《数控特种加工技术(第二版)》教学资源-第2章数控电火花加工
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教案(特种加工技术)
教学重点：电火花线切割加工放电、走丝、坐标工作台运动原理
教学难点：电火花线切割加工放电基本原理
教学实施
过程设计
第一章 数控电火花线切割加工原理
1、电火花线切割加工放电基本原理
2、电火花切割加工走丝原理
3、X、Y坐标工作台运动原理
4、电火花线切割加工的特点和分类
课后复习及作业或思考题：
电火花线切割加工放电基本原理
教学重点：3B编程的格式及编程方法。
教学难点：3B编程的格式及编程方法。
教学实施
过程设计
教学内容纲要：
3B编程的格式及编程方法，应用实例。
课后复习及作业或思考题：
用3B格式编写零件程序。
课后小结：
时 间：
教案
第4周授课日期17.09.18
授课章节：第三章 数控电火花线切割编程
教学目的：掌握线切割基本编程方法。
授课章节：第七章CAXA数控电火花线切割加工
教学目的：掌握CAXA线切割的加工实例。
教学重点：CAXA线切割的加工实例。
教学难点：CAXA线切割的加工实例。
教学实施
过程设计
教学内容纲要：
CAXA线切割的加工实例。
教学形式：上机操作讲授
课后复习及作业或思考题：
复习：完成任意给定零件图的caxa线切割实例。
课后复习及作业或思考题：
工作液、电极丝对工艺指标的影响，穿丝孔加工及对工艺的影响。
课后小ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
时 间：
教案
第10周 授课日期17.11.01
授课章节：§4-6线切割工艺参数的选择
§4-7电火花线切割加工产生废品的原因及预防办法
§4-8 电火花线切割加工的某些工艺技巧
教学难点：电火花线切割加工放电基本原理
教学实施
过程设计
第一章 数控电火花线切割加工原理
1、电火花线切割加工放电基本原理
2、电火花切割加工走丝原理
3、X、Y坐标工作台运动原理
4、电火花线切割加工的特点和分类
课后复习及作业或思考题：
电火花线切割加工放电基本原理
教学重点：3B编程的格式及编程方法。
教学难点：3B编程的格式及编程方法。
教学实施
过程设计
教学内容纲要：
3B编程的格式及编程方法，应用实例。
课后复习及作业或思考题：
用3B格式编写零件程序。
课后小结：
时 间：
教案
第4周授课日期17.09.18
授课章节：第三章 数控电火花线切割编程
教学目的：掌握线切割基本编程方法。
授课章节：第七章CAXA数控电火花线切割加工
教学目的：掌握CAXA线切割的加工实例。
教学重点：CAXA线切割的加工实例。
教学难点：CAXA线切割的加工实例。
教学实施
过程设计
教学内容纲要：
CAXA线切割的加工实例。
教学形式：上机操作讲授
课后复习及作业或思考题：
复习：完成任意给定零件图的caxa线切割实例。
课后复习及作业或思考题：
工作液、电极丝对工艺指标的影响，穿丝孔加工及对工艺的影响。
课后小ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
时 间：
教案
第10周 授课日期17.11.01
授课章节：§4-6线切割工艺参数的选择
§4-7电火花线切割加工产生废品的原因及预防办法
§4-8 电火花线切割加工的某些工艺技巧
《特种加工》第二版第2章
体结构，减少了加工和装配工时，延长了使用寿命。
6
➢ 局限性：
（1）一般只能加工金属等导电材料； （2）加工速度一般较慢； （3）存在电极损耗； （4）最小角部半径有限制； （5）加工表面有变质层甚至微裂纹。
7
2.1.3 电火花加工应具备的条件
➢ 实现电火花加工的必要条件： 1) 工具电极与工件保持一定的放电间隙；一般是几个微米至
➢ 极性：工件或电极接入电源回路的正极或负极。 ➢ 极性效应：单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样
的现象叫做极性效应。 ➢ 我国对极性的规定：以工件所接为准。
27
➢ 影响因素：电子流、离子流，长脉宽与短脉宽、工作液和 电极对等都影响极性效应
➢ 产生原因：在火花放电过程中，正、负电极表面分别受到 负电子和正离子的轰击和瞬时热源的作用，在两极表面所 分配到的能量不一样，因而熔化、气化抛出的电蚀量也不 一样。
11
适用范围： 1）电火花穿孔成形加工
➢ 穿孔加工 ➢ 型腔加工 2）电火花线切割加工 ➢ 冲模 ➢ 下料、截割和窄缝 3）电火花内孔、外圆和成形磨削 ➢ 加工高精度、表面粗糙度值小的小孔 ➢ 外圆、小模数滚刀
12
