特种加工技术——电火花加工

• 一、上丝操作 • 其操作步骤如下： • ①操作前，按下 急停按钮，防止 图2.17 急停 意外，如图2.17。 • ②将丝盘套在上丝螺杆上，并用螺母锁紧， 如图2.18所示。 • ③用摇把将储丝筒摇向一端至接近极限位 置，如图2.19所示。
图2.18 装上丝盘
图2.19 储丝筒摇向一端
• ④将丝盘上电极丝一端拉出绕过上丝导轮， 并将丝头固定在储丝筒端部紧固螺钉上， 剪掉多余丝头，如图2.20所示。 • ⑤用摇把匀速转动储丝筒,将电极丝整齐地 绕在储丝筒上，直到绕满，取下摇把，如 图2.21所示。
图2.20 上好丝头
图2.21 手动绕丝
图2.22 将丝头固定在储丝筒上
图2.23 上好丝的储丝筒
• ⑥电极丝绕满后，剪断丝盘与储丝筒之间 的电极丝，把丝头固定在储丝筒另一端,如 图2.22所示。 • ⑦粗调储丝筒左右行程挡块，使两个挡块 间距小于储丝筒上的丝距。 • 二、穿丝操作 • 操作步骤如下： • ①用摇把转动储丝筒，使储丝筒上电极丝 的一端与导轮对齐。 • ②取下储丝筒相应端的丝头，进行穿丝。
• (5)分组脉冲电源 • 分组脉冲电源是线切割机床上使用效果比 较好的电源，比较有发展前途。 • 任务二 电火花加工的应用 • 课题一 电火花加工工艺类型 • 电火花加工按工具电极和工件相对运动的 方式和用途不同，大致可分为电火花线切 割加工、电火花穿孔成型加工、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、电火花表面强化和刻 字6大类。
加工实例 常见问题及处理 数控线切割编程 3B格式程序 3B代码程序格式 3B代码编程 3B代码程序示例 ISO G代码程序 ISO程序格式 常用指令
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课题三 任务三 课题一 课题二 课题三 课题四 项目四 任务一 课题一
ห้องสมุดไป่ตู้
程序示例 CAXA线切割 认识CAXA线切割软件 CAXA线切割绘图实践 加工轨迹生成与仿真 加工程序生成与传输 电火花成型加工 电火花成型加工设备 电火花成型加工机床主体
• 进行电火花加工，应在 一定的条件下进行： • ①在脉冲放电点必须有 足够大的能量密度，能 使金属局部熔化和气化， 图1.1 电火花加工的原理示意图 并在放电爆炸力的作用下，把熔化的金属 抛出来。 • ②工具电极和工件被加工表面之间要保持 一定的放电间隙。 • ③放电形式应该是脉冲的，放电时间要很 短，一般为10-7～10-3 s。
• 电火花加工有其独特的优势，但同时电火 花加工也有一定的局限性，具体表现在以 下几个方面： • ①主要用于金属材料的加工。 • ②加工效率比较低。 • ③加工精度受限制。 • ④加工表面有变质层甚至微裂纹。 • ⑤最小角部半径的限制。 • ⑥外部加工条件的限制。 • ⑦加工表面的“光泽”问题。
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课题二 任务二 课题一 课题二 课题三 课题四 课题五 课题六 课题七
电火花成型加工其他部件 电火花加工工艺 电火花加工中的异常放电及预防 表面变质层的影响及措施 电蚀产物的危害及排除 电极损耗的原因及改善措施 电极材料与工作液 电火花加工工艺指标 选择加工规准
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• ⑤工作液采用水基乳化液，成本低，不会 发生火灾。 • ⑥利用四轴联动，可加工锥度、上下面异 形体等零件。 • ⑦电火花线切割不能加工不导电的材料。 • 三、快走丝线切割与慢走丝线切割
