电火花加工原理及特点
电火花加工原理和特点
电火花加工原理和特点电火花加工是利用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加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。
1943年，苏联学者拉扎连科夫妇研究发明电火花加工，之后随着脉冲电源和控制系统的改进，而迅速发展起来。
最初使用的脉冲电源是简单的电阻-电容回路。
50年代初，改进为电阻-电感-电容等回路。
同时，还采用脉冲发电机之类的所谓长脉冲电源，使蚀除效率提高，工具电极相对损耗降低。
随后又出现了大功率电子管、闸流管等高频脉冲电源，使在同样表面粗糙度条件下的生产率得以提高。
60年代中期，出现了晶体管和可控硅脉冲电源，提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗，并扩大了粗精加工的可调范围。
到70年代，出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲和可调波形脉冲等电源，在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具电极损耗等方面又有了新的进展。
在控制系统方面，从最初简单地保持放电间隙，控制工具电极的进退，逐步发展到利用微型计算机，对电参数和非电参数等各种因素进行适时控制。
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，温度可高达一万摄氏度以上，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。
第二章 电火花加工
二、电火花加工的特点 1、非接触加工，无宏观切削力 2、适合于难切削导电材料的加工 3、有电极损耗 4、加工速度较慢 5、可加工特殊及复杂形状的表面
三、电火花加工的适用范围 1、加工任何难加工的金属材料和导电材料 2、加工材料复杂的表面 3、加工薄壁、异形小孔、深小孔等有特殊 要求的零件。
第三节 电火花加工设备和工作液
一、电火花加工机床 1、机床总体部分（电火花穿孔成形机床）——主 轴头、床身、立柱、工作台及工作液槽 2、主轴头要求（精度和刚度） 1）结构简单 2）传动链短 3）传动间隙小 4）热变形小 5）具有足够的精度和刚度
3）工具电极夹具（十字铰链式和球面铰链 式）——调节工具电极和工作台的垂直度、 工具电极在水平面内微量的扭转角。
1）工件接脉冲电源的正极——正极性加工 2）工件接脉冲电源的负极——负极性加工 思考：短脉冲与长脉冲适合哪种极性加工， 那一种适合精加工？
短脉冲——正极性——精加工 长脉冲——负极性——粗加工
3）正极吸附效应 ——黑膜只能在正极表面生成，所以只 能使用负极性加工 影响吸附效应的因素： 峰值电流、脉冲间隔一定时，碳黑膜厚度随着脉冲 宽度的增加而增加。 脉冲宽度、峰值电流一定时，碳黑膜厚度随着脉冲 间隔增大而减薄。 冲抽油压力也会对吸附效应有影响，过大的油压会 冲走带电碳粒子，减少吸附效应。
三、小孔电火花加工 工艺 1、适于Ф 0.3～ Ф 3mm，深径比可超 200以上。为了改善 排屑条件，采用电磁 振动头或超声波振动 头。可采用空心管电 极中部冲油。
四、异形小孔的电火花加工——主要是异 形电极的制造及装夹。 1、冷拔——采用电火花线切割加工并配合 钳工修磨制成异形电极的拉丝模。 2、电火花线切割加工整体电极 3、电火花反拷加工整体电极（见图4-31）
电火花加工的原理和应用范围
电火花加工的原理和应用范围原理电火花加工（Electrical Discharge Machining，简称EDM）是一种采用电脉冲的非接触式加工方法，通过在工件表面产生强烈的电火花放电来加工材料。
其原理如下：1.每个电火花发生时，电脉冲会在工件和电极之间产生高能量的放电，使工件表面的金属材料被熔化或蒸发。
2.这种放电过程产生的高能量热量能够使金属材料发生化学反应，并且被熔化的金属颗粒会被冲击力推开，从而实现对材料的加工和切削。
3.在放电过程中，电极和工件之间会切削摩擦，并在电极上形成坑槽。
通过控制放电时间、电流和电压等参数，可以实现对工件表面形状和尺寸的精确控制。
应用范围电火花加工技术具有以下特点，使其被广泛应用于各个工业领域：1.加工硬度高、脆性材料：电火花加工可以处理高硬度和脆性材料，例如硬质合金、陶瓷、石英等。
这些材料在传统机械加工中难以加工，而电火花加工可以通过放电破坏材料的结构来实现加工目的。
2.制造复杂形状和细小尺寸零件：电火花加工可以实现对工件表面的精确控制，因此适用于制造复杂形状和细小尺寸的零件。
例如模具、模塑部件和微细加工等领域。
3.加工高温材料：由于电火花加工过程中金属不直接接触，可以避免热影响区的产生。
因此，可以用于加工高温材料，例如高温合金和陶瓷复合材料。
4.效率高、成本低：相对于传统的机械加工方法，电火花加工可以提高加工效率和降低成本。
它不需要特殊刀具、适用于各种材料，并且可以同时加工多个工件，从而提高生产效率。
