电火花穿孔成型加工
电火花穿孔成形加工
第二章 电火花加工 2. 多电极更换法(如图2-23所示)
粗加工电极
精加工电极
(a) 粗 加 工
(b) 更 换 大 电 极 精 加 工
图2-23 多电极更换法
第二章 电火花加工 3．分解电极加工法(如图2-24所示)
图2-24 分解电极加工法
第二章 电火花加工
（二）电极准备 1. 电极材料选择
第二章 电火花加工 2. 电极设计
加工电极
实线为工件电极的 理论形状、尺寸
要加工出的工件型腔
虚线为工件电极修正后 的理论形状、尺寸
图2-25 电极补偿图
第二章 电火花加工
1) 电极的结构形式 (1) 整体电极。
电极柄
减轻孔 电极
冲油孔
(a)
(b)
图2-26 整体电极
第二章 电火花加工
L2 L1
1
2
1—标 准 套 筒 ； 2—电 极
图4-24 标准套筒形夹具
第二章 电火花加工
1
2
1—钻 夹 头 ； 2—电 极 图4-25 钻夹头夹具
第二章 电火花加工 图4-26 螺纹夹头夹具
第二章 电火花加工
当电极采用石墨材料时，应注意以下几点： (1) 由于石墨较脆，故不宜攻螺孔，因此可用螺栓或压
工件 (凹 模 )
凸模刃口 主轴头
工件 (凹 模 )
主轴头
凸模 (冲 头 ) 工件 (凹 模 )
凸模刃口
(a) 加 工 前
切除部分 (紫 铜 电 极 ) (b) 加 工 后
(c) 切 除 损 耗 部 分
图2-19 间接配合法
第二章 电火花加工 3．修配冲头（即凸模）法
主轴头
工具电极 工件 (凹 模 )
电火花加工工艺及加工前准备工作
电火花加工主要是由三个部分组成的，一个是电火花加工准备工作、一个是电火花加工、一个是电火花加工检验工作。
其中，电火花加工可以加工通孔和盲孔，前者被称为电火花穿孔加工，后者被称为电火花成形加工。
他们不仅名称不同，加工工艺方法上也有所区别，下面我们就来具体介绍一下。
一、电火花穿孔加工方法凹模的尺寸精度主要依靠的是工具电极来保证的，因此，对工具电极的精度和表面粗糙度都会有一定的要求。
因此，只要工具电极的尺寸精确，用它加工出的凹模尺寸也是比较精确的。
用电火花穿孔加工有较多的工艺方法，在实际中应根据加工对象、技术要求等因素灵活地选择。
穿孔加工的具体方法主要有以下几种：1、间接法间接法的优点是可以自由选择电极材料，电加工性能好。
因为凸模是根据凹模另外进行配置的，所以凸模和凹模的配合间隙与放电间隙无关。
间接法的缺点是电极与凸模分开制造，配合间隙难以保证均匀。
2、直接法直接法的优点是可以获得均匀的配合间隙、模具质量高。
无须另外制作电极。
无须修配工作，生产率较高。
直接法的缺点是不能自由选择，工具电极和工件都是磁性材料，易产生磁性，电蚀下来的金属屑可能被吸附在电极放电间隙的磁场中而形成不稳定的二次放电，使加工过程不稳定，故电火花加工性能较差。
电极和冲头连在一起，尺寸较长，磨削时比较困难。
3、混合法混合法的特点是可以自由选择电极材料，电加工性能好。
无须另外制作电极。
无须修配工作，生产率较高。
二、电火花成形加工方法1、单工具电极直接成型法单工具电极直接成型法是指采用同一个工具电极完成模具型腔的粗、中及精加工。
2、多电极更换法多电极更换法是指根据一个型腔在粗、中、精加工中放电间隙各不相同的特点，采用几个不同尺寸的工具电极完成一个型腔的粗、中、精加工。
3、分解电极加工法分解电极加工法时根据型腔的几何形状，把电极分解为主型腔电极和副型腔电极，分别制造。
先用主型腔电极加工出主型腔，后用副型腔电极加工尖角、窄封等部位的副型腔。
电火花穿孔成形加工评价
电火花穿孔成形加工评价电火花穿孔成形加工是一种常见的金属加工方法，它利用电火花的高温和高能量，通过电火花放电的方式将金属材料局部熔化并排出，从而实现零件的加工。
在实际应用中，电火花穿孔成形加工具有许多优点和一些局限性，下面将对其进行评价。
电火花穿孔成形加工具有较高的加工精度。
由于电火花放电的能量高，可以实现对金属材料的非常精细的加工。
