电火花成形加工

加工中的各种电参数(如放电电流、脉冲宽度、脉冲间隔等
也叫加工电规准)，以便能够获得最佳的加工工艺指标等。
1) 伺服进给系统的作用
在电火花成型加工中，电极与工件必须保持一定的放电间
隙。由于工件不断被蚀除，电极也不断地损耗，故放电间隙将
不断扩大。如果电极不及时进给补偿，放电过程会因间隙过大 而停止。反之，间隙过小又会引起拉弧烧伤或短路，这时电极 必须迅速离开工件，待短路消除后再重新调节到适宜的放电间 隙。在实际生产中，放电间隙变化范围很小，且与加工的电规
一、机床型号、规格、分类

电火花加工机床按其大小可分为：


小型(D7125以下)
中型(D7125～D7163) 大型(D7163以上) 按数控程度分为非数控、单轴数控和三轴数控。随 着科学技术的进步，国外已经大批生产三坐标数控电火 花机床，以及带有工具电极库、能按程序自动更换电极 的电火花加工中心，我国的大部分电加工机床厂现在也 正开始研制生产三坐标数控电火花加工机床。
二、电火花加工机床结构
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，如图所示。
自动进给调节系统
控制装置 间 隙 参考值 增益 设定
进给系统
比较器
放大器
工件
脉冲电源
床 身 工作液循环 过滤系统
( a ) 原理图
( b ) 实物
1. 机床本体
侧开式工作液箱
数控电火花成型加工机床基本组成
升降式工作液箱
数控电火花成型加工机床基本组成
工作液循环过滤装置
一、组成
数控电火花成型加工机床基本组成
纸滤芯
数控电火花成型加工机床基本组成
机床操作面板及其功能应用
2、脉冲电源
在电火花加工过程中，脉冲电源的作用是把交流电流
转变成频率较高的单向脉冲电流，向工件和工具电极间的
(1)形成火花击穿放电通道,并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态; (2)对放电通道产生压缩作用; (3)帮助电蚀产物的抛出和排除; (4)对工具,工件起冷却作用; 因此对电蚀量有很大的影响。 我国过去一直普遍采用煤油。煤油的缺点显而易见，主要是因为闪火 点低(46℃左右)，使用中会因意外疏忽导致火灾，加上其芳烃含量高易挥发， 加工分解出有害气体多等等原因。近年来，在引进机床的同时，也引进了国 外不同类型的电火花加工液(放电加工油，电火花机油)，丰富了我国油品种类。
属颗粒，以免引起电弧而烧伤工件。
3、自动进给调节系统
在电火花成型加工设备中，自动进给调节系统占有很 重要的位置，它的性能直接影响加工稳定性和加工效果。 电火花成型加工的自动进给调节系统，主要包含伺服
进给系统和参数控制系统。伺服进给系统主要用于控制放
电间隙的大小，而参数控制系统主要用于控制电火花成型
＋ 脉 冲 电 源 －
工件电极
工件电极
“正极性”接线法图
“负极性”接线法
电火花加工
数控电火花型加工必备条件
1、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
2、电火花加工必须采用脉冲电源
3、使火花放电在有一定绝缘性能的液体介质中
进行
电火花成形
1.按加工方式分类：
按照工具电极的形式及其与工件之间相对运动的特征，可将 电火花加工方式分为五类： 1.利用成型工具电极，相对工件作简单进给运动的电火花成形加工； 2.利用轴向移动的金属丝作工具电极，工件按所需形状和尺寸作轨 迹运动，以切割导电材料的电火花线切割加工； 3.利用金属丝或成形导电磨轮作工具电极，进行小孔磨削或成形磨 削的电火花磨削； 4.用于加工螺纹环规、螺纹塞规、齿轮等的电火花共轭回转加工； 5.小孔加工、刻印、表面合金化、表面强化等其他种类的加工。
电火花加工的事例
普通电火花成型机床
机电一体电火花成型机床
电火花高速穿孔机
数控电火花成型加工机床分类
1、按机床结构分
固定立柱式电火花成型机床 滑枕式电火花成型机床 龙门式电火花成型机床
数控电火花成型加工机床分类
滑枕
滑枕式电火花成型机床
模块七 数控电火花成型加工机床与操作
龙门架
龙门式电火花成型机床
生放电的过程中，放电通道瞬时产生大量的热，足以使电极材料表面局部 熔化或汽化，并在一定条件下，熔化或汽化的部分能抛离电极表面，形成 放电腐蚀的坑穴。 二十世纪四十年代初，人源自文库进一步认识到，在液体介质中进行重复 性脉冲放电时，能够对导电材料进行尺寸加工，因此，创立了“电火花加 工法”。1944 前苏联学者拉扎连珂夫妇发明了电火花技工。
电火花成形加工
进入21世纪，电火花技术更加迅猛发展，成为现代制造技 术重要组成部分。电火花技术的数控系统进一步采用人工视神 经网络技术、混沌理论、仿真技术，以进一步提高技工各项加 工工艺指标、加工的可靠性和自动化程度。脉冲电源则在保证
电火花加工工艺的指标前提下，向环保、绿色、节能方面发展。
电火花技术在“微纳”加工、“镜面”加工、半导体加工和超 硬机加工中将会发挥越来越重要的作用。
电火花成形加工
20世纪50年代初期传入我国，我国开始了研究电火花加工技术和应用电 火花技术。 50年代末期，我国电火花加工开始从研究试用阶段进入到生产应用阶段。 60年代中期，我国研制成功靠模仿型电火花线切割加工设备，能够切割尺 寸小精度小，形状复杂，材料特殊的冲模和零件。 70年代中期，电火花线切割加工技术，已经成为我国冲模和一些零件加工 的极为有效的加工方法之一。 80年代，电火花技工技术进入了一个新的阶段。电火花线切割技术发展最 快，成为我国冲模加工制造的主要手段。 90年代，计算机技术“雪崩式”的发展，更加推动电火花技术的发展与进 步，特别是在加工精度，加工质量，可靠性，自动化方面更有长足进步。 电火花技工技术已经从单轴数控，多轴显示，发展成为多轴数控，并具有 一定的人工智能，大大提高了加工精度、质量和可靠性.多种机械加工难以 实现的复杂、精密模具和零件被电火花加工技术的所攻克。多种高硬度、 高熔点难加工材料，也被电火花加工技术逐一解决。
数控电火花成型加工机床基本组成
可调主轴头电机夹头
数控电火花成型加工机床基本组成
可调主轴头电机夹头结构
数控电火花成型加工机床基本组成
平动头
数控电火花成型加工机床基本组成
进给运动装置
数控电火花成型加工机床基本组成
脉冲电源及控制系统
数控电火花成型加工机床基本组成
工作台及工作液箱
十字工作台
数控电火花成型加工机床基本组成
电火花加工中心
电极自动交换装置（AEC）
二 、电火花加工机床和工作液
一、机床型号、规格、分类