4 )电火花同步共扼回转加工 ➢ 各种复杂型面的零件，如高精度的异形齿轮，精密螺纹 环规，高精度、高对称度、表面粗糙度值小的内、外回 转 体表面等
（2）可以加工特殊及复杂形状的表面和零件 没有机械加工的切削力 ，适宜加工低刚度工件及
进行微细加工。
5
（3）易于实现加工过程自动化 直接利用电能加工，而电能、电参数较机械量易于
实现数字控制、适应控制、智能化控制和无人化操作等；
（4）通过改进结构设计，改善结构的工艺性 将拼镶结构的硬质合金冲模改为用电火花加工的整
6
➢ 局限性：
（1）一般只能加工金属等导电材料； （2）加工速度一般较慢； （3）存在电极损耗； （4）最小角部半径有限制； （5）加工表面有变质层甚至微裂纹。
7
2.1.3 电火花加工应具备的条件
➢ 实现电火花加工的必要条件： 1) 工具电极与工件保持一定的放电间隙；一般是几个微米至
➢ 极性：工件或电极接入电源回路的正极或负极。 ➢ 极性效应：单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样
的现象叫做极性效应。 ➢ 我国对极性的规定：以工件所接为准。
27
➢ 影响因素：电子流、离子流，长脉宽与短脉宽、工作液和 电极对等都影响极性效应
➢ 产生原因：在火花放电过程中，正、负电极表面分别受到 负电子和正离子的轰击和瞬时热源的作用，在两极表面所 分配到的能量不一样，因而熔化、气化抛出的电蚀量也不 一样。
11
适用范围： 1）电火花穿孔成形加工
➢ 穿孔加工 ➢ 型腔加工 2）电火花线切割加工 ➢ 冲模 ➢ 下料、截割和窄缝 3）电火花内孔、外圆和成形磨削 ➢ 加工高精度、表面粗糙度值小的小孔 ➢ 外圆、小模数滚刀
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4 )电火花同步共扼回转加工 ➢ 各种复杂型面的零件，如高精度的异形齿轮，精密螺纹 环规，高精度、高对称度、表面粗糙度值小的内、外回 转 体表面等
（2）可以加工特殊及复杂形状的表面和零件 没有机械加工的切削力 ，适宜加工低刚度工件及
进行微细加工。
5
（3）易于实现加工过程自动化 直接利用电能加工，而电能、电参数较机械量易于
实现数字控制、适应控制、智能化控制和无人化操作等；
（4）通过改进结构设计，改善结构的工艺性 将拼镶结构的硬质合金冲模改为用电火花加工的整
《数控特种加工技术(第二版)》教学资源第2章 数控电火花加工课件
三、自动进给调节系统
• 1．自动进给调节系统的功用及特点 • 正常电火花加工时，工具电极和工件间有一放电间隙，见
图2-8。过大，脉冲电压不能击穿间隙间的绝缘工作液， 不会产生火花放电，必须使工具电极向下进给，直到间隙 等于、小于某一值，才能击穿和火花放电。在正常的电火 花加工时，工件以的速度不断被蚀除，间隙将逐渐扩大， 必须使工具电极以速度补偿送给，以维持所需的放电间隙 。如进给量大于工件的蚀除速度，则间隙将逐渐变小，当 间隙过小时，必须减小进给速度。如果工具工件间发生短 路（＝0），则必须使工具以较大的速度反向快速回退， 消除短路状态。随后再重新向下进给，调节到所需的放电 间隙。这是正常电火花加工所必须解决的问题。
间隙 传感器
传感器
间隙
传感器
脉冲电源
进给机械
比较器 放大器
垂直进给运动 电极
传 感器工件
机床
工作液循环 过滤系统
进给机械
垂直进给运动 电极
工件
脉冲电源
机床
工作液循环 过滤系统
图2-4 数控电火花成形加工机床的组成
• 一、机床本体及附件 • 机床本体是指构成机床的机械实体，主要由床身、立柱、主轴头、工作台及润滑系统
• （2）工件与电极之间应充满有一定绝缘性能的工作液，以 利于产生脉冲性的火花放电。同时，工作液还应能将电蚀 产物从放电间隙中排除出去，并对电极和工件表面进行很 好的冷却。
• （3）火花放电必须为瞬时的脉冲性放电，而不是持续电弧 放电。这样才能使所产生的热量来不及传导扩散到其它部 分，从而只在极小范围内使金属熔化、气化蚀除。否则， 像持续电弧放电那样，会使工件表面烧伤而无法用作尺寸 加工。
传感器控制装置伺服控制系统进给机械电极间隙传感器脉冲电源机床工件工作液循环过滤系统垂直进给运动居中参考值增益设定比较器放大器传感器控制装置伺服控制系统进给机械电极间隙传感器脉冲电源机床工件工作液循环过滤系统垂直进给运动居中参考值增益设定比较器放大器图24数控电火花成形加工机床的组成不同的机构都有各自的特点把各种机构按结构加以分类其目的是按其分类建立运动分析和动力分析的一般方法
电子课件-《数控加工技术(第二版)》-A02-4030 第一章
第一章 数控技术基础知识
第一节 第二节 第三节 第四节
