
§2.1电火花加工原理基础
(a) 单个脉冲放电后的电蚀坑 (b) 多次脉冲放电后形成的电极表面
§2.1电火花加工原理基础
实验结果表明，电火花加工的微观过程是电场力、 磁力、热力、流体动力、电化学和胶体化学等综合 作用的结果。这一过程大致可分为以下几个连续的 阶段:
1 极间介质的电离、击穿，形成放电通道 2 介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀 3 电极材料的抛出 4 极间介质的消电离
在某些条件下可以用来减少或补偿工具电极在加工过程中的损耗 ）
§2.1电火花加工原理基础
4 极间介质的消电离
随着脉冲电压的结束，脉冲电流也迅速降为零，标志着一次脉冲放电结束。但此 后仍应有一段间隔时间，使间隙介质消电离，即放电通道中的带电粒子复合为中 性粒子，恢复本次放电通道处间隙介质的绝缘强度，以免总是重复在同一处发生 放电而导致电弧放电，这样可以保证按两极相对最近处或电阻率最小处形成下一 击穿放电通道（放电点转移原则）。另外，在加工过程中形成的电蚀产物以及热 量等都需要在此阶段排出。由此，为了保证电火花加工过程正常地进行，在两次 脉冲放电之间一般都应有足够的脉冲间隔时间t0。