《模具电火花加工》PPT课件
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《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。
模具成型表面的电火花加工
冲压模具的电火花加工
冲压模具的电火花加工主要用于制造具有高精度和复杂结构的冲压模具。通过电火花加工，可以快速、准确地制造出冲压模 具的凹模和凸模等部位，提高冲压件的质量和生产效率。
电火花加工冲压模具时，需要选择合适的电极材料和加工参数，以确保模具的表面质量和加工效率。同时，还需要注意防止 电极损耗和热影响区对模具精度的影响。
02
根据模具的使用要求和加工难度 ，选择合适的模具材料，如硬质 合金、高速钢等。
电火花加工设备的选择
根据加工需求选择合适的电火花加工 设备，包括电火花成型机、电火花线 切割机等。
考虑设备的加工精度、加工效率、稳 定性和可靠性等方面，以确保加工质 量和效率。
电火花加工工艺参数的确定
工艺参数的确定是电火花加工过程中的关键环节，包括电极 材料、电极尺寸、工作液种类和压力等。
对于一些硬、脆、韧性等难加工材料， 如淬火钢、硬质合金等，电火花加工 能够实现高效、高精度的加工。
精密零件加工
对于一些形状复杂、精度要求高的零 件，如涡轮叶片、精密齿轮等，电火 花加工是一种有效的加工方法。
02
模具成型表面的电火花加 工技术
模具材料的选取
01
模具材料应具备高硬度、高耐磨 性和高耐热性等特点，以确保加 工表面的质量和精度。
根据模具材料和加工要求，调整工艺参数，以获得最佳的加 工效果。
电火花加工的优点与局限性
电火花加工具有高精度、高效率和高柔性的优点，能够加工各种硬、脆、软等材 料。
局限性包括加工过程中会产生大量的废屑和烟尘，需要采取相应的环保措施，同 时加工成本相对较高。
03
电火花加工在模具成型表 面的应用实例
注塑模具的电火花加工
04
《模具电火花加工》PPT课件
δ——单边放电间隙
2—电极横截面
以凸模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，则随凸模、凹模 配合间隙Z(双面）的不同，分为三种情况： Z=2δ 电极与凸模尺寸相同 Z<2δ 电极比凸模尺寸均匀缩小一个数值a1,形状相似。 Z>2δ 电极比凸模尺寸均匀均匀放大一个数值a1,形状相似。
电极缩小或放大的数值可按下式计算
1—一次电极 2—凹模 3—二次电极 4—凸模
（二）电极设计 1、结构设计 常用的电极结构形式有整体式、 组合式、镶拼式。 整体式电极 一块材料整体加工而成。适 合尺寸较小、结构不太复杂的型 孔加工。如果型孔的加工面积较 大，需要减轻电极本身的重量， 可加工一些“减重孔”或“挖空。
组合式电极 将多个电极装夹在一起，同时
不同的材料，与凸模一起加工，以 粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作 部分。
3、修配凸模法
凸模和工具电极分别 制造，在凸模上留一定的修 配余量，按电火花加工好的 凹模型孔修配凸模，达到所 要求的凸、凹模的配合间隙。
4、二次电极法
利用一次电极制造出二次 电极（如图b)，再分别用一次和 二次电极加工出凹模（如图a)和 凸模（如图c) ，并保证凸、凹 模配合间隙（如图d) 。
六、型腔加工
大，
盲孔加工，排屑难;加工面积
电规准调节范围大
（一（）1）型单腔电极火加花工加法工：方指法用一个电 极加工出所需型腔
1）用于加工形状简单、精度要 求不高的型腔。
2）用于加工经过预加工的型腔。
3）用平动法加工型腔。用一个 电极完成型腔的粗、中、精加工
平动头
（2）多电极更换法
采用多个电极,依次更换 加工同一个型腔的方法，型 腔精度高，用于精密和复杂 型腔的加工，但需制造多个 电极
2—电极横截面
以凸模尺寸和公差确定电极横截面尺寸时，则随凸模、凹模 配合间隙Z(双面）的不同，分为三种情况： Z=2δ 电极与凸模尺寸相同 Z<2δ 电极比凸模尺寸均匀缩小一个数值a1,形状相似。 Z>2δ 电极比凸模尺寸均匀均匀放大一个数值a1,形状相似。
电极缩小或放大的数值可按下式计算
1—一次电极 2—凹模 3—二次电极 4—凸模
（二）电极设计 1、结构设计 常用的电极结构形式有整体式、 组合式、镶拼式。 整体式电极 一块材料整体加工而成。适 合尺寸较小、结构不太复杂的型 孔加工。如果型孔的加工面积较 大，需要减轻电极本身的重量， 可加工一些“减重孔”或“挖空。
组合式电极 将多个电极装夹在一起，同时
不同的材料，与凸模一起加工，以 粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作 部分。
3、修配凸模法
凸模和工具电极分别 制造，在凸模上留一定的修 配余量，按电火花加工好的 凹模型孔修配凸模，达到所 要求的凸、凹模的配合间隙。
4、二次电极法
利用一次电极制造出二次 电极（如图b)，再分别用一次和 二次电极加工出凹模（如图a)和 凸模（如图c) ，并保证凸、凹 模配合间隙（如图d) 。
六、型腔加工
大，
盲孔加工，排屑难;加工面积
电规准调节范围大
（一（）1）型单腔电极火加花工加法工：方指法用一个电 极加工出所需型腔