图2.2 快走丝电火花线切割机床
图2.3 慢走丝电火花线切割机床
• 四、线切割机床的型号 • 我 国 线 切 割 机 床 的 型 号 ， 是 根 据 GB/T 5375—1997《金属切削机床型号编制方法》 编制的，如“DK7732”表示： • D——机床类别代号(电加工机床) • K——机床特性代号(数控) • 7——组别代号(电火花加工机床) • 7——型号代号(7为快走丝，6为慢走丝) • 32——基本参数代号(工作台横向行程320 mm)
图2.10 丝架的组成
图2.11 前上导轮
图2.12 前下导轮
图2.13 后上导轮
图2.14 后下导轮
图2.15 丝臂上的导电块
• 3.导电块 • 导电块是向电极丝 送电的装置。 图2.16 电极丝走丝路线 • 4.丝架走丝示意图 • 走丝有两个运动，一是储丝筒的正反向旋 转，它使电极丝在各个导轮和导电块之间 做往复穿梭运动，二是储丝筒拖板的往复 直线运动，它使电极丝均匀地缠绕在储丝 筒上。 • 课题二 电极丝的操作
图1.5 无轨电车爪手模具
图1.6 精密冷冲模具
图1.7 具有微细结构、窄缝、复杂型面和曲线的零件
• 3.加工硬质导电材料
图1.8 加工硬质合金与高速钢车刀
项目二 电火花线切割机床与操作
• • • • • • • 项目内容 ①电火花线切割机床的组成。 ②走丝机构及电极丝相关操作。 ③工件装夹及找正操作。 ④工作液系统及工作液配制。 ⑤电火花线切割加工工艺。 ⑥安全文明生产。
• 一、电火花加工的优势 • 电火花加工具有以下一些特点： • ①适合于用传统机械加工方法难以加工的 材料加工，表现出“以柔克刚”的特点。 • ②可加工特殊及复杂形状的零件。 • ③可实现加工过程自动化。 • ④可以改进结构设计，改善结构的工 艺性。 • ⑤可以改变零件的工艺路线。 • 二、电火花加工的局限性
图1.2 脉冲电源基本组成框图
• ②脉冲能量达到加工要求。 • ③脉冲波形，脉冲电压幅值、脉冲电流峰 值、脉宽和脉间要满足加工要求。 • ④脉冲参数(如脉宽、脉间等)易于调节，且 调节范围满足加工要求。
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三、脉冲电源的类型 1.按主要部件分类 (1)阻容式脉冲电源 它的原理是利用电阻、电容、电感的充放 电，把直流电转换为一系列脉冲。 • (2)电子管和闸流管电源 • 以电子管和闸流管作开关元件，把直流电 源逆变为一系列高压脉冲，以脉冲变压器 耦合输出放电间隙。 • (3)晶体管和晶闸管脉冲电源
• 1.丝架 • 丝架由上、下丝臂和立柱等组成，通常下 丝臂固定，上丝臂可通过立柱上的手柄来 上下移动，从而调节上、下丝臂之间的 距离。
图2.8 行程控制
图2.9 丝架
• 2.导轮 • 导轮的作用是使电极丝稳定地运行。上、 下丝臂的前后端都装有导轮，分别是：前 上导轮、前下导轮、后上导轮、后下 导轮。
⑧加工技术问题。 课题三 脉冲电源 一、认识脉冲电源 脉冲电源，又称高频电源，其作用是把普 通220 V或380 V、50 Hz交流电转换为具有 一定输出功率的高频单向脉冲电，提供电 火花加工所需要的放电能量来蚀除金属。 • 二、电火花加工对脉冲电源的要求 • 一般情况下，对脉冲电源有以下要求： • ①能输出一系列稳定可靠的脉冲，有较强 的抗干扰能力。
课题三 课题四 任务七 课题一 课题二 任务八 任务九 课题一 课题二
电极丝对加工的影响 选择工艺线路 电气控制系统 电气控制开关 电气连接 安全文明生产 线切割加工 线切割加工的应用 HF线切割软件加工界面