数控技术基本概念 数控机床分类及数控加工特点 数控机床的基本工作原理和坐标系 数控加工编程概述
第二章 数控车削加工
第一节 第二节 第三节
数控车床操作 数控车削指令 数控车床零件加工
第三章 数控铣削加工
第一节 第二节 第三节
数控铣床/加工中心操作 数控铣削指令 数控铣床/加工中心零件加工
（2）工件坐标系
工件坐标系是以工件原点作为坐标原点建立的坐标系，其各坐标轴方向与机床坐标系相应坐标轴方向一 致。工件坐标系是编程人员在编程时使用，其坐标原点位置根据加工图样要求来选择，一般与零件图样的尺 寸基准相一致。
数控程序是在工件坐标系下编制的，而刀具的正确移动是依靠机床坐标系实现的，只有两者间建立确定 的位置关系，数控系统才能正确地按照加工程序要求的插补指令及坐标值控制刀具的运动轨迹。其位置关系 的建立及相关参数的设置则由加工人员通过对刀操作来完成。
第四节 数控加工编程概述
一、数控编程基础知识
1 ．数控编程及其步骤
用数控系统规定的代码和格式来描述根据被加工零件图样所制定的工艺方案，并进行编辑、校验的全过 程称为数控编程，其中，数学处理的目的，是根据工艺路线及工件坐标系，得到加工所用刀具的刀位点数据。
2．零件加工程序的格式
（1）程序的组成 程序由程序号、程序段（程序内容）、程序结束三部分组成，程序号是零件程序的存储代号，与文件名 的作用相似，它一般以特殊符号开头，后续数字码，以 FANUC系统为例，其程序号以字母“O”开头，后续 4位数字“0000～9999”，例如，“O1234”；程序内容包括初始化指令及描述工艺方案的指令（如加工路线 等），程序的主要部分；程序结束部分位于程序的最后一段，FANUC系统常用M30指令，表示加工完毕，机 床运动停止，数控系统复位，并返回至程序段开始。
第一节 第二节 第三节 第四节
数控技术基本概念 数控机床分类及数控加工特点 数控机床的基本工作原理和坐标系 数控加工编程概述
第二章 数控车削加工
第一节 第二节 第三节
数控车床操作 数控车削指令 数控车床零件加工
第三章 数控铣削加工
第一节 第二节 第三节
数控铣床/加工中心操作 数控铣削指令 数控铣床/加工中心零件加工
（2）工件坐标系
工件坐标系是以工件原点作为坐标原点建立的坐标系，其各坐标轴方向与机床坐标系相应坐标轴方向一 致。工件坐标系是编程人员在编程时使用，其坐标原点位置根据加工图样要求来选择，一般与零件图样的尺 寸基准相一致。
数控程序是在工件坐标系下编制的，而刀具的正确移动是依靠机床坐标系实现的，只有两者间建立确定 的位置关系，数控系统才能正确地按照加工程序要求的插补指令及坐标值控制刀具的运动轨迹。其位置关系 的建立及相关参数的设置则由加工人员通过对刀操作来完成。
第四节 数控加工编程概述
一、数控编程基础知识
1 ．数控编程及其步骤
用数控系统规定的代码和格式来描述根据被加工零件图样所制定的工艺方案，并进行编辑、校验的全过 程称为数控编程，其中，数学处理的目的，是根据工艺路线及工件坐标系，得到加工所用刀具的刀位点数据。
2．零件加工程序的格式
（1）程序的组成 程序由程序号、程序段（程序内容）、程序结束三部分组成，程序号是零件程序的存储代号，与文件名 的作用相似，它一般以特殊符号开头，后续数字码，以 FANUC系统为例，其程序号以字母“O”开头，后续 4位数字“0000～9999”，例如，“O1234”；程序内容包括初始化指令及描述工艺方案的指令（如加工路线 等），程序的主要部分；程序结束部分位于程序的最后一段，FANUC系统常用M30指令，表示加工完毕，机 床运动停止，数控系统复位，并返回至程序段开始。
《特种加工技术》课题二 jc (2)
课题二电火花线切割加工
●教学要求
1.知识要求：
（1）掌握电火花线切割加工的原理、特点及应用；（2）了解电火花线切割加工的基本工艺规律；
（3）电火花线切割加工机床的组成及各部分的功用。
2.技能要求
（1）掌握电火花线切割加工设备的结构。
（2）学会电火花线切割加工的手工编程；
（3）掌握线切割加工工艺及应用。
●教学重点
1.电火花线切割加工原理。
2.快慢走丝线切割加工机床。
3.3B编程技术。
4.数控线切割机床操作步骤。
●教学难点
1.影响线切割工艺指标的因素。
2.电火花线切割3B编程技术。
●课时安排
本章安排12课时。
·教学大纲
任务一小批量零件的线切割加工
一、电火花线切割加工的原理、特点及应用
二、电火花线切割加工机床
线切割加工机床可按多种方法进行分类，通常按电极丝的走丝速度分成快速走丝（或称高速走丝）线切割机床(WEDM-HS)与慢速走丝（或称为低速）线切割机床(WEDM-LS)。
三、电火花线切割加工工艺规律