1）用于加工形状简单、精度要 求不高的型腔。
2）用于加工经过预加工的型腔。
3）用平动法加工型腔。用一个 电极完成型腔的粗、中、精加工
平动头
（2）多电极更换法
采用多个电极,依次更换 加工同一个型腔的方法，型 腔精度高，用于精密和复杂 型腔的加工，但需制造多个 电极
电火花加工及电极PPT课件
1.先加工大面积，再小的部 位
2.先加工BAR放电部位，再 加工单个放电部位
3.较多电极的工件，放电顺 序上，尽量靠近、连贯
电火花加工及电极
放电间隙
1.在保证电极强度及加工工艺合理的前提下， 尽量用大的放电。（常用放电间隙有：0.03、 0.05、0.06、0.1、0.15、0.2）
2.特殊表面要求对应相对精放间隙 3.对于大面积的区域，需要分粗，精放电 4.在紧密零件的电极设计时，斜面的放电间隙
电火花加工及电极
什么是电火花加工 ？
电火花是一种自激放电，其特点如下： 火花放电 的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接 近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。伴 随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间 的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持短暂 的时间后及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极” 特性（即通道能量转换的热能来不及传至电极纵 深），使通道能量作用于极小范围。通道能量的作 用，可使电极局部被腐蚀。 利用火花放电时产生 的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花 加工。 电火花加工是在较低的电压范围内，在液 体介质中的火花放电。
差，锐角易崩裂。
电火花加工及电极
电极数量（以电极材料为选铜为例）
以工件2PCS为例： 深度在1mm以下，无需粗放，需4F； 深度>1mm,需1R，3F；
如遇电极加工工件体积过小，工件表面需抛光， 工件有R0.03（max）等特殊要求时增加电极 数量
电火花加工及电极
电极的加工
考虑到电极加工工艺，加工方法以确定电极 总的结构，加工优先顺序为：先选CNC， CNC无法加工则考虑W/C，如上述两种方法 都不能则再选磨床
电火花加工及电极设计
讲解人：
第三章模具电火花加工技术教学幻灯片
2）加速电极间隙的冷却，有助于防止金属表面局部 热量积累，防止烧伤和电弧放电的产生。
3）加剧放电的流体动力过程，帮助金属的抛出，加 速了电蚀产物的排除。
4）有助于加强电极表面的覆盖效应和改变工件表面 层的物理化学性能。。
第三章 模具电火花加工技术
2.对液体介质的要求： 1）具有一定的绝缘强度、较快的绝缘强度恢复性能， 有较好的流动性。 2）燃点、闪点要高，不会爆炸，不容易燃烧。 3）无毒、无刺激性，放电时的分解物对加工妨碍小， 对人体无害。 4）加工稳定性要好，工艺指标要高。 5）价格便宜，容易取得。
第三章 模具电火花加工技术
三、实现电火花加工基本条件
➢脉冲电源的脉冲波形基本是单向的。放电延续 时间ti称为脉冲宽度，应小于10-3s，以使放电产 生的热量来不及从放电点过多传导，扩散到其它 部位，从而在极小范围内使金属熔化直至气化。 脉冲间隔t0，使放电介质有足够长的时间恢复绝 缘状态，以免引起持续电弧放电烧伤加工表面而 无法用于尺寸加工。
（3）伺服进给系统 使主轴作伺服运动
（4）液体介质循环过滤系统
提供清洁的、有一定压力的液体介质。
第三章 模具电火花加工技术
二、电火花加工工艺特点
1）便于加工用机械加工方法难以加工或无法 加工的材料，如淬火钢、硬质合金钢、耐热 合金。
2）电极和工件在加工过程中不直接接触， 没有机械切削力。能进行微细、复杂型面加 工，可加工特小孔、深孔、窄孔及复杂形状 的零件。
第三章 模具电火花加工技术
2.材料的选择：
电极材料必须是导电材料。 在生产中应选择损耗小、加工过程稳定、加工 速度高、机械加工性能好、来源丰富、价格低 廉的材料制造电极。
常用的材料有紫铜、石墨、钢、铸铁、黄铜、 银钨合金及铜钨合金等。
3）加剧放电的流体动力过程，帮助金属的抛出，加 速了电蚀产物的排除。
4）有助于加强电极表面的覆盖效应和改变工件表面 层的物理化学性能。。
第三章 模具电火花加工技术
2.对液体介质的要求： 1）具有一定的绝缘强度、较快的绝缘强度恢复性能， 有较好的流动性。 2）燃点、闪点要高，不会爆炸，不容易燃烧。 3）无毒、无刺激性，放电时的分解物对加工妨碍小， 对人体无害。 4）加工稳定性要好，工艺指标要高。 5）价格便宜，容易取得。
第三章 模具电火花加工技术
三、实现电火花加工基本条件
➢脉冲电源的脉冲波形基本是单向的。放电延续 时间ti称为脉冲宽度，应小于10-3s，以使放电产 生的热量来不及从放电点过多传导，扩散到其它 部位，从而在极小范围内使金属熔化直至气化。 脉冲间隔t0，使放电介质有足够长的时间恢复绝 缘状态，以免引起持续电弧放电烧伤加工表面而 无法用于尺寸加工。
（3）伺服进给系统 使主轴作伺服运动
（4）液体介质循环过滤系统