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课题三 课题四 项目三 任务一 课题一 课题二 课题三 任务二 课题一 课题二
• • • • • • • 项目内容 ①电火花加工的原理。 ②电火花加工的应用。 项目目的 了解电火花技术原理、特点和应用。 项目实施 任务一 电火花加工原理及特点
• 课题一 电火花加工原理 • 一、电火花加工的基本原理 • 电火花加工又称放电加工，也有称为电脉 冲加工的，它是一种直接利用热能和电能 进行加工的工艺。电火花加工与金属切削 加工的原理完全不同，在加工过程中，工 具和工件不接触，而是靠工具和工件之间 的脉冲性火花放电，产生局部、瞬时的高 温把金属材料逐步蚀除掉。由于放电过程 可见到火花，所以称为电火花加工。 • 二、电火花加工的条件
• ②不管工件材料硬度如何，只要是导体或 半导体材料都可以加工，而且电极丝损耗 小，加工精度高。 • ③适合小批量、形状复杂零件、单件和试 制品的加工，且加工周期短。但因线切割 加工的金属去除率低，不适合加工形状简 单的大批量零件。 • ④电火花线切割加工中，电极丝与工件不 直接接触，两者之间的作用很小，故而工 件的变形小，电极丝、夹具不需要太高的 强度。
• 这两种脉冲电源是目前使用最为广泛的脉 冲电源，它们都能输出各种不同的脉宽、 峰值电流、脉冲停歇时间的脉冲波，能较 好地满足各种工艺条件，尤其适用于型腔 电火花加工。 • (4)智能化自适应控制电源 • 由于计算机、集成电路技术的发展，可以 把不同材料，粗、中、精不同的电加工参 数、规准的数据存入集成芯片内或数 据库。 • 2.按脉冲波形分类
任务三 电火花成形机床操作 课题一 电火花加工操作流程 课题二 数控电火花机床的手动操作 课题三 数控电火花机床的屏幕操作 课题四 电火花加工的控制器操作 课题五 电极装夹与定位 任务四 电火花加工的安全文明生产 课题一 加工安全检查 课题二 电火花机床加工的安全规程 参考文献
项目一 电火花加工概述
• ④必须把加工过程中所产生的电蚀产物和 余热及时地从加工间隙中排除出去，保证 加工能正常地持续进行。 • ⑤在相邻两次脉冲放电的间隔时间内，电 极间的介质必须能及时消除电离，避免在 同一点上持续放电而形成集中的稳定 电弧。 • ⑥电火花放电加工必须在具有一定绝缘性 能的液体介质(工作液)中进行。 • 课题二 电火花加工的特点
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课题二 电火花加工的应用 一、电火花成型加工的应用 1.高硬度零件加工 2.型腔尖角部位加工 3.模具上的筋加工 4.深腔部位的加工 5.小孔加工 6.表面处理 二、电火花线切割加工的应用 1.加工模具
图1.4 电火花成型加工零件
• 2.加工具有微细结构和复杂形状的零件
• 电火花加工脉冲电源，按放电脉冲波形， 可分为方波(矩形波)、锯齿波、前阶梯波、 梳状波、分组脉冲波等电源。
图1.3 脉冲电源电压波形
• (1)晶体管方波脉冲电源
• 晶体管方波脉冲电源是目前普遍使用的一 种电源。 • (2)锯齿波电源 • 锯齿波形脉冲波形前沿幅度缓变，可以降 低加工表面粗糙度，但加工效率不高。 • (3)前阶梯波电源 • 前阶梯波电源可以在放电间隙输出阶梯状 上升的电流脉冲波形。 • (4)梳状波电源 • 电压波形电源的性能比方波电源要好。
• 项目目的 • 会用线切割机床进行加工 操作。 图2.1 线切割加工 • 项目实施过程 • 任务一 认识电火花线切割机床 • 课题一 认识电火花线切割加工技术 • 一、线切割加工 • 二、线切割加工的特点 • ①直接利用0.03～0.35 mm金属线作电极， 不需要特定形状，可节约电极的设计、制 造费用。