我国国标规定，电火花成型机床均用D71加上机床工作
台面宽度的1/10表示。例如D7132中，D表示电加工成型机床
(若该机床为数控电加工机床，则在D后加K，即DK)；71表示
电火花成型机床；32表示机床工作台的宽度为320 mm。
伺服进给系统
4、工作液及其循环过滤系统
电火花加工中的蚀除产物，一部分以气态形式抛出，其 余大部分是以球状固体微粒分散地悬浮在工作液中，直径一 般为几微米。随着电火花加工的进行，蚀除产物越来越多， 充斥在电极和工件之间，或粘连在电极和工件的表面上。蚀 除产物的聚集，会与电极或工件形成二次放电。这就破坏了 电火花加工的稳定性，降低了加工速度，影响了加工精度和 表面粗糙度。为了改善电火花加工的条件，一种办法是使电 极振动，以加强排屑作用；另一种办法是对工作液进行强迫 循环过滤，以改善间隙状态。
数控电火花成型加工机床分类
2、按电极交换方式分
普通电火花成型机床 电火花加工中心
模块七 数控电火花成型加工机床与操作 数控电火花成型加工机床分类
手轮
普通数显电火花成型机床
数控电火花成型加工机床分类
手轮
单轴数控电火花成型机床
数控电火花成型加工机床分类
多轴数控 电火花成 型机床
数控电火花成型加工机床分类
工作液强迫循环过滤是由工作液循环过滤器来完 成的。电火花加工用的工作液过滤系统包括工作液 泵、油箱、过滤器及管道等，使工作液强迫循环。
一、对工作液的要求