提供清洁的、有一定压力的液体介质。
第三章 模具电火花加工技术
二、电火花加工工艺特点
1）便于加工用机械加工方法难以加工或无法 加工的材料，如淬火钢、硬质合金钢、耐热 合金。
2）电极和工件在加工过程中不直接接触， 没有机械切削力。能进行微细、复杂型面加 工，可加工特小孔、深孔、窄孔及复杂形状 的零件。
第三章 模具电火花加工技术
2.材料的选择：
电极材料必须是导电材料。 在生产中应选择损耗小、加工过程稳定、加工 速度高、机械加工性能好、来源丰富、价格低 廉的材料制造电极。
常用的材料有紫铜、石墨、钢、铸铁、黄铜、 银钨合金及铜钨合金等。
电火花加工原理ppt课件
4
3
2
45
6
7 1
图4.1 电火花加工原理 1—工件；2—脉冲电源；3—自动进给装置 4—工具电极；5—工作液；6—过滤器；7—泵
5
1：基本原理
由于放电时间极短，放电区域很小，所以能量 高度集中，工件表面和工具电极表面的金属局部熔 化，甚至汽化蒸发。并在爆炸力的作用下被抛入工 作液中冷却为金属小颗粒，并被工作液冲离，从而 使工件表面形成一个微小的凹坑。一次脉冲放电后， 介质恢复绝缘强度等待下一次放电。
播放
14
四、影响加工速度的主要因素---极性效应
定义：正、负两极的蚀除速度不同，这种蚀除速度不同 的现象称极性效应。
当采用短脉冲进行 加工时，大部分正离子 尚未到达负极表面，脉 冲便已结束，所以负极 的蚀除量小于正极。
工件正极—正极性加工
精加工
短脉冲
ti <10 s
15
当采用长脉冲加 工时，正离子有足够 的时间加速得到较大 的速度，也有足够的 时间到达负极表面。 加上它的质量大，因 而正离子对负极的轰 击作用远大于电子对 正极的轰击，负极的 蚀除量大于正极。
（2）放电 在电场作用下，电子高速奔向阳极，正 离子奔向阴极，并产生火花放电，形成放电通道。 由于放电通道受放电时磁场力和周围液体介质的 压缩，其截面积极小
7
(3)热膨胀
由于放电通道中电子和正离子高速运动时相互碰撞，产 生大量热能。阳极和阴极表面受高速电子和正离子流的撞击， 其动能也转化为热能。在热源作用区的电极和工件表面层金 属会很快熔化，甚至气化。工作液变黑，在极间冒出小气泡。 因此，具有突然膨胀、爆炸的特性(可听到噼啪声)。
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三、 电火花加工的特点
(1)便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料。
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图4.1 电火花加工原理 1—工件；2—脉冲电源；3—自动进给装置 4—工具电极；5—工作液；6—过滤器；7—泵
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1：基本原理
由于放电时间极短，放电区域很小，所以能量 高度集中，工件表面和工具电极表面的金属局部熔 化，甚至汽化蒸发。并在爆炸力的作用下被抛入工 作液中冷却为金属小颗粒，并被工作液冲离，从而 使工件表面形成一个微小的凹坑。一次脉冲放电后， 介质恢复绝缘强度等待下一次放电。
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四、影响加工速度的主要因素---极性效应
定义：正、负两极的蚀除速度不同，这种蚀除速度不同 的现象称极性效应。
当采用短脉冲进行 加工时，大部分正离子 尚未到达负极表面，脉 冲便已结束，所以负极 的蚀除量小于正极。
工件正极—正极性加工
精加工
短脉冲
ti <10 s
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当采用长脉冲加 工时，正离子有足够 的时间加速得到较大 的速度，也有足够的 时间到达负极表面。 加上它的质量大，因 而正离子对负极的轰 击作用远大于电子对 正极的轰击，负极的 蚀除量大于正极。
（2）放电 在电场作用下，电子高速奔向阳极，正 离子奔向阴极，并产生火花放电，形成放电通道。 由于放电通道受放电时磁场力和周围液体介质的 压缩，其截面积极小
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(3)热膨胀
由于放电通道中电子和正离子高速运动时相互碰撞，产 生大量热能。阳极和阴极表面受高速电子和正离子流的撞击， 其动能也转化为热能。在热源作用区的电极和工件表面层金 属会很快熔化，甚至气化。工作液变黑，在极间冒出小气泡。 因此，具有突然膨胀、爆炸的特性(可听到噼啪声)。
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三、 电火花加工的特点
(1)便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料。
电火花加工工艺课件
宝石、硬质合金等硬脆材料加工
其他领域
电火花加工能够有效地完成这些材料的切 割、打孔等操作。
在航空航天、医疗器械等领域，电火花加 工也有广泛的应用。
02
电火花加工设备
机床类型
立式电火花加工机床
适用于加工小型、中型零件，具有结构简单、操作方 便的优点。