中等职业学校数控技术应用专业教学用书
特种加工技术——电火花加工
主 编 雷林均 副主编 李 黎 陶 涛 编 者 张光铃 石有菊
目
• • • • • • • • 项目一 任务一 课题一 课题二 课题三 任务二 课题一 课题二
录
电火花加工概述 电火花加工原理及特点 电火花加工原理 电火花加工的特点 脉冲电源 电火花加工的应用 电火花加工工艺类型 电火花加工的应用
项目一电火花加工概述任务一电火花加工原理及特点课题一电火花加工原理课题二电火花加工的特点课题三脉冲电源任务二电火花加工的应用课题一电火花加工工艺类型课题二电火花加工的应用项目二电火花线切割机床与操作任务一认识电火花线切割机床课题一认识电火花线切割加工技术课题二电火花线切割机床组成任务二运丝机构及上丝操作课题一认识走丝机构丝架及导轮课题二电极丝的操作任务三工件的装夹课题一认识坐标工作台课题二学习装夹工件课题三找正工件任务四认识工作液及其循环系统课题一工作液循环系统课题二工作液的配制及使用任务六线切割加工工艺课题一切割速度及其影响因素课题二电参数对加工的影响课题三电极丝对加工的影响课题四选择工艺线路任务七电气控制系统课题一电气控制开关课题二电气连接任务八安全文明生产任务九线切割加工课题一线切割加工的应用课题二hf线切割软件加工界面课题三加工实例课题四常见问题及处理项目三数控线切割编程任务一3b格式程序课题一3b代码程序格式课题二3b代码编程课题三3b代码程序示例任务二isog代码程序课题一iso程序格式课题二常用指令课题三程序示例任务三caxa线切割课题一认识caxa线切割软件课题二caxa线切割绘图实践课题三加工轨迹生成与仿真课题四加工程序生成与传输项目四电火花成型加工任务一电火花成型加工设备课题一电火花成型加工机床主体课题二电火花成型加工其他部件任务二电火花加工工艺课题一电火花加工中的异常放电及预防课题二表面变质层的影响及措施课题三电蚀产物的危害及排除课题四电极损耗的原因及改善措施课题五电极材料与工作液课题六电火花加工工艺指标课题七选择加工规准任务三电火花成形机床操作课题一电火花加工操作流程课题二数控电火花机床的手动操作课题三数控电火花机床的屏幕操作课题四电火花加工的控制器操作课题五电极装夹与定位任务四电火花加工的安全文明生产课题一加工安全检查课题二电火花机床加工的安全规程参考文献项目一电火花加工概述任务一电火花加工原理及特点课题一电火花加工原理电火花加工又称放电加工也有称为电脉冲加工的它是一种直接利用热能和电能进行加工的工艺
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课题三 任务四 课题一 课题二 任务五 课题一 课题二 任务六 课题一 课题二
找正工件 认识工作液及其循环系统 工作液循环系统 工作液的配制及使用 校丝与对丝操作 校丝 对丝 线切割加工工艺 切割速度及其影响因素 电参数对加工的影响
• • • • • • • • •
• 课题二 电火花线切割 机床组成 • 一、电火花数控线切割 系统 • 二、线切割机床的组成
图2.4 线切割系统
图2.5 线切割机床组成
• 任务二 运丝机构及上丝操作 • 课题一 认识走丝机构、丝架及导轮 • 一、认识走丝机构
图2.6 储丝及走丝机构
图2.7 走丝变速齿轮
• 二、认识丝架的各部分
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项目二 任务一 课题一 课题二 任务二 课题一 课题二 任务三 课题一 课题二
电火花线切割机床与操作 认识电火花线切割机床 认识电火花线切割加工技术 电火花线切割机床组成 运丝机构及上丝操作 认识走丝机构、丝架及导轮 电极丝的操作 工件的装夹 认识坐标工作台 学习装夹工件