5.适用于特殊形状的孔洞加工：电火花加工可以实现对工件内部和特殊形状孔洞的加工，例如冲模、喷嘴和轴承等内部结构。
综上所述，电火花加工技术具有广泛的应用范围，并在诸多领域取得了成功应用。
在今后的发展中，随着科学技术的不断进步，电火花加工技术将进一步完善，为工业制造带来更多的便利和创新。
电火花加工的基本原理基本特点和用途
电火花加工的基本原理、基本特点和用途1. 简介电火花加工是一种利用脉冲电流在工件表面产生电火花放电，通过放电产生的高温和高压力，将工件上的材料剥离或融化的先进加工技术。
2. 基本原理电火花加工的基本原理是利用电火花放电形成的高温、高速电浆等物理效应，在工件表面加工上形成微小的卸载和击打，从而使表面材料脱落或产生微小的坑洞等效果。
其原理可以概括为以下几个步骤：•通过电极间的电解质液形成电晕放电。
•电火花发生时，加工电极上的放电区内产生极高温度和压力。
•高温和高压力使材料表面受到局部熔融、汽化和剥落等作用。
•下一个脉冲的放电击打在已剥落的材料表面，进一步清除表面氧化物。
3. 基本特点电火花加工具有以下基本特点：3.1 非接触加工电火花加工是一种非物理接触的加工方式，电极不直接接触工件表面，避免了因接触而带来的磨损、变形等问题。
因此，适用于对硬度较高的材料进行加工，如淬火钢、硬质合金等。
3.2 微细加工能力电火花加工可以在微小的加工区域内进行精密加工，最小加工尺寸可以达到几个微米甚至更小。
这使得电火花加工在制造微型零部件、精密模具等领域有广泛的应用。
3.3 高表面质量由于电火花加工不涉及机械接触，因此能够在工件表面获得较高的加工质量。
通常情况下，电火花加工的表面粗糙度可以控制在Ra 0.2微米左右。
3.4 加工硬材料能力电火花加工不受工件材料硬度的限制，可以加工各种硬度的金属和非金属材料，包括硬质合金、不锈钢、陶瓷等。
4. 应用领域电火花加工在现代制造领域有广泛的应用，主要包括以下几个方面：4.1 模具制造电火花加工在模具制造中被广泛应用。
模具是制造业中不可或缺的工具，而电火花加工可以在制造过程中加工出高精度、高质量的模具零件，满足各种复杂形状的需求。
4.2 零部件制造电火花加工可以用于制造各种微型零部件，例如发动机喷油嘴、微机械零件等。
其微细加工能力和高表面质量使其成为制造微型零部件的理想选择。
4.3 表面处理电火花加工可以用于对金属表面进行清洁、修复和改性处理。
电火花加工的原理和应用
电火花加工的原理和应用一、电火花加工的原理电火花加工是一种非接触加工方法，通过放电产生的高温和脉冲能量来消融工件材料，并采用局部放电的方式在工件表面形成微小的坑穴。
具体的原理如下：1.放电原理: 电火花加工利用脉冲电流和脉冲电压之间的间隔放电原理。
当电极与工件之间的间隙达到一定数值时，由于间隙中的电介质不能绝缘放电，从而在电极和工件之间产生脉冲放电。
2.火花裂纹和焊覆制造: 在电火花放电时，放电能量会聚集在放电区域，使材料发生瞬时融化、汽化和轰炸，形成微小的坑穴。
通过控制放电时间和间隔，可以实现花纹制造、裂纹加强和焊接修复等操作。
3.放电能量和能量密度: 电火花加工的放电能量取决于脉冲电流和脉冲电压的幅值。
较高的能量密度可以实现更高的加工速度和更深的放电深度，但也会导致较高的加工表面粗糙度。
二、电火花加工的应用电火花加工由于其特殊的加工原理和优越的加工性能，在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域：1.模具加工: 电火花加工可用于模具的制造和修复。
通过电火花加工，可以在金属材料上形成复杂的模具形状，如细小的孔、溜槽和异形表面。
此外，还可以利用电火花加工修复损坏的模具，提高模具的使用寿命。
2.航空航天: 电火花加工在航空航天行业中广泛应用于复杂零件的制造。
例如，通过电火花加工可以在高温合金中制造出精确的涡轮叶片、燃烧室喷雾孔和气动导向槽等关键零部件。
3.微细加工: 电火花加工可以用于微尺度的加工。
由于电火花加工的非接触性和微弧形成机制，可以实现微观损伤的最小化，并精确地制造微细结构，如光学纤维连接器、微孔板和微芯片等。
4.医疗器械: 电火花加工在医疗器械的制造中有着重要的应用价值。
例如，通过电火花加工可以实现精密的切削、激光烧蚀和微弧形成，这些技术可以用于制造心脏起搏器、人工关节和牙科植入物等。
5.汽车制造: 电火花加工在汽车制造中被广泛应用于发动机零件、传动系统和制动系统等关键部件的加工。
电火花加工工艺原理
电火花加工工艺原理电火花加工工艺是一种先进的金属加工技术，它利用电火花放电的原理来加工各种复杂形状的金属工件，具有高精度、高效率的特点。
本文将介绍电火花加工的工艺原理及其应用。
一、电火花加工的工艺原理电火花加工是利用电极间产生的电火花放电来加工金属工件的一种加工方法。
其基本原理是通过在工作液中形成电火花放电，使电极和工件之间的物质得以熔化和蒸发，从而实现金属的加工和雕刻。
1. 电火花放电原理电火花放电是指在两个电极之间形成了高电压和高频率的电弧放电现象。
