特种加工实验指导书

特种加工

实验指导书

闽南理工学院光电与机电工程系光电与测控教研室

1、电火花成型加工

一、目的及要求

通过对EDM-350型数控电火花加工的实际观看与上手操作，使学生深刻理解电火花的加工原理，熟悉数控电火花设备构成及其技术范围，了解电火花加工工件的过程和进行初步操作。

要求如下：

1、正确阐述电火花加工的原理；

2、熟悉数控电火花设备各组成部分，了解如何使用和操作；

3、了解所用电火花设备的技术规范；

4、了解电极材料的选择和如何考虑电极损耗；

5、初步掌握工件与电极的装夹定位方法；

6、了解基本数控操作。

二、实验内容

1、了解EDM-350型数控电火花成形机由哪些部分组成，各部分的用途及操作方

法；

2、了解各种电极材料的加工性能、各种电极结构、粗/精加工电极的获得以及平动电极加工；

3、了解电极的加工与修复；

4、了解设备粗、中、精加工电规准情况和选用方法；

5、了解设备各项技术规范；

6、了解工作液的选用、工作液过滤循环装置；

7、动手操作并初步掌握对工件和电极的装夹与定位；

8、动手操作并初步掌握工件加工方法。

三、主机各部分及其作用

1、床身和立柱它主要是一个基础构，应确保电极与工件之间的相互位置。

2、工作台主要是用来支撑和装夹工件，容纳工作液，使电极和工件浸在工作液中，起到冷却、排屑作用。

3、主轴头有伺服进给机构、导向防扭机构、辅助机构三部分组成，它控制加工件与工具电极之间的放电间隙。

4、工作液系统使工作液强迫循环。

5、电极材料

电极材料必须是导电性能良好，损耗小，造型容易，并且具有加工稳定、效率高、材料来源丰富、价格便宜等特点，常用电极材料有紫铜、石墨、黄铜、铜钨合金和钢、铸铁等。

四、正确操作电火花成型机床要点

1 ．准备阶段。在操作之前，首先有个准备阶段，包括看懂被加工件的图纸和各项工艺要求，根据电极、模板形状、尺寸规格，确定装夹装置和位置。

2 ．在装夹前必须首先启动液压系统，使其处于动态，防止开机后影响装夹精度。

3 ．根据加工型孔的厚度、尺寸公差和表面粗糙度的要求，确定脉冲规准，按粗、中、精关系，选择电压、电流、脉宽、间隔，确保稳定加工。

4 .一切准备好后，可给工作液槽充油（工作液）。油面高低可根据加工的面积及粗、中、精规准确定，一般高出工件表面 20～100mm 。并调好冲油或抽油的压力大小，如果冲油压力过大，将造成液压头受反作用力过大，且会增加电极损耗；抽油力过大容易引起油杯内空洞，引起放炮现象，抽力过小则排屑条件不好，加工不稳定。

5 ．液压头的空载进给速度，一般是每分钟 100mm ，短路回升速度是进给速度的 1 ～ 2 倍。为保证稳定加工，电极进给的深度，加工冲模时应是刃口厚度的 1 . 5～2 . 5 倍。

6 . 型腔模加工大多采用上冲油形式，冲油压力一般在 49kPa 。冲油压力过大，电极损耗大，过小则排屑条件不好。型腔加工的深度控制与冲模不一样，主要是按被加工型腔的尺寸要求来定。

五、电火花加工的原理与特点

电火花加工是在一定的液体介质中，利用脉冲放电对导电材料的电蚀现象来蚀除材料，从而使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定技术要求的一种加工方法。

1.电火花加工原理：

进行电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，并浸入工作液中，或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。

在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能，温度可高达10000℃以上，压力也有急剧变化，从而使这一点工作表面局部微量的金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中，迅速冷凝，形成固体的金属微粒，被工作液带走。这时在工件表面上便留下一个微小的凹坑痕迹，放电短暂停歇，两电极间工作液恢复绝缘状态。

紧接着，下一个脉冲电压又在两电极相对接近的另一点处击穿，产生火花放电，重复上述过程。这样，虽然每个脉冲放电蚀除的金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用，就能蚀除较多的金属，具有一定的生产率。

在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙的条件下，一边蚀除工件金属，一边使工具电极不断地向工件进给，最后便加工出与工具电极形状相对应的形状来。因此，只要改变工具电极的形状和工具电极与工件之间的相对运动方式，就能加工出各种复杂的型面。工具电极常用导电性良好、熔点较高、易加工的耐电蚀材料，如铜、石墨、铜钨合金和钼等。在加工过程中，工具电极也有损耗，但小于工件金属的蚀除量，甚至接近于无损耗。

2.电火花加工的条件

（1）必须采用脉冲电源，以形成瞬时的脉冲放电。

（2）必须采用自动进给调节装置，以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙。

（3）火花放电必须在具有一定绝缘强度的液体介质（工作液）中进行，如煤油、造化液、去离子水等。工作液除有利于产生脉冲式的火花放电外，而且有利于排出放电过程中产生的电蚀产物和冷却电极以及工作表面。

六、注意事项：

1. 开机操作前，要穿好工作服，做好操作准备工作。

2. 电火花机床必须在专人指导下进行操作，不允许未经许可自行操作。

3. 在放电加工前，应仔细安装好工件，找正工具电极和工件的相对位置。

4. 电火花成型机床工作液为易燃煤油，必须配备干粉灭火器，以防运行中发生火灾，并且操作者操作前必须掌握干粉灭火器的使用方法。

5. 工作油箱中的工作液面高度必须高出被加工工件50mm以上，以防止工作液着火燃烧。

6. 在放电加工过程中，严禁手或身体各部位触摸卡头和电极线。

7. 在操作过程中如发生意外，首先要按下操作面板上的红色急停按扭，再拔下插头，检查事故原因，待排除故障后再开机，启动时间间隔不得小于50秒。8. 操作过程中，进行移动操作时要特别小心，必须确认移动行程中没有阻挡物，以防撞坏电极和工件，或造成移动轴伺服过载甚至损坏机床。

9. 火花成形机床加工过程中，操作者不能随意离开机床，仔细观察放电状态，以防意外事故的发生。

10. 电火花机床操作完毕，要将工作液回放到储液槽中，拔下插头切断电源，清扫机床，收捡工具，打扫场地卫生。