因此，电火花穿孔成形加工常被用于加工精密零件，如模具等。
同时，电火花穿孔成形加工还可以在硬质材料上进行加工，如钢材等，这也是其它加工方法无法比拟的优势之一。
电火花穿孔成形加工具有较好的加工效率。
由于电火花放电的瞬间能量非常高，因此可以在很短的时间内完成加工过程。
这对于一些需要高效率加工的场合非常有用，可以有效提高生产效率。
此外，电火花穿孔成形加工还可以实现多孔加工，即一次穿孔可以实现多个孔的加工，进一步提高了加工效率。
然而，电火花穿孔成形加工也存在一些局限性。
首先，由于电火花放电过程中会产生大量的废渣，因此需要进行清理，增加了工艺复杂度和生产成本。
其次，电火花穿孔成形加工对材料的要求较高，一些低导电性的材料难以进行穿孔加工。
此外，由于电火花放电产生的高温容易引起材料变形和烧伤等问题，因此需要严格控制加工参数。
针对以上评价，可以得出结论：电火花穿孔成形加工具有高精度和高效率的优点，适用于加工精密零件和硬质材料。
然而，它也存在工艺复杂、对材料要求高以及加工参数控制难度较大等局限性。
因此，在实际应用中，需要综合考虑加工要求和工艺条件，选择合适的加工方法。
电火花穿孔成形加工是一种具有一定优点和局限性的金属加工方法。
在实际应用中，需要根据具体情况进行评估和选择，以实现最佳的加工效果。
希望通过本文的评价，读者能对电火花穿孔成形加工有更深入的了解。
特种加工电火花穿孔成形
(1)工具和工件间主要只有一个相对的伺服进给运动；
(2)工具为成形电极、与被加工表面有相同的截面和相应的形状；
(3)穿孔加工：
加工各种冲模、挤压模、粉末冶金模、各种异形孔及微孔等；
(4)型腔加工：
加工各类型腔模及各种复杂的型腔零件；
(5)约占电火花机床总数的30％，典型机床有D7125,D7140等电火花穿孔成形机床。
1）直接法
直接法适合于加工冲模，是指将凸模长度适当增加，先作为电极加工凹模，然后将端部损耗的部分去除直接成为凸模，直接法加工的凹模与凸模的配合间隙靠调节脉冲参数、控制火花放电间隙来保证
直接法的优点是：
(1)可以获得均匀的配合间隙、模具质量高。
(2)无须另外制作电极。
(3)无须修配工作，生产率较高
直接法的缺点是：
4）二次电极法
利用一次电极制造出二次电极，再分别用一次和二次电极加工出凹模和凸模，并保证凸、凹模的配合间隙。
（六）工具电极
（1）电极材料选择凸模一般选优质高碳钢T
8A、T10A或铬钢Cr
12、GCr15，硬质合金等。凸、凹模不要选同种钢材型号，否则电火花加工时更不易稳定。
（2）电极设计
1尺寸精度不低于IT7级；
BB14000GyL3
BBGySR1
BB3000B300GyL1
B72000BB72000GxL2
B100000B1000GyL1
B158000BB158000GxL2
BB300000GxL1
姓名：
学号：
班级：
（四）电火花加工条件
４.１进行电火花加工必须具备三个条件：
(1)必须采用脉冲电源；
(2)必须采用自动进给调节装置，以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙；
电火花穿孔成型加工
特种加工电火花穿孔成形加工（苏州科技学院机电系）班级：机械0811姓名：* *学号：**********电火花穿孔成形加工1、背景进入20世纪50年代后，随着市场发展和科学实验的需要，很多工业部门，尤其是国防工业部门，要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化等方向发展，它们所需要的材料愈来愈难加工，零件愈来愈复杂，加工精度、表面粗糙度和某些特殊要求也愈来愈高。
由于传统的切削加工很难满足这些要求，因此，人们开始探索其它能量的加工方法，如电、化学、光、声等。
特种加工也就是在这种情况下产生了。
2、特种加工的涵义特种加工是区别于传统的切削加工的新型加工方法。
它主要不是依靠机械能、切削力进行加工，而是用软的东西（甚至不用刀具）加工硬的工件，可以加工各种难加工材料、复杂表面和某些特殊要求的零件。