在电火花加工中，通过控制脉冲电流，使电极和工件之间产生高频率、低能量的电火花放电。
放电时，电极和工件之间的电气能量会被转化为热能，使局部区域的温度瞬间升高，金属发生熔化和蒸发。
2. 工作液的作用工作液在电火花加工中起到冷却和冲击的作用。
当电极和工件之间放电时，会产生大量的热量，如果没有适当的冷却措施，会导致电极和工件过热，甚至损坏。
工作液可以通过冷却电极和工件，降低温度，保证加工质量。
工作液还能冲击熔化和蒸发的金属颗粒，防止其重新附着在工件表面，保证加工效果。
常用的工作液有脱脂剂、冷却液和去离子水等。
3. 电极和工件的选择在电火花加工中，电极和工件的选择对加工效果至关重要。
一般情况下，电极采用导电性好的材料，如铜、铜合金等，而工件则可以选择硬度较高的金属材料，如钢铁、铝合金等。
二、电火花加工的应用电火花加工广泛应用于模具制造、航空航天、汽车零部件、电子元件等领域。
其优点是可以加工各种复杂形状的工件，无需切削力，不会产生应力和变形，加工精度高。
1. 模具制造电火花加工在模具制造中有着重要的应用。
模具通常具有复杂的形状和细小的结构，传统的机械加工难以满足加工要求。
而电火花加工可以通过控制电极的运动轨迹和放电参数，精确地加工出模具的形状和细节，提高模具的加工精度和质量。
2. 航空航天在航空航天领域，电火花加工被广泛应用于加工航空发动机的复杂零部件。
航空发动机通常由大量的叶片和导向器组成，其形状复杂，表面光滑度要求高。
电火花加工的基本原理、特点和适用范围
电火花加工的基本原理、特点和适用范围1、电火花加工的基本原理：基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电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。
2、电火花加工的特点：（1）电火花加工属不接触加工。
（2）加工过程中没有宏观切削力。
（3）易于实现加工过程自动化。
3、电火花加工的适用范围（1）适合于难切削材料的加工（2）可以加工特殊的零件（3）可以加工复杂形状的零件（4）可以改进结构设计，改善结构的工艺性4、电火花加工的局限性（1）只能用于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电火花线切割加工的基本原理和特点1、电火花线切割加工的基本原理：利用移动的细金属丝(铜丝或钼丝)作为工具电极(接高频脉冲电源的负极)，对工件(接高频脉冲电源的正极)进行脉冲火花放电、切割成形。
根据电极丝的运行速度，电火花线切割机床通常分为两大类：（1）高速走丝电火花线切割机床（快走丝）（2）低速走丝电火花线切割机床（慢走丝）2、电火花线切割加工的工艺特点（了解）数控电火花加工机床电火花加工机床及其组成1、国产电火花穿孔、成形加工机床的型号与参数1985年起国家把电火花穿孔成形加工机床定名为D7l系列，其型号表示方法如下：2、数控电火花穿孔、成形加工机床的组成：包括（1）主机、（2）电源箱、（3）工作液循环过滤系统、（4）伺服进给系统。
数控电火花穿孔成形加工机床的机械装置1、HCD300K电火花加工机床简介2、数控电火花穿孔成形加工机床的主要机械装置数控电火花线切割机床组成：床身、坐标工作台、走丝机构、丝架、工作液箱、附件和夹具等组成。
数控电火花线切割机床的型号与参数1、电火花线切割机床的型号与参数数控电火花线切割机床型号表示方法如下：例如：DK7725表示工作台横向行程为250mm的数控电火花线切割机床。
2、数控电火花线切割机床的主要技术参数包括：1）工作台行程(纵向行程×横向行程)；2）最大切割厚度；3）加工表面粗糙度；4）加工精度；5）切割速度；6）数控系统的控制功能等。
电火花加工的基本原理特点及应用场合
电火花加工的基本原理特点及应用场合电火花加工（EDM）是一种利用电火花放电来加工材料的非传统加工方法。
它适用于任何导电的材料，如金属、合金、陶瓷等。
电火花加工的基本原理是：在加工过程中，由两个电极之间建立电场，当电场强度达到一定值时，就会在工件表面产生电火花放电，使工件表面上的微小粒子得到熔化或者蒸发，从而实现加工的目的。
1.适用性广泛：电火花加工可以处理各种导电材料，包括高硬度、高强度和高耐磨性的材料。
它可以加工复杂的形状和小尺寸的工件，同时还可以进行深孔加工和内外环加工。
2.安全性高：电火花加工不直接与工件接触，因此不会对工件产生物理应力和变形。
另外，由于加工过程中会产生水冷剂或者油冷剂来降低温度，所以工件不会因为过热而产生热变形。
3. 精度高：电火花加工可以实现高精度的加工，其精度可以达到0.01mm左右。
而且由于电火花加工是非机械接触的加工方式，因此可以避免因为刀具磨损而造成的加工误差。
4.表面质量好：由于电火花加工是通过熔化和蒸发的方式进行加工的，所以在加工过程中没有切削和压痕，工件表面光洁度和粗糙度都可以达到要求。
1.模具行业：电火花加工可以用于制造高精度的模具，如塑料模具、铝合金模具、压铸模具等。
它可以加工出复杂的形状和细小的孔洞，并且可以保证模具的精度和表面质量。