1.电火花线切割加工的主要工艺指标
电火花线切割加工的主要工艺指标包括切割速度、加工精度、表而粗糙度及电极丝损耗量。
2.电参数对工艺指标的影响
3非电参数对工艺指标的影响
4.工作液对工艺指标的影响
任务二大批量高精度零件的线切割加工
一、电火花线切割加工准备工作
1.工艺分析
2.电极丝穿丝孔及切割路线的确定
3.多次切割加工
二、电火花线切割编程
3B格式编程 BXBYBJGZ。
数控加工技术(第二版)
1、根据中等职业教育的培养目标、教学求和教育特点，教材将数控加工的基本知识融为一体。
2、采用模块式课程结构，对学生必须掌握的基本知识、基本理论和基本技能，作为必修的基础模块，放在每 章内容的前面，并对有些内容，适当地降低了理论要求。同时，规定了选学内容，在教材中用号表示。
3、教材体现了数控加工工艺方面的新知识、新技术，贯彻了技术制图标准以及其他相关的国家新标准，反映 了加强实践能力训练的新方法。
内容简介
《数控加工技术（第二版）》分为六大章，主要包括绪论、数控加工基本知识、数控加工方法、数控机床夹 具、数控加工工艺和机械加工质量等内容。每一章下还包含若干小节，主要包括金属切削运动及其形成的表面、 刀具切削部分的几何角度、刀具材料、切削加工中的各种物理现象、工件的定位与夹紧、车削加工、铣削加工、 磨削加工、特种加工、机床专用夹具的设计、数控加工常用夹具、数控加工概述、加工中心刀具、数控加工工艺 规程的制定、机械制造自动化的发展方向、成组技术与计算机辅助工艺设计、机械加工精度、机械加工表面质量。 此外，每一章节下还设有思考题 。
教学资源
《数控加工技术（第二版）》配套建设有“数控加工技术（第二版）”数字课程，数字课程内容与纸质教材 一体化设计 。同时，还配有学习卡资源 。
教材特色
《数控加工技术（第二版）》沿用第1版的内容框架结构，保留第1版中值得肯定的地方，主要对数控技术发 展的新工艺、新技术以及工艺尺寸链计算进行了归纳与简化，更新了书中涉及的国家标准。具体分为以下几个特 点：
《数控加工技术（第二版）》由朱鹏超担任主编。参加该教材修订的有：湖南铁道职业技术学院朱鹏超、周 虹、谭艳香，广州铁路职业技术学院李兆飞等。该教材在修订过程中，征求了现场工程技术人员和同行的意见， 相关老师和技术人员也提出了建议和修改意见 。
2、采用模块式课程结构，对学生必须掌握的基本知识、基本理论和基本技能，作为必修的基础模块，放在每 章内容的前面，并对有些内容，适当地降低了理论要求。同时，规定了选学内容，在教材中用号表示。
3、教材体现了数控加工工艺方面的新知识、新技术，贯彻了技术制图标准以及其他相关的国家新标准，反映 了加强实践能力训练的新方法。
内容简介
《数控加工技术（第二版）》分为六大章，主要包括绪论、数控加工基本知识、数控加工方法、数控机床夹 具、数控加工工艺和机械加工质量等内容。每一章下还包含若干小节，主要包括金属切削运动及其形成的表面、 刀具切削部分的几何角度、刀具材料、切削加工中的各种物理现象、工件的定位与夹紧、车削加工、铣削加工、 磨削加工、特种加工、机床专用夹具的设计、数控加工常用夹具、数控加工概述、加工中心刀具、数控加工工艺 规程的制定、机械制造自动化的发展方向、成组技术与计算机辅助工艺设计、机械加工精度、机械加工表面质量。 此外，每一章节下还设有思考题 。
教学资源
《数控加工技术（第二版）》配套建设有“数控加工技术（第二版）”数字课程，数字课程内容与纸质教材 一体化设计 。同时，还配有学习卡资源 。
教材特色
《数控加工技术（第二版）》沿用第1版的内容框架结构，保留第1版中值得肯定的地方，主要对数控技术发 展的新工艺、新技术以及工艺尺寸链计算进行了归纳与简化，更新了书中涉及的国家标准。具体分为以下几个特 点：
《数控加工技术（第二版）》由朱鹏超担任主编。参加该教材修订的有：湖南铁道职业技术学院朱鹏超、周 虹、谭艳香，广州铁路职业技术学院李兆飞等。该教材在修订过程中，征求了现场工程技术人员和同行的意见， 相关老师和技术人员也提出了建议和修改意见 。
特种加工-第二讲 电火花加工的基本原理及设备(1)
生
。高温高压
每一次火花放电，就会在工件表面蚀出一个带凸边的
。凹
坑
电火花加工中的蚀除产物，一部分以气态形式抛出，其余大部分
以
固体微粒分散悬浮在工作液中。球状
电火花加工和电火花线切割加工的原理是
。相同的
电火花加工 在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的 脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。
降低温度；
一次火花放电过程大致分为以下几个阶段： 消除带电离子；