卧式电火花加工机床
适用于加工大型、重型零件，具有加工范围广、切削 力强的特点。
加工效率低下
• 加工效率低下是电火花加工中常 见的问题之一，它会导致加工成 本的增加和生产效率的降低。
加工效率低下
•·
1. 效率低下原因分析： 加工效率低下 的主要原因是电火花放电的能量利用 率较低，同时电极的损耗和更换也会 影响加工效率。
加工效率低下
1. 提高能量利用率： 优化电火花加工参数和电 路参数，提高电火花放电的能量利用率，从而
提高加工效率。
3. 并行加工： 采用多轴联动和多电极同时加工的方 式，提高加工效率和加工大型复杂工件的能力。
2. 解决方案：
2. 快速更换电极： 开发快速更换电极的装置和 工具，减少电极更换的时间和操作，提高加工效 率。
06
电火花加工发展趋势与展望
高效电火花加工技术
高效电火花加工技术是提高加工效率的重要手 段，通过改进电火花加工的电源、控制和工艺 参数，实现快速、高效率的加工。
加工速度
01 加工速度是指在单位时间内完成的工件面 积或体积。
02
提高加工速度是提高生产效率的关键。
03
加工速度受到多种因素的影响，如放电间 隙、电极损耗、电流密度、电压等。
04
在保证加工质量的前提下，需要合理调整 这些参数，以提高加工速度。
电火花加工工艺规律课件PPT
8．脉冲频率fP(Hz)
9．有效脉冲频率fe(HZ)
10．脉冲利用率λ
fe fp
11．脉宽系数τ
ti ti
tp ti to
12．占空比ψ ψ=ti/to
13．开路电压或峰值电压(V)
14．火花维持电压
^ui
ti
to td te
tp
ti
to
电15流．/A加工电压或间隙
空 平载 均电火压花U(V) 电 弧
热学常数：熔点、沸点（气化点）、热导率、 比热容、熔化热、气化热等。
第二章 电火花4加.1工原电理火及花加加工工工艺规律
当脉冲放电能量相同时： １）金属的熔点、沸点、比热容、熔化热、气化热愈高，电蚀 量愈少，愈难加工。 ２）热导率愈大的金属，电蚀量愈少，愈难加工。
最佳脉宽
当单个脉冲能量一定时： １） ^ 愈小，ti愈长，散失的热量愈多，电蚀量减少
说平均放电电流（对矩形脉冲即为峰值电流）和 去 处：四处飞溅，大部分抛入工作液中，小部分飞溅、镀覆、吸附在对面的电极表面上。
主要取决于平均放电电流和脉冲宽度的大小。 但在实际生产中，这些因素往往是相互制约的，并影响到其它工艺指标，应根据具体情况综合考虑。
（1）去电离参脉子数水对冲、电乳极化宽损液耗等的度）影排响；提高脉冲频率；减小脉间；设法提高
1.主要加工金属等导电材料 2.加工速度较慢 3.有电极损耗，影响加工精度
第二章 电火花4加.1工原电理火及花加加工工工艺规律
四．电火花加工工艺方法分类
类别 工艺方法
特点
用途
备注
1 穿孔成形加工 工具为成形电极
型腔加工、冲模
主要一个伺服进给运动 挤压模、异形孔
约占电机床总
电火花加工PPT课件
排除电蚀产物。
六、电火花加工的分类
电火花穿孔成形加工、电火花线切割加工、 电火花磨削和镗磨、电火花展成加工、电 火花表面强化与刻字。
第二节 电火花加工中的基本工艺规律
一、穿孔加工——常指贯通的等截面或变截面的二维型孔的电火花加工。 3）放电必须在一定绝缘性能的液体介质中进行 第五节 其他电火花加工
第一节 基本原理和分类
一、电火花腐蚀产生的原因
十九世纪末期，在美国发明了电笔，它是在电 极与被加工工件金属之间，通过低电压、大电流 时进行刻印或写字的，进入二十世纪后，通过在 介电液体中放电，能够制作金属粉末等。1943年， 前苏联科学家研究开关触点遭受火花放电腐蚀损 坏的有害现象和原因，发现电火花的瞬时高温可 以使局部的金属熔化、气化而被蚀除掉，开创了 电火花加工方法。之后日本把电火花加工作为精 密加工，用于金属模具加工来研究。现在电火花 加工已经成为金属模具加工的主要手段。
2、工具电极损耗
3
电极结构
4）RLC线路脉冲电流 2）热影响层：材料无熔化，但金相组织发生了变化 2、加工外螺纹：工件作径向进给 1）工件接脉冲电源的正极——正极性加工 磨削——工具、工件旋转运动，轴向进给 间隙一致性，保持不变时，可以通过修正工具电极的尺寸对放电间隙进行补偿 又称白层，随脉冲能量的增大而变厚，与机体结合不牢。 淬火钢：再淬火区，高温回火，低温回火 凹模的质量指标主要是尺寸精度、冲头与凹模的配合间隙，刃口高度、刃口斜度和落料角。 能达到较高的仿形精度，每个电极加工时必须把上一规准的放电痕迹去掉，要求电极的制造精度高，定位装夹精度高 1）高低压复合脉冲电源 1）可以采取冲油或定时抬刀的办法排除电蚀产物。 3）显微裂纹 受拉应力产生显微裂纹。 1943年，前苏联科学家研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的有害现象和原因，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、气化 而被蚀除掉，开创了电火花加工方法。 深径比可超200以上。 加工型腔模具——电极的低损耗 1）材料：钢T8A、T10A、Cr15等 3、加工薄壁、异形小孔、深小孔等有特殊要求的零件。 3）为了适应不同规准，整个功率级由几十只大功率高频晶体管并联，可调粗、中、精加工规准。 2）精度：不低于IT7，Ra1.