2.航空航天行业：电火花加工可以用于制作航空航天行业的零部件，如叶片、导向器、火花塞等。
它可以实现复杂的形状和高精度的加工，并且可以保证零部件的强度和耐磨性。
3.医疗器械行业：电火花加工可以用于制造医疗器械的各种零部件，如人工关节、植入物等。
它可以加工出精确的形状和尺寸，并且可以保证医疗器械的表面光洁度和粗糙度。
4.电子行业：电火花加工可以用于制造微电子器件，如集成电路、芯片等。
它可以实现微米级别的加工精度，并且可以保证器件的电气性能和尺寸精度。
综上所述，电火花加工是一种非常灵活和高精度的加工方法，它具有广泛的适用性，并且可以在各个领域中实现高精度的加工。
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3 电火花线切割加工技术
二、分类 1、按切割的轨迹分类
按线切割加工的轨迹可以将其分为直 壁切割、锥度切割和上下异形面线切 割加工（用四轴联动的线切割机床加 工）。
2、按走丝速度的大小分类
快----电极丝运行速度一般为300～ 700m/min 电极丝----钼丝 重复使用
光整加工时可小于0.005 mm。 • ⑷易于实现加工过程的自动化。
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1 任务一 电火花加工原理及特点
• 2.电火花加工的不足
• ⑴只能对导电材料进行加工。 • ⑵加工精度受到电极损耗的限制。 • ⑶加工速度慢。 • ⑷最小圆角半径受到放电间隙的限制。
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2 任务二 电火花成型加工
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1 任务一 电火花加工原理及特点
三、设备
1、电火花成型----含小孔机 2、线切割----快、中、慢（图片）走丝速度
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1 任务一 电火花加工原理及特点
• 四、特点
• 1.电火花加工的优点 • ⑴能加工用切削的方法难于加工或无法加工的高硬度导
电材料。
• ⑵便于加工细长、薄、脆性零件和形状复杂的零件。 • ⑶工件变形小，加工精度高。 • 目前，电火花加工的精度可达0.01～ 0.05 mm，在精密
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图6－22 设冲油孔的电极
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2 任务二 电火花成型加工
四、电火花成型加工电极
3．电极截面尺寸的确定
图6－23 穿孔电极长度计算图
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2 任务二 电火花成型加工
五、电火花成型加工电规准选用
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3 电火花线切割加工技术
• 引入 电加工的另一种方法-------线切割 • 实验室设备 BDK---7725 数控线切割机 北京B
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2 任务二 电火花成型加工
四、电火花成型加工电极
• 2．电极的结构形式
（1）加工型孔的电极 1）整体式电极 这种电极是用整块材料加工出的
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2 任务二 电火花成型加工
四、电火花成型加工电极 • 2．电极的结构形式
（1）加工型孔的电极 2）镶拼式电极
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2 任务二 电火花成型加工
，在加工过程中
向间隙不断输出
脉冲电源。
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2 任务二 电火花成型加工
二、结构特点
4、自动进给调节系统
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2 任务二 电火花成型加工
二、结构特点
5、工作液净化及循环系统
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2 任务二 电火花成型加工
三、加工方法
型腔加工工艺方法
1）单电极加工方法 2）多电极加工法
图6－15 多电极加工示意图 1.粗加工电极 2.精加工电极3.精加工后的型腔轮廓 4.模块
四、电火花成型加工电极 • 2．电极的结构形式
（1）加工型孔的电极
3）分解式电极
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2 任务二 电火花成型加工