排出电蚀产物；
(4)极间介质的消电离(如图2.2(e)所示)。
防止碳搭桥；
图2.2 电火花一次放电过程
二、电火花（穿孔成形）加工、电火花线切割加工的特点 共同特点
(1)二者的加工原理相同，都是通过电火花放电产生的 热来熔化去除金属的，所以二者加工材料的难易与材料的硬 度无关，加工中不存在显著的机械切削力。
电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在。
放电间隙0.01-0.1mm； 脉冲性放电；
图2.1 电火花加工原理
有绝缘介质；
加工过程 一次火花放电过程大致分为以下几个阶段：
(1)极间介质的电离、击穿，形成放电通道(如图2.2(a) 所示)。
第二讲 电火花加工的基本原理及设备（1）
一、电火花加工的物理本质 二、电火花加工、电火花线切割加工的特点 三、电火花机床型号与分类 四、电火花加工机床结构
N2+2O2===2NO2 化学反应条件：高温、高压
放 电 产 生：高温、高压
一、电火花加工的物理本质
物理本质 电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件
A、32mm
B、320mm
C、3200mm D、32000 mm
特种加工(章 (2)
第2章 电火花加工
图2－1 电火花加工原理示意图
第2章 电火花加工
图2－2 放电间隙状况示意图 (a)放电间隙状况；(b)放电后的表面
第2章 电火花加工
2.2.2 电火花加工的形成条件 利用电火花加工方法对材料进行加工应具备以下条件： （1）作为工具和工件的两极之间要有一定的距离（通常
为数微米到数百微米），并且在加工过程中能维持这一距离。 （2）两极之间应充入介质。对导电材料进行尺寸加工时，
第2章 电火花加工
2.1.2 （1)适合于任何难切削导电材料的加工。由于加工中材料
的去除是靠放电时的电热作用实现的，因此材料的可加工性主 要取决于材料的导电性及其热学特性，如熔点、沸点、比热容、 导热系数、电阻率等，而几乎与其力学性能(硬度、强度等)无 关。这样可以突破传统切削加工对刀具的限制，可以实现用软 的工具加工硬韧的工件，甚至可以加工超硬材料。目前，电极 材料多采用紫铜或石墨，因此工具电极较容易加工。
（5）脉冲放电需要不断地多次进行，并且每次脉冲放电 在时间上和空间上是分散的、不重复的。即每次脉冲放电一般 不在同一点进行，避免发生局部烧伤。
（6）脉冲放电后的电蚀产物能及时排运至放电间隙之外， 使重复性脉冲放电顺利进行。
第2章 电火花加工
2.2.3 电火花加工的机理 火花放电时，电极表面的金属材料究竟是怎样被蚀除下来
第2章 电火花加工
电火花加工在各行业的应用主要表现在： （1）可直接加工各种金属及其合金材料、特殊的热敏感 材料、半导体和非导体材料。 （2）可加工各种形状复杂的型孔和型腔工件，包括圆孔、 方孔、多边形孔、异形孔、曲线孔、螺纹孔、微孔等。 （3）可加工深孔等型孔工件及各种型面的型腔工件。 （4）可进行各种工件与材料的切割，包括材料的切断， 特殊结构工件的切断，切割微细窄缝及微细窄缝组成的工件， 如金属栅网、异型孔喷丝板、激光器件等。
特种加工技术 课件2
作业
1.电火花加工中的极性效应是什么？加工中 如何利用极性效应来提高加工效率降低工 具损耗？ 2.电火花正常系统中为什么必须有自动进给 调节系统？
1.电火花加工过程中，无论是正极还是负极， 都会受到不同程度的电蚀，即使是相同的材 料，两极的电蚀量也不相同。这种单纯由于 正负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫 极性效应。 一般在短脉冲精加工时采用正极性加工， 而在长脉冲粗加工时采用负极性加工。
2. 加工系统中的自动进给调节系统的作用 是维持一定的“平均”放电间隙，保证电 火花加工正常而稳定的进行，以获得好的 加工效果。
一、电火花加工的原理和设备组成 二、电火花加工的特点及其应用 三、电火花加工工艺方法分类
一、电火花加工的原理和设备组成
电火花加工的原理是基于工具和工件（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是：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、 气化而被蚀除掉，形成放电凹坑。
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 比较环节用以根据进给量或间隙平均电 压的“设定值”（称作伺服参考电压）来 调节进给速度，以适应粗、中、精不同的 加工规准。它实质上是把从测量环节得来 的信号和“给定值”的信号进行比较，再 按此差值来控制加工过程。