六、电火花加工的分类
电火花穿孔成形加工、电火花线切割加工、 电火花磨削和镗磨、电火花展成加工、电 火花表面强化与刻字。
第二节 电火花加工中的基本工艺规律
一、穿孔加工——常指贯通的等截面或变截面的二维型孔的电火花加工。 3）放电必须在一定绝缘性能的液体介质中进行 第五节 其他电火花加工
第一节 基本原理和分类
一、电火花腐蚀产生的原因
十九世纪末期，在美国发明了电笔，它是在电 极与被加工工件金属之间，通过低电压、大电流 时进行刻印或写字的，进入二十世纪后，通过在 介电液体中放电，能够制作金属粉末等。1943年， 前苏联科学家研究开关触点遭受火花放电腐蚀损 坏的有害现象和原因，发现电火花的瞬时高温可 以使局部的金属熔化、气化而被蚀除掉，开创了 电火花加工方法。之后日本把电火花加工作为精 密加工，用于金属模具加工来研究。现在电火花 加工已经成为金属模具加工的主要手段。
2、工具电极损耗
3
电极结构
4）RLC线路脉冲电流 2）热影响层：材料无熔化，但金相组织发生了变化 2、加工外螺纹：工件作径向进给 1）工件接脉冲电源的正极——正极性加工 磨削——工具、工件旋转运动，轴向进给 间隙一致性，保持不变时，可以通过修正工具电极的尺寸对放电间隙进行补偿 又称白层，随脉冲能量的增大而变厚，与机体结合不牢。 淬火钢：再淬火区，高温回火，低温回火 凹模的质量指标主要是尺寸精度、冲头与凹模的配合间隙，刃口高度、刃口斜度和落料角。 能达到较高的仿形精度，每个电极加工时必须把上一规准的放电痕迹去掉，要求电极的制造精度高，定位装夹精度高 1）高低压复合脉冲电源 1）可以采取冲油或定时抬刀的办法排除电蚀产物。 3）显微裂纹 受拉应力产生显微裂纹。 1943年，前苏联科学家研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的有害现象和原因，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、气化 而被蚀除掉，开创了电火花加工方法。 深径比可超200以上。 加工型腔模具——电极的低损耗 1）材料：钢T8A、T10A、Cr15等 3、加工薄壁、异形小孔、深小孔等有特殊要求的零件。 3）为了适应不同规准，整个功率级由几十只大功率高频晶体管并联，可调粗、中、精加工规准。 2）精度：不低于IT7，Ra1.
模具零件的电火花加工培训课件
• 冷却；加速电极间隙的冷却与消电离过程 • 覆盖作用； • 改变工件表面层的理化性能
• 对工作液的要求：1）绝缘；2）闪点高；3） 无害；4）稳定；5）价廉
• 工作液种类： • 普通煤油 闪点低，易起火，价廉。使用多。
用于中、精加工；
• 机油、变压器油 闪点高，黏度大。用于粗加 工；
• 专用油 黏度低，闪点高，价格高。可用于各 种规准的加工；
• 峰值电流Ip Ip↑，电极损耗θ↑，生产率↑，间隙δ↑，表面粗 糙，表面变质层↑，加工稳定性好
• 电规准其它参数：波形，击穿电压，放电脉冲 前、后沿，平均电流Im，脉宽峰值比Ton/Ip （μs/A）
• 单个脉冲能量=Im ×Ton 或
• 粗规准（大能量）：低电压，大Ton，大Ip，小 T粗off糙得负到极高性生产率，低θ，但加工精度差，表面
表4.1 脉冲电源性能比较
类型 弛 张 式
晶 体 管 式 闸流 管式
电子 管式 可控 硅式
优点
缺点
应用场合
结构简单；
可控性差；
主要用于精微加工
工作可靠；
加工去除率低；
维修方便；
电极损耗大
粗糙度小
电参数调节范围广； 成本较高，
适用于各种场合，
使用方便；
线路复杂
与计算机技术结合，
易实现自适应控制及计
可与多种加工工艺
4.1.1.3 电火花加工的特点
1）主要用于加工金属等导电材料，但在一定条件下 也可加工半导体和非导体材料；
2）加工不靠明显的作用力，可用于加工小孔、窄槽 等复杂孔、腔加工；
3）脉冲放电持续时间短，工件被加工表面受影响小； 4）可完成粗、中、精、精微加工； 5）便于实现自动化； 6）去除材料率与质量指标无法兼顾（矛盾Ⅱ）； 7）存在电极损耗，并往往集中在某一局部，影响成
• 对工作液的要求：1）绝缘；2）闪点高；3） 无害；4）稳定；5）价廉
• 工作液种类： • 普通煤油 闪点低，易起火，价廉。使用多。
用于中、精加工；
• 机油、变压器油 闪点高，黏度大。用于粗加 工；
• 专用油 黏度低，闪点高，价格高。可用于各 种规准的加工；
• 峰值电流Ip Ip↑，电极损耗θ↑，生产率↑，间隙δ↑，表面粗 糙，表面变质层↑，加工稳定性好
• 电规准其它参数：波形，击穿电压，放电脉冲 前、后沿，平均电流Im，脉宽峰值比Ton/Ip （μs/A）
• 单个脉冲能量=Im ×Ton 或
• 粗规准（大能量）：低电压，大Ton，大Ip，小 T粗off糙得负到极高性生产率，低θ，但加工精度差，表面
表4.1 脉冲电源性能比较
类型 弛 张 式
晶 体 管 式 闸流 管式
电子 管式 可控 硅式
优点
缺点
应用场合
结构简单；
可控性差；
主要用于精微加工
工作可靠；
加工去除率低；
维修方便；
电极损耗大
粗糙度小
电参数调节范围广； 成本较高，
适用于各种场合，
使用方便；
线路复杂
与计算机技术结合，
易实现自适应控制及计
可与多种加工工艺
4.1.1.3 电火花加工的特点
1）主要用于加工金属等导电材料，但在一定条件下 也可加工半导体和非导体材料；
2）加工不靠明显的作用力，可用于加工小孔、窄槽 等复杂孔、腔加工；
3）脉冲放电持续时间短，工件被加工表面受影响小； 4）可完成粗、中、精、精微加工； 5）便于实现自动化； 6）去除材料率与质量指标无法兼顾（矛盾Ⅱ）； 7）存在电极损耗，并往往集中在某一局部，影响成