四、电火花成型加工电极 • 2．电极的结构形式
（1）加工型孔的电极
4）组合式电极
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2 任务二 电火花成型加工
四、电火花成型加工电极
（2）加工型腔的电极
图6－21 设排气、排屑孔的电极
工件表面微小凹坑示意图
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电火花加工平面的形成
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1 任务一 电火花加工原理及特点
一 电火花加工原理
1、加工环境
工件、电极、工作液（煤油）电
2.加工原理
高压电击穿工件与电极之间的 绝缘体（工作液）产生高温、是 工件表面一层金属被烧损，形成 极小的颗粒或被气化
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1 任务一 电火花加工原理及特点
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2 任务二 电火花成型加工
二、结构特点
• 1、机床主体
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2 任务二 电火花成型加工
二、结构特点
2.电极夹具及调整
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2 任务二 电火花成型加工
二、结构特点
3、脉 冲 电 源
脉冲电源的作
用是把交流电转
换成单向脉冲电
源，以提供能量
来蚀除金属。脉
冲电源的输出分
别接电极和制件
一 电火花加工原理 3.问题和条件
1）高压电有多高-------击穿电压； 电的性质---交流？直流？脉冲？-----直流脉
冲 2）交流---------直流----------脉冲
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1 任务一 电火花加工原理及特点
一 电火花加工原理
3.问题和条件
3）如何清除残渣余孽------工作液冲洗 降温、 消电离
4）如何自动保证跟踪间隙 间隙大? 小？-----工作电极的动作 数控
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1 任务一 电火花加工原理及特点
一 电火花加工原理
4.合理的放电间隙；
5.绝缘性能的液体介质
6.脉冲波形基本是单向的
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1 任务一 电火花加工原理及特点
二、过程
1、电 离； 2、放 电； 3、热膨胀—爆炸； 4、抛处金属—形成凹坑； 5、消电离
电加工
六教 学 模 块
1 电火花加工原理及特点 2 电火花成型加工 3 电火花线切割加工技术
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1
1 任务一 电火花加工原理及特点 一 电火花加工原理
电
是通过电
火
极与工件 之间脉冲
花
放电时的
加
电腐蚀现
工
象，有控
的
制地去除 材料，达
基
到成形工
本
件的目的
原
理
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1 任务一 电火花加工原理及特点 一 电火花加工原理
• 一、引入
• 提问 模具中心设备参数 • 1、电火花参数 • 型号 D7140P 工作台面尺寸 650*400 （x-y） • 工作行程X-----400, Y—300 Z--200 • 最大加工速度 400立方mmm/min • 最大电极重量---70kg • 加工粗糙度Ra 0.8~0.4
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D 电火花 K-数控
1.工作液箱 2.储丝筒 3.电极丝 4.供液管 5.进电块
6.工件 7.夹具 8.脉冲电源 9.纵横拖板
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27特点及用途 1、特点 电火花加工类， 不需要单独制造电极、 用一根电极丝取代专用 电极，方便、不需考虑 电极损耗 2、用途 能加工精密细 小、形状复杂的通孔零 件或零件外形、复杂的 直通型（含锥度）工件， 淬火件，冲压模具应用 广泛、不能加工盲孔
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2 任务二 电火花成型加工
四、电火花成型加工电极
• 1.电极材料的选择
从电火花加工的原理来说，任何导电材料都可以 制成电极。
电极材料的特点应该是：损耗小、成形快、加工 稳定性好、机械加工工艺性好、价格适宜和来源广。
常用的电极材料有：铸铁、钢、石墨、黄铜、紫 铜、铜钨合金和铜银合金等。