3.放大驱动器 为了获得足够的驱动功率，放大器要有一 定的放大倍数。然而，放大倍数过高也不好， 它将会使系统产生过大的超调，即出现自激现 象，使工具电极进进退退，调节不稳定。 常用的放大器主要是各类晶体管放大器。
1.机床总体部分 主机主要包括：主轴头、床身、 立柱、工作台及工作液槽几部分。
机床数控技术 第2版 第2章 数控加工工艺基础
在加工中心上要适应多种形式零件不同部位的加 工，故其刀具装夹部分的结构、形式、尺寸也是多种 多样的。把通用性较强的几种装夹工具(例如装夹不同 刀具的刀柄和夹头等)系列化、标准化就成为通常所说 的工具系统。该工具系统，是一个联系数控机床的主 轴与刀具之间的辅助系统，具有结构简单、紧凑、装 卸灵活、使用方便、更换迅速等特点。如图为钻头与 刀柄的连接图。
2.1.4 工序与工步的划分 1. 工序的划分 首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以
在一台数控机床上完成整个零件的加工工作，若不能 则应决定其中哪一部分在数控机床上加工，哪一部分 在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。 一般有以下几种方式。
(1) 按零件装卡定位方式划分工序。 (2) 按粗、精加工分开方式划分工序。 (3) 按所用刀具集中方式划分工序。
2.1 数控加工工艺分析
2.1.1 数控加工工艺的特点与内容
1．数控加工工艺的特点
（1）工序内容具体。在普通机床上加工零件时，工序 卡片的内容比较简单。
（2）工序内容复杂。由于数控机床的运行成本和对操 作人员的要求相对较高，在安排零件数控加工时，一 般应首先考虑使用普通机床加工困难、使用数控加工 能明显提高效率和提高质量的复杂零件。
4. 对刀仪
对刀仪又称刀具预调仪，是用来调整或测量刀具尺 寸的，是数控机床的辅助工具。从工作方式上看，对刀 仪分机内测量和机外测量两种；从结构与原理上又分接 触式测量和非接触式测量。机外测量需要将每把刀具依 次测量其长度或直径，并输入到系统中，常用的有光学 投影式对刀仪等。机内测量是将刀库中的刀具按事先设 定的程序进行测量，然后与参考位置或者标准刀具进行 比较得到刀具的长度或直径，并自动更新到相应的NC 刀具参数表中，常用的有压电式对刀仪和激光式对刀仪 等。对刀仪对刀精度一般在0.001mm左右。
2.1.4 工序与工步的划分 1. 工序的划分 首先应根据零件图样，考虑被加工零件是否可以
在一台数控机床上完成整个零件的加工工作，若不能 则应决定其中哪一部分在数控机床上加工，哪一部分 在其他机床上加工，即对零件的加工工序进行划分。 一般有以下几种方式。
(1) 按零件装卡定位方式划分工序。 (2) 按粗、精加工分开方式划分工序。 (3) 按所用刀具集中方式划分工序。
2.1 数控加工工艺分析
2.1.1 数控加工工艺的特点与内容
1．数控加工工艺的特点
（1）工序内容具体。在普通机床上加工零件时，工序 卡片的内容比较简单。
（2）工序内容复杂。由于数控机床的运行成本和对操 作人员的要求相对较高，在安排零件数控加工时，一 般应首先考虑使用普通机床加工困难、使用数控加工 能明显提高效率和提高质量的复杂零件。
4. 对刀仪
对刀仪又称刀具预调仪，是用来调整或测量刀具尺 寸的，是数控机床的辅助工具。从工作方式上看，对刀 仪分机内测量和机外测量两种；从结构与原理上又分接 触式测量和非接触式测量。机外测量需要将每把刀具依 次测量其长度或直径，并输入到系统中，常用的有光学 投影式对刀仪等。机内测量是将刀库中的刀具按事先设 定的程序进行测量，然后与参考位置或者标准刀具进行 比较得到刀具的长度或直径，并自动更新到相应的NC 刀具参数表中，常用的有压电式对刀仪和激光式对刀仪 等。对刀仪对刀精度一般在0.001mm左右。
特种加工第二章电火花加工电火花加工的自动进给调节系统讲义资料
• 4、电规准选择及转换：
• 冲模加工中，常选用粗、中、精三种规 准，每种规准有可分几档。（详细介绍）
改变输入动圈 中的电流，可 使挡板随着运 动
电机械 转换器
节流孔
溢
流 阀
主轴的移动是由电机械 转换器中控制线圈电流 大小来实现的
动圈 静圈 挡板
控制线 圈电流 大小由 加工间 隙电信 号控制
四、电—机械式自动进给调节系统 （示例）
将电压信号放大并转变为0~1000HZ不同频率的脉冲串
发出恒频率的回退触发脉冲
同类型的伺服电动机，它能根据控制信
号的大小及时地调节工具电极的进给速
度，以保持合适的放电间隙。
