电火花加工 ppt课件
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(2)在加工较大面积工件时，尤其是在加工细长型腔，形状复杂 的工件时，往往通过提高抬刀运动或增加冲液压力来防止和 降低拉弧现象。（垃圾没排清，放电条件不良，形成拉弧）
(3)为保证制件的加工工艺和加工精度，在粗加工时，脉冲宽度 ti与脉冲间隔t0之比应在10:1-2:1范围内选取；精加工时脉冲 宽度ti与脉冲间隔t0之比应取在1:1-1:10间，从而有利于提高 排屑能力，防止二次放电和拉弧的产生。
• 该图为脉冲电源空载电 压波形，图中
• ti——脉冲宽度 • to——脉冲间隔 • tp——脉冲周期 • μ——脉冲峰值电压
或者空载电压
• 实现电火花加工的条件
• (3)火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行
如：煤油、皂化液或者去离子水。
• 液体介质——工作液必须具有的性能： • 较高的绝缘性能（103～107欧姆.厘米）——以至于产生 脉冲性的火花放电。
目前电极材料多采用纯铜（俗称紫铜）或石墨，因此电极容 易加工。
• ②可以加工特殊及其复杂形状的零件
由于加工中电极和工件不直接接触，没有机械加工宏观的切 削力，因此适宜加工低刚度工件及其微细加工。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。数控技术的采用使 得用简单的电极加工复杂零件也成为可能。
• 实现电火花加工的条件
• （2）必须是瞬时脉冲放电 • 放电持续一段时间后，需要停歇一段时间，放电持续时间一
般为10-7～10-3秒（0.0001～1μs ）。这样才能使产生的热
量来不及传导扩散到其余部分，把每一次的放电蚀除点分别 局限在很小的范围内；否则，像持续电弧放电那样，使表面 烧伤而无法用作尺寸加工。为此，电火花加工必须采用脉冲 电源。
因此，在电火花加工过程中必须具有工具电极的自动进 给和调节装置
• “不接触加工”是电火花加工与普通切削加工的不同之处。正常 电火花加工时工件和工具电极有一放电间隙，工件以Vw的速度 不断被蚀出，间隙S将逐渐扩大，必须使电极工具以速度Vd补偿 进给以维持所需的放电间隙；
• 如果进给量Vd大于工件的蚀出速度Vw，则间隙S将逐渐变小，此 时电蚀产物难以及时排除，从而产生二次放电，使能量消耗在电 蚀产物的重熔上，同样会使加工速度降低，加工面烧伤。
）。这样放电时，产生大量的热，足以使任何导电材料局部 熔化或气化。 • （5）脉冲放电需要重复多次进行 • 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
Байду номын сангаас
电火花加工的特点
• 拉弧现象在电火花加工中常常发生，一旦出现，它将直接影响到 加工的稳定性，降低其加工速度和加工质量。
• 在实际加工中，为确保加工质量，防止拉弧，我们往往则采取：
(1)在加工小面积工件时，由于它的局部电蚀产物浓度过高，放 电后的余热未及时传播扩散，一般取较小的峰值电流，其电 流密度可维持在3-5A/cm2范围内。
• 当间隙值等于零(S=0)时，则形成短路。虽然短路本身既不产生 材料蚀出，也不损伤电极，但在短路处造成了一个热点，而在短 路数次后，自动调节系统使工具电极在回退消除短路时又很容易 引发“拉弧”（指电压击穿空气时候的放电现象）。
为此，在电火花加工过程中，尤其在 由粗―中―精转换加工规准之后，要维持 一定的放电间隙，必须重新调节主轴进 给量旋钮才能达到稳定进给的加工状态， 即使在同一规准下，当加工面积或加工 深度有了较大的变化时，也应重新调节 进给旋钮，以防出现不稳定加工状态和 短路现象。
第三章 电火花加工
3.1 概述
• 电火花加工的定义 是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的 火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除 下来。因放电过程中可以见到火花，故称之为电火花加 工。日本、美国、英国称之为放电加工，前苏联也称为 电蚀加工。