要求低粘度，高闪火点、高沸点，绝缘性 好，安全，对加工件不污染、不腐蚀，氧化安 全性要好，寿命长，价格便宜。
数控电火花成型加工机床基本组成
工作液的作用是:
电火花成形加工
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(与闪电形成原理相似)，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。
电火花加工原理示意图
工具负极
工 具 电 极
工具正极
工 具 电 极
－ 脉 冲 电 源 ＋
数控电火花成型加工机床基本组成
主轴头
作用—安装电极并控制电极与工件之间的放电间隙 一、对主轴头的要求 要求刚性好、进给速度高、灵敏度高、运动直线性好、 足够承载能力
数控电火花成型加工机床基本组成
主轴头
数控电火花成型加工机床基本组成
二、主轴头运动控制方式
电液伺服进给 步进电机伺服进给 直（交）流伺服进给 直线电机伺服进给
准、加工面积、工件蚀除速度等因素有关，因此很难靠人工进
给，也不能像钻削那样采用“机动”、等速进给，而必须采用 伺服进给系统。这种不等速的伺服进给系统也称为自动进给调 节系统。
2) 伺服系统要求
(1) 有较广的速度调节跟踪范围； (2) 有足够的灵敏度和快速性； (3) 有较高的稳定性和抗干扰能力。
工作液循环系统油路图
数控电火花成型加工机床基本组成
工具电极
一、对工具电极的要求
导电性能良好、电腐蚀困难、电极损耗小 、具有足 够的机械强度、加工稳定、效率高、材料来源丰富、价 格便宜等 二、工具电极的种类及性能特点
常用电极材料可分为铜和石墨，一般精密、小电极 用铜来加工，而大的电极用石墨。
数控电火花成型加工机床基本组成
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冲去金
加工间隙提供所需要的放电能量以蚀除金属。脉冲电源的 性能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。 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液
化、气化。
(2)
火花放电必须是短时间的脉冲性放电，这样才能使放电
机床本体主要由床身、立柱、主轴头及附件、工作台等 部分组成，是用以实现工件和工具电极的装夹固定和运动的 机械系统。床身、支柱、坐标工作台是电火花机床的骨架，
起着支承、定位和便于操作的作用。主轴头下面装夹的电极
是自动调节系统的执行机构，其质量的好坏将影响到进给系
统的灵敏度及加工过程的稳定性，进而影响工件的加工精度。
数控电火花成形加工
电火花成形加工
早在十九世纪，人们就发现了电器开关的触点开闭时会放电，使接触部
位烧蚀，造成接触面的损坏。这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。
起初，电腐蚀被认为是有害的，为减少和避免这种有害的电腐蚀，人们一 直在研究电腐蚀产生的原因和防止的办法。当人们掌握了它的规律之后，
便创造条件，转害为益，把电腐蚀用于生产中。研究结果表明，当两极产
电火花加工的应用范围
1、电火花型腔加工：三维型腔、型面加工、电火花雕刻。主
要用于加工各类热锻模、压铸膜、挤压模、塑料模、胶木模
型腔。
电火花加工的应用范围
2、电火花穿孔加工：主要用于加工型孔（圆孔、方孔、多边形 孔
异型孔）、曲线孔（弯孔、螺旋孔）、小孔、微孔
电火花加工产品图
电火花加工产品图
电火花加工的实例
12 7 6 4 ～ 3 2 1 5 10 9 13 抽油 8 补油 11 冲油
常用工作液: 油性和水溶性 油性:煤油、变压器油等 水溶性：蒸馏水等
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—冲油压力表； 13—抽油压力表
1.铜电极
数控电火花成型加工机床基本组成
2 .石墨电极
1）加工性能好，成型容易，但加工时有污染 2）宽脉冲大电流情况下损耗小，适合粗加工 3）密度小，重量轻，适宜制造大电极 4）单向加压烧结的石墨有方向性