• 要求执行环节能快速反映间隙状态 变化；机械传动间隙和摩擦力应当尽量 小，以减少系统的不灵敏区；具有较宽 的调速范围。
三、电液自动进给调节系统（示例）
这种系统在20世纪80年代应用很广泛,但 目前已逐渐被电—机械式的各种交直流伺服电 极所替代，但分析了解其调节过程，仍具有典 型的理论意义。
4、放大驱动器:
• 由测量环节获得的信号，一般都很
小，难于驱动执行元件，必须要有一个 放大环节，通常称它为放大器。
•
为了获得足够的驱动功率，放大器
要有一定的放大倍数，但放大倍数也不
能过高，过高会使工具电极时进时退，
调节不稳定。
• 常用的放大器主要是各类晶体管放大器
5、执行环节:
•
执行环节也称执行机构，常采用不
• 工具电极的尺寸精度和表面粗糙度比凹模高 一级，一般精度不低于IT7，表面粗糙度小于 Ra1.25，且直线度、平面度和平行度在 100mm的长度上不大于0.01mm。
• 工具电极应有足够的长度。
• （3）电极的制造：线切割的方法
• 冲模加工中，常选用粗、中、精三种规 准，每种规准有可分几档。（详细介绍）
改变输入动圈 中的电流，可 使挡板随着运 动
电机械 转换器
节流孔
溢
流 阀
主轴的移动是由电机械 转换器中控制线圈电流 大小来实现的
动圈 静圈 挡板
控制线 圈电流 大小由 加工间 隙电信 号控制
四、电—机械式自动进给调节系统 （示例）
将电压信号放大并转变为0~1000HZ不同频率的脉冲串
发出恒频率的回退触发脉冲
同类型的伺服电动机，它能根据控制信
号的大小及时地调节工具电极的进给速
度，以保持合适的放电间隙。
• 要求执行环节能快速反映间隙状态 变化；机械传动间隙和摩擦力应当尽量 小，以减少系统的不灵敏区；具有较宽 的调速范围。
三、电液自动进给调节系统（示例）
这种系统在20世纪80年代应用很广泛,但 目前已逐渐被电—机械式的各种交直流伺服电 极所替代，但分析了解其调节过程，仍具有典 型的理论意义。
4、放大驱动器:
• 由测量环节获得的信号，一般都很
小，难于驱动执行元件，必须要有一个 放大环节，通常称它为放大器。
•
为了获得足够的驱动功率，放大器
要有一定的放大倍数，但放大倍数也不
能过高，过高会使工具电极时进时退，
调节不稳定。
• 常用的放大器主要是各类晶体管放大器
5、执行环节:
•
执行环节也称执行机构，常采用不
• 工具电极的尺寸精度和表面粗糙度比凹模高 一级，一般精度不低于IT7，表面粗糙度小于 Ra1.25，且直线度、平面度和平行度在 100mm的长度上不大于0.01mm。
• 工具电极应有足够的长度。
• （3）电极的制造：线切割的方法
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二、电火花加工的特点
• 电火花加工具有如下特点：
• （1）便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料，如淬火钢、 硬质合金、耐热合金等。
数 控 特 种
• （2）由于可以简单地将工具电极的形状复制到工件上，因此特别适 用于复杂表面形状工件的加工，如复杂型腔模具加工等。由于加工中 工具电极和工件不直接接触，没有机械加工的切削力，因此，适宜于 加工低刚度工件及作微细加工。
于加工模具等具有复杂表面和有特殊要求的零部件，在民用和国防工
业中获得越来越多的应用。
2.1 电火花加工的原理、特点及应用范围
• 一、电火花加工的原理
• 电火花加工原理如图2-1所示。工件1和工具电极（简称为电极）4分 别接脉冲电源2的两极，并均浸泡在工作液中，电极在自动进给调节
装置的驱动下，与工件间保持一定的放电间隙。电极的表面（微观）
控 • 电火花加工（Electrical Discharge Machining，简记为EDM）是利用
特
浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特
种
种加工方法，又称放电加工或电蚀加工。
加 工 技 术
• 电火花加工于1943年由苏联学者 Б.Р.拉扎连科夫妇研究发明后，随着 脉冲电源和控制系统的改进而迅速发展起来。目前这一工艺技术已广 泛应用于加工淬火钢、不锈钢、模具钢、硬质合金等难加工材料；用
电火花加工应具备以下条件：
• （1）工件与电极之间应保持一定的放电间隙。放电间隙不
能过大或过小，间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，
无法产生电火花；间隙过小，容易形成短路接触，同样不
数 控
能产生电火花。为此，在电火花加工过程中必须具有电极 自动进给和调节装置，使工件与电极之间保持一定放电间