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模具制造技术
从电火花成形的机理分析，一次放电的过程必须进行如下 4个阶段: ⑴极间介质的电离、击穿和放电通道的形成 ⑵液体介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀 ⑶电极与工件材料被抛出
瞬时高温引发的微爆炸产生很高的瞬时压力，将熔化的材 料抛安向徽工机作电液职业，技迅术速学冷院却为微小颗粒，表面留下凹坑。 ⑷极间介质消电离 放电结束，通道中的带电粒子复合为中性粒子，介质恢复 绝缘强度。必须有一定的脉冲间隔。
1、机床主体 主安轴徽头机、电职床业身技、术立学柱院 、
工作台和工作液槽等组成。 主轴头由进给系统、导
向机构、电极夹具和调节机 构组成，是关键部件。
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模具制造技术
2、脉冲电源（脉冲发生器）
调节电流辐值、脉宽和脉 冲间歇等参数，满足粗、中、 精加工的需要。
3、自动进给调节系统
确保电极和工件之间在加 工过程安中徽始机终电保职持业一技定术的学放院电 间隙。自动补偿间隙的大小。
6
模具制造技术
电火花成形设备必须符合以下条件：
1）必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以 形成放电间隙。 2）放电必须在具有一定绝缘性的液体介质中进行。
常用的绝缘介质：煤油、皂化液和去离子水等。 3）有足安够徽的机脉电冲职放业技电术能学量院，以保证放电部位的金属溶化或气化
I
脉冲电流波形
4、工作液循环过滤系统
起到不断排除电蚀物，提 高加工精度的作用。
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模具制造技术
四、电火花加工的基本工艺规律 1、影响电火花加工速度的基本因素
单位时间内蚀除工件材料的体积（或质量）称为加工速度。 （1）极性效应
正极和负极的表面都会受到电蚀，但蚀除量是不相等的，不同的材料由 于导电性安能徽的机不电同职，业蚀技除术量学也院不同，称为极性效应。 正极性加工：
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模具制造技术
2.熔化或汽化的金属在电、热、流体、化 学等各种力的作用下被抛入工作液中冷却为 金属小颗粒，然后被工作液迅速冲离工作区， 使电极和工件表面形成一个个微小的凹坑， 一次脉冲放电之后，电压又随之迅速降为零， 介质绝缘性能恢复，等待下一次放电。
安如徽此机反电复职，业电技极术不学断院下降，工件不断被 蚀除，最后就在工件上复制出工具电极的形 状，达到成形加工的目的。
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模具制造技术
二、电火花成形加工工艺特点
➢ 优点 ①以柔克钢，可以加工各种硬材料，电极材料不受工件材料
的影响。 ②不产生切削力，电极和工件都不会产生变形。
安徽机电职业技术学院
③调节脉冲参数，可以进行粗加工、精加工和精微加工。 ④易于实现自动控制和自动化。
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➢缺点：
1）只能加工导电工件 2）存在电极损耗，影响零件的加工精度 3）工具电极的制造有一定难度
这样的参数称之为一档。
电流/A
脉冲宽度： 一般来即讲放安，电徽增机持电大续职脉时业宽间技，，术生用学院产符率号提ti表高示。。 脉冲间隔：
即放电停歇时间，用符号t0表示。 一般来讲，脉冲间隔减小，生产率提高。
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模具制造技术
脉冲宽度与加工速度关系曲线
安徽机电职业技术学院
脉冲间隙与加工速度关系曲线
峰值电流与加工速度的关系
介质中，通过工具电极和工件之间的脉冲放电产 生电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方法。
主要包括： 电火花成形加工;电火花线切割加工；
安徽机电职业技术学院
电火花磨削加工;电火花刻字; 在模具加工中主要使用:
电火花成形加工 电火花线切割加工
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模具制造技术
一、基工作原理
安徽机电职业技术学院
1.当在电极和工件之间施加 很强的脉冲电压（使间隙中液体 介质被击穿的电压）时，就会击 穿介质绝缘强度最低处（间隙最 小处）形成瞬间火花放电，电流 密度很大，放电区能量高度集中， 瞬时温度达10000－12000℃，工 件和电极表面金属放电点就被熔 化，甚至汽化而被蒸发。
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模具制造技术
脉冲能量： 即脉冲平均功率。脉冲能量愈大，蚀除量就愈大。 单位时间内，正极或负极的总蚀除量：
Q＝qf＝kwf 其中：q－正极或负极单个脉冲的蚀除量（g或mm3）
f－脉冲频率（Hz） 安徽机k电－职与业电技术极学材院料、脉冲参数、工作液有关的系数。
（正负极不同） w－单个脉冲能量（J） w≈放电时间内平均放电压u×平均电流i×放电时间t
采用短脉冲加工时，电子轰击作用大于离子，正极的蚀除量较大，工件 接正极，一般用于精加工 负极性加工：