像电火花加工、电化学加工、激光加工、超声加工、快速成形加工等都属于特种加工方法。
早在20世纪50年代中期，我国就已经研制出电火花穿孔、电火花表面强化等机床。
到今天，我国的电火花应用技术已经相当成熟，而且也扩展到了更多的材料加工领域，像电火花穿孔成形加工、电火花切割加工等。
3、电火花加工的原理及特点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，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。
图1 电火花加工原理图电火花加工过程大致可分为四个阶段：(1) 极间介质的电离、击穿，形成放电通道(如图2(a)所示)；(2) 电极材料的熔化、气化热膨胀(如图2 (b)、(c)所示)；(3) 电极材料的抛出(如图2 (d)所示)；(4) 极间介质的消电离(如图2 (e)所示)。
图2 电火花加工过程3.1 电火花加工条件进行电火花加工必须具备三个条件：(1) 必须采用脉冲电源；(2) 必须采用自动进给调节装置，以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙；(3) 火花放电必须在具有一定绝缘强度（10～107Ω•m）的液体介质中进行。
电火花穿孔成形加工
03
平衡策略
在加工过程中，需要找到加工效率与精度的平衡点，通过合理的参数调
整和工艺优化，实现高效高精度的电火花穿孔成形加工。
Hale Waihona Puke 新型电极材料的研究与应用传统电极材料
传统的电极材料如铜、石墨等在电火花穿孔成形加工中广泛应用，但它们存在一些局限性 ，如易损耗、易产生电极污染等。
新型电极材料
为了解决这些问题，研究者们正在研究新型的电极材料，如陶瓷、金刚石等。这些新型电 极材料具有高硬度、低损耗、低电极污染等优点，有望在电火花穿孔成形加工中替代传统 电极材料。
应用前景
随着新型电极材料的研发和应用，电火花穿孔成形加工的效率和精度有望得到进一步提升 ，同时还能降低加工成本和减少环境污染。
智能化与自动化技术的应用
智能化技术
智能化技术如人工智能、机器学习等在电火花穿孔成形加工中具有广阔的应用前景。通过智能化技术，可以实现加工 过程的自动监控、自动调整参数、自动预测和补偿等功能，从而提高加工效率和精度。
通过精确控制放电参数和电极位置，可以实现微米级甚至纳米级 的加工精度，满足高精度加工需求。
适用范围广
01
电火花穿孔成形加工可以加工各 种硬、脆、软等材料，如淬火钢 、硬质合金、玻璃、宝石等。
02
由于其非接触加工的特性，适用 于各种复杂形状和深孔的加工， 如模具、刀具、精密零件等。
加工效率高
电火花放电过程中，电极与工件之间 产生大量的热量，可以迅速熔化和汽 化材料，从而实现高效加工。
背景
随着制造业的发展，对高精度、高效率的加工技术需求日益增加 。电火花穿孔成形加工因其高精度、高效率、低成本等优点，在 航空、汽车、模具等领域得到广泛应用。
电火花穿孔成形加工的定义
电火花的加工方法
电火花的加工方法电火花加工是一种常见的金属加工技术，它通过放电产生的高温和高能量来去除材料表面的金属层，从而形成所需的结构和形状。
电火花加工主要适用于硬度高、脆性大且难以加工的材料，比如硬质合金、陶瓷、高速钢等。
下面将详细介绍电火花加工的原理和操作方法。
一、电火花加工的原理电火花加工的原理是利用脉冲电流在工作液和工作电极间产生的电火花，通过放电的高温瞬间熔化金属，并通过工作液中的冷却和冲击作用将熔化金属排除，实现材料的加工。
电火花加工的主要过程包括穿孔、切割和磨削三个过程：1. 穿孔过程：在工作电极和工作液之间应用电压，形成电火花，使材料表面发生高温和高压的电脉冲，从而产生孔洞。
2. 切割过程：通过控制电脉冲的频率和工作台的移动速度，使电火花在材料表面连续发生，从而将材料切割成所需的形状。
3. 磨削过程：