• 即：电火花加工＝放电加工＝电蚀加工 • 电火花放电时火花通道中瞬时产生大量的热，达到很高
电火花加工的特点
• ③脉冲放电持续的时间极短，产生的热传导局限在很小的范 围内，材料被加工表面受热影响的范围小。
• ④工具电极材料无须比工件材料硬；加工时无切削力； • 加工时工具和电极不接触，由于两者的宏观作用力很小，工
具电极不需比工件材料硬，因此工具电极制造容易。加工过 程中没有显著的“切削力”。因而一切小孔、深孔、弯孔、 窄缝和薄壁弹性件等，它们不会因工具或工件刚度太低而无 法加工；各种复杂的型孔、型腔和立体曲面，都可以采用成 型电极一次加工，不会因加工面积过大而引起切削变形。 • ⑤直接使用电能加工，便于实现自动化；并可以减少机械加 工工序，加工周期，劳动强度低，使用维护方便。 • ⑥不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷；
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。
实现电火花加工的条件
（1）工具电极和工件之间要保持一定的放电间隙
这一间隙随着加工条件而定，通常只有几微米至几百微 米。
如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，因而不会 产生火花放电。
如果间隙过小，很容易形成短路接触，同样也不能产生 火花放电。
• 液体介质还能将电火花加工过程中产生的金属小屑、碳黑 等电蚀产物从放电间隙中悬浮排出，并且对电极和工件表 面有较好的冷却作用。
• 对导电材料进行尺寸加工时，两极间为液体介质；进行材料 表面强化时，两极间为气体介质。
• 实现电火花加工的条件
• （4）输送两极间的能量要足够大 • 即放电通道要有很大的电流强度（一般为105～1016A/cm2
• 1）电火花加工的优点
• ① 电火花加工能加工普通切削加工方法难以切削的材料；
由于加工中材料的去除是靠放电时的电热作用实现的，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、热导率、电阻率等，而几乎与其力学性能（如 硬度、强度等）无关。这样可以突破传统的切削加工对刀具的 限制，可以实现用软的工具加工硬韧的工件，甚至可以加工像 金刚石、立方氮化硼一类的超硬材料。
(3)为保证制件的加工工艺和加工精度，在粗加工时，脉冲宽度 ti与脉冲间隔t0之比应在10:1-2:1范围内选取；精加工时脉冲 宽度ti与脉冲间隔t0之比应取在1:1-1:10间，从而有利于提高 排屑能力，防止二次放电和拉弧的产生。
• 该图为脉冲电源空载电 压波形，图中
• ti——脉冲宽度 • to——脉冲间隔 • tp——脉冲周期 • μ——脉冲峰值电压
或者空载电压
• 实现电火花加工的条件
• (3)火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行
如：煤油、皂化液或者去离子水。
• 液体介质——工作液必须具有的性能： • 较高的绝缘性能（103～107欧姆.厘米）——以至于产生 脉冲性的火花放电。
目前电极材料多采用纯铜（俗称紫铜）或石墨，因此电极容 易加工。
• ②可以加工特殊及其复杂形状的零件
由于加工中电极和工件不直接接触，没有机械加工宏观的切 削力，因此适宜加工低刚度工件及其微细加工。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。数控技术的采用使 得用简单的电极加工复杂零件也成为可能。
• 实现电火花加工的条件
• （2）必须是瞬时脉冲放电 • 放电持续一段时间后，需要停歇一段时间，放电持续时间一
般为10-7～10-3秒（0.0001～1μs ）。这样才能使产生的热
量来不及传导扩散到其余部分，把每一次的放电蚀除点分别 局限在很小的范围内；否则，像持续电弧放电那样，使表面 烧伤而无法用作尺寸加工。为此，电火花加工必须采用脉冲 电源。
因此，在电火花加工过程中必须具有工具电极的自动进 给和调节装置
• “不接触加工”是电火花加工与普通切削加工的不同之处。正常 电火花加工时工件和工具电极有一放电间隙，工件以Vw的速度 不断被蚀出，间隙S将逐渐扩大，必须使电极工具以速度Vd补偿 进给以维持所需的放电间隙；