采用宽脉冲加工时，负极蚀除量大于正极，工件应接负极， 一般用于 粗加工和中精度加工。
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模具制造技术
（2）加工规准的影响
电规准参数指电火花加工时选用的电加工用量。主要有
脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电压和峰值电流等，通常将一组
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模具制造技术
（3）材料的热力学性能对蚀除量的影响 电火花加工是依靠放电产生的热来蚀除材料的，材料的
热力学常数会有影响，如熔点高，蚀除困难，导热系数大， 散热快也会降低蚀除量。 2、影响电火花加工质量的主要因素 （1）影响电火花加工精度
型腔或型孔愈复杂，电极形状也就愈复杂，加工 制安造徽也机就电愈职业困技难术。学院
4）加工过程必须在液体介质中进行 5）加工效率较低
电火花加工蚀除率不高，一般情况下，能采用切削 机床加工的简单型面就尽量不采用电火花加工。
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模具制造技术
三、电火花成形加工机床
机床的组成：机床主体、脉冲电源、 自动进给调节系统、工作液过滤循环 系统、机床附件等组成。
模具制造技术 第3章 模具电火花加工技术
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模具制造技术
本章知识要点
1、了解特种加工和应用范围； 2、理解电火花成形加工原理、特点和应用范围；掌握电 极的设计与制造，电规准的选择； 3、掌握型孔加工和型腔加工技术； 4、了解安徽线机切电割职加业工技术原学理院、特点； 5、理解线切割加工和电火花成形加工的异同点；掌握线 切割加工程序（3B、ISO代码）的编制； 6、掌握典型零件的线切割加工工艺。
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模具制造技术
特种加工：直接利用电能、光能、化学能、 电化学能、声能等进行加工。可以加工高强 度、高硬度、高韧性、高脆性、耐高温等材 料。
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应用：电火花成形加工、电火花线切割加工、 电解加工、电铸加工、电化学抛光、化学加 工、激光加工和超声波加工
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电火花加工 又称电蚀加工，指在一定的
模具制造技术
从电火花成形的机理分析，一次放电的过程必须进行如下 4个阶段: ⑴极间介质的电离、击穿和放电通道的形成 ⑵液体介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀 ⑶电极与工件材料被抛出
瞬时高温引发的微爆炸产生很高的瞬时压力，将熔化的材 料抛安向徽工机作电液职业，技迅术速学冷院却为微小颗粒，表面留下凹坑。 ⑷极间介质消电离 放电结束，通道中的带电粒子复合为中性粒子，介质恢复 绝缘强度。必须有一定的脉冲间隔。
1、机床主体 主安轴徽头机、电职床业身技、术立学柱院 、
工作台和工作液槽等组成。 主轴头由进给系统、导
向机构、电极夹具和调节机 构组成，是关键部件。
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2、脉冲电源（脉冲发生器）
调节电流辐值、脉宽和脉 冲间歇等参数，满足粗、中、 精加工的需要。
3、自动进给调节系统
确保电极和工件之间在加 工过程安中徽始机终电保职持业一技定术的学放院电 间隙。自动补偿间隙的大小。
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电火花成形设备必须符合以下条件：
1）必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以 形成放电间隙。 2）放电必须在具有一定绝缘性的液体介质中进行。
常用的绝缘介质：煤油、皂化液和去离子水等。 3）有足安够徽的机脉电冲职放业技电术能学量院，以保证放电部位的金属溶化或气化
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脉冲电流波形
4、工作液循环过滤系统
起到不断排除电蚀物，提 高加工精度的作用。
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四、电火花加工的基本工艺规律 1、影响电火花加工速度的基本因素
单位时间内蚀除工件材料的体积（或质量）称为加工速度。 （1）极性效应
正极和负极的表面都会受到电蚀，但蚀除量是不相等的，不同的材料由 于导电性安能徽的机不电同职，业蚀技除术量学也院不同，称为极性效应。 正极性加工：
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2.熔化或汽化的金属在电、热、流体、化 学等各种力的作用下被抛入工作液中冷却为 金属小颗粒，然后被工作液迅速冲离工作区， 使电极和工件表面形成一个个微小的凹坑， 一次脉冲放电之后，电压又随之迅速降为零， 介质绝缘性能恢复，等待下一次放电。
安如徽此机反电复职，业电技极术不学断院下降，工件不断被 蚀除，最后就在工件上复制出工具电极的形 状，达到成形加工的目的。
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二、电火花成形加工工艺特点