特 隙。放电间隙的大小与加工电压、加工介质等因素有关，
小放电凹坑。这样，电极的轮廓形状便被复制到工件上，加工出所需
要的零件。
数
2
控
特
种
加
工
1
技
术
3
45 6
7
图2-1 电火花加工原理示意图 1—工件 2—脉冲电源 3—自动进给调节装置 4—工具电极 5—工作液 6—过滤器
7—液压泵
1
数 控 特 种 加 工
2 3
+
14
2
53
4
+
5
66
-
7
9
8-
9
+
810
高等教育出版社
第2章 数控电火花加工
数 控
主编：丛文龙 张祥兰
特
种Байду номын сангаас
加 CNC Special processing technology
工
技
术
学习目标与要求：
• 1．了解数控电火花加工的原理、特点；
• 2．熟悉数控电火花加工机床的组成及各部分功用；
• 3．了解数控电火花加工基本工艺规律；
数 • 4．掌握数控电火花加工的应用。
• 电火花加工存在着加工效率低、有电极损耗、只能加工金属等导电材料等缺陷，这使电火花加工的 应用受到了一定限制。为了提高电火花加工的生产率，通常安排工艺时多先采用切削加工来去除大 部分余量，然后再进行电火花加工。
加 • （3）电极材料不必比工件材料硬。
工 技 术
• （4）可进行微细精加工。通常可用于0.01~1mm范围内的型孔加工。 • （5）可加工各种成形工具和量具。
• （6）直接利用电、热能进行加工，便于实现加工过程的自动控制。
三、电火花加工的应用范围
• 由于电火花加工有其独特的优越性，再加上数控水平和工艺技术的不断提高，其应用领域日益扩大。 目前已广泛应用于机械（特别是模具制造）、宇航、航空、电子、电机电器、精密机械、仪器仪表、 汽车拖拉机、轻工等行业，用以解决难加工材料及复杂形状零件的加工问题。加工范围已达到小至 几微米的小轴、孔、缝，大到几米的超大型模具和零件。
种 加 工
加工可以完全成形。 • （3）模具上的筋加工。在压铸件或者塑料件上，常有各种窄长的加强筋或者散热片，这种筋在模
具上表现为下凹的深而窄的槽，用机械加工的方法很难将其加工成形，而使用电火花可以很便利地 进行加工。
技 • （4）深腔部位的加工。由于机械加工时，没有足够长度的刀具，或者刀具缺乏足够的刚性，不能
种 加
一般为0.01～0.1mm左右。
工• （2）工件与电极之间应充满有一定绝缘性能的工作液，以
技 术
利于产生脉冲性的火花放电。同时，工作液还应能将电蚀 产物从放电间隙中排除出去，并对电极和工件表面进行很
好的冷却。
• （3）火花放电必须为瞬时的脉冲性放电，而不是持续电弧 放电。这样才能使所产生的热量来不及传导扩散到其它部 分，从而只在极小范围内使金属熔化、气化蚀除。否则， 像持续电弧放电那样，会使工件表面烧伤而无法用作尺寸 加工。
数
是凹凸不平的，当脉冲电压加到两极上时，某一相对间隙最小处或绝
控 特 种 加 工 技 术
缘强度最低处的工作液将最先被电离为负电子和正离子而被击穿，形 成放电通道，电流随即剧增，在该局部产生火花放电，瞬时高温使工 件和工具表面都蚀除掉一小部分金属。单个脉冲经过上述过程，完成 了一次脉冲放电，而在工件表面留下一个带有凸边的小凹坑，如图22b所示。这样以很高频率连续不断地重复放电，工具电极不断向工件 进给，工件材料不断被蚀除，最后使工件整个被加工表面形成无数个
术
加工具有足够精度的零件，此时可以用电火花进行加工。
• （5）小孔加工。对各种圆形小孔、异形孔的加工，如线切割的穿丝孔、喷丝板型孔等，对于长深
比非常大的深孔，很难采用钻孔方法加工，而采用电火花或者专用的高速小孔加工机可以完成各种
深度的小孔加工。
• （6）表面处理。如刻制文字、花纹，对金属表面的渗碳和涂覆特殊材料的电火花强化等。另外通 过合理选择加工参数，也可以直接用电火花加工出一定形状的表面蚀纹。
• （1）高硬度零件加工。对于某些硬度较高的模具，或者是硬度特别高的滑块、顶块等零件，热处
数
理后表面硬度高达50HRC以上，采用机械加工方式将很困难，而采用电火花加工则可以不受材料硬 度的影响。
控 • （2）型腔尖角部位加工。如锻模、热固性和热塑性塑料模、压铸模、挤压模、橡皮模等各种模具
特
的型腔常存在着一些尖角部位，在常规切削加工中由于存在刀具半径而无法加工到位，使用电火花
-
11
技 术
7 （a）
（b）
（a）
+ 10
-
11
（b）
图2-2 放电间隙状况示意图 (a) 放电间隙状况 (b) 放电后的表面
1—阳极 2—阳极上抛出金属的区域 3—熔化的金属微粒 4—工作液 5—凝固的金属微粒 6—阴极上抛出金属的区域 7—阴极 8—气泡 9—放电通道 10—翻边凸起 11--凹坑