• 如果进给量Vd大于工件的蚀出速度Vw，则间隙S将逐渐变小，此 时电蚀产物难以及时排除，从而产生二次放电，使能量消耗在电 蚀产物的重熔上，同样会使加工速度降低，加工面烧伤。
）。这样放电时，产生大量的热，足以使任何导电材料局部 熔化或气化。 • （5）脉冲放电需要重复多次进行 • 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
Байду номын сангаас
电火花加工的特点
• 拉弧现象在电火花加工中常常发生，一旦出现，它将直接影响到 加工的稳定性，降低其加工速度和加工质量。
• 在实际加工中，为确保加工质量，防止拉弧，我们往往则采取：
(1)在加工小面积工件时，由于它的局部电蚀产物浓度过高，放 电后的余热未及时传播扩散，一般取较小的峰值电流，其电 流密度可维持在3-5A/cm2范围内。
• 当间隙值等于零(S=0)时，则形成短路。虽然短路本身既不产生 材料蚀出，也不损伤电极，但在短路处造成了一个热点，而在短 路数次后，自动调节系统使工具电极在回退消除短路时又很容易 引发“拉弧”（指电压击穿空气时候的放电现象）。
为此，在电火花加工过程中，尤其在 由粗―中―精转换加工规准之后，要维持 一定的放电间隙，必须重新调节主轴进 给量旋钮才能达到稳定进给的加工状态， 即使在同一规准下，当加工面积或加工 深度有了较大的变化时，也应重新调节 进给旋钮，以防出现不稳定加工状态和 短路现象。
第三章 电火花加工
3.1 概述
• 电火花加工的定义 是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的 火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除 下来。因放电过程中可以见到火花，故称之为电火花加 工。日本、美国、英国称之为放电加工，前苏联也称为 电蚀加工。
• 即：电火花加工＝放电加工＝电蚀加工 • 电火花放电时火花通道中瞬时产生大量的热，达到很高
电火花加工的特点
• ③脉冲放电持续的时间极短，产生的热传导局限在很小的范 围内，材料被加工表面受热影响的范围小。
• ④工具电极材料无须比工件材料硬；加工时无切削力； • 加工时工具和电极不接触，由于两者的宏观作用力很小，工
具电极不需比工件材料硬，因此工具电极制造容易。加工过 程中没有显著的“切削力”。因而一切小孔、深孔、弯孔、 窄缝和薄壁弹性件等，它们不会因工具或工件刚度太低而无 法加工；各种复杂的型孔、型腔和立体曲面，都可以采用成 型电极一次加工，不会因加工面积过大而引起切削变形。 • ⑤直接使用电能加工，便于实现自动化；并可以减少机械加 工工序，加工周期，劳动强度低，使用维护方便。 • ⑥不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷；
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。
实现电火花加工的条件
（1）工具电极和工件之间要保持一定的放电间隙
这一间隙随着加工条件而定，通常只有几微米至几百微 米。
如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，因而不会 产生火花放电。
如果间隙过小，很容易形成短路接触，同样也不能产生 火花放电。
• 液体介质还能将电火花加工过程中产生的金属小屑、碳黑 等电蚀产物从放电间隙中悬浮排出，并且对电极和工件表 面有较好的冷却作用。
• 对导电材料进行尺寸加工时，两极间为液体介质；进行材料 表面强化时，两极间为气体介质。
• 实现电火花加工的条件
• （4）输送两极间的能量要足够大 • 即放电通道要有很大的电流强度（一般为105～1016A/cm2
• 1）电火花加工的优点
• ① 电火花加工能加工普通切削加工方法难以切削的材料；
由于加工中材料的去除是靠放电时的电热作用实现的，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、热导率、电阻率等，而几乎与其力学性能（如 硬度、强度等）无关。这样可以突破传统的切削加工对刀具的 限制，可以实现用软的工具加工硬韧的工件，甚至可以加工像 金刚石、立方氮化硼一类的超硬材料。