➢ 优点 ①以柔克钢，可以加工各种硬材料，电极材料不受工件材料
的影响。 ②不产生切削力，电极和工件都不会产生变形。
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③调节脉冲参数，可以进行粗加工、精加工和精微加工。 ④易于实现自动控制和自动化。
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➢缺点：
1）只能加工导电工件 2）存在电极损耗，影响零件的加工精度 3）工具电极的制造有一定难度
这样的参数称之为一档。
电流/A
脉冲宽度： 一般来即讲放安，电徽增机持电大续职脉时业宽间技，，术生用学院产符率号提ti表高示。。 脉冲间隔：
即放电停歇时间，用符号t0表示。 一般来讲，脉冲间隔减小，生产率提高。
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脉冲宽度与加工速度关系曲线
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脉冲间隙与加工速度关系曲线
峰值电流与加工速度的关系
介质中，通过工具电极和工件之间的脉冲放电产 生电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方法。
主要包括： 电火花成形加工;电火花线切割加工；
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电火花磨削加工;电火花刻字; 在模具加工中主要使用:
电火花成形加工 电火花线切割加工
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一、基工作原理
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1.当在电极和工件之间施加 很强的脉冲电压（使间隙中液体 介质被击穿的电压）时，就会击 穿介质绝缘强度最低处（间隙最 小处）形成瞬间火花放电，电流 密度很大，放电区能量高度集中， 瞬时温度达10000－12000℃，工 件和电极表面金属放电点就被熔 化，甚至汽化而被蒸发。
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脉冲能量： 即脉冲平均功率。脉冲能量愈大，蚀除量就愈大。 单位时间内，正极或负极的总蚀除量：
Q＝qf＝kwf 其中：q－正极或负极单个脉冲的蚀除量（g或mm3）
f－脉冲频率（Hz） 安徽机k电－职与业电技术极学材院料、脉冲参数、工作液有关的系数。
（正负极不同） w－单个脉冲能量（J） w≈放电时间内平均放电压u×平均电流i×放电时间t
采用短脉冲加工时，电子轰击作用大于离子，正极的蚀除量较大，工件 接正极，一般用于精加工 负极性加工：
采用宽脉冲加工时，负极蚀除量大于正极，工件应接负极， 一般用于 粗加工和中精度加工。
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（2）加工规准的影响
电规准参数指电火花加工时选用的电加工用量。主要有
脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电压和峰值电流等，通常将一组
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（3）材料的热力学性能对蚀除量的影响 电火花加工是依靠放电产生的热来蚀除材料的，材料的
热力学常数会有影响，如熔点高，蚀除困难，导热系数大， 散热快也会降低蚀除量。 2、影响电火花加工质量的主要因素 （1）影响电火花加工精度
型腔或型孔愈复杂，电极形状也就愈复杂，加工 制安造徽也机就电愈职业困技难术。学院
4）加工过程必须在液体介质中进行 5）加工效率较低
电火花加工蚀除率不高，一般情况下，能采用切削 机床加工的简单型面就尽量不采用电火花加工。
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三、电火花成形加工机床
机床的组成：机床主体、脉冲电源、 自动进给调节系统、工作液过滤循环 系统、机床附件等组成。
模具制造技术 第3章 模具电火花加工技术
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模具制造技术
本章知识要点
1、了解特种加工和应用范围； 2、理解电火花成形加工原理、特点和应用范围；掌握电 极的设计与制造，电规准的选择； 3、掌握型孔加工和型腔加工技术； 4、了解安徽线机切电割职加业工技术原学理院、特点； 5、理解线切割加工和电火花成形加工的异同点；掌握线 切割加工程序（3B、ISO代码）的编制； 6、掌握典型零件的线切割加工工艺。
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特种加工：直接利用电能、光能、化学能、 电化学能、声能等进行加工。可以加工高强 度、高硬度、高韧性、高脆性、耐高温等材 料。
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应用：电火花成形加工、电火花线切割加工、 电解加工、电铸加工、电化学抛光、化学加 工、激光加工和超声波加工
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电火花加工 又称电蚀加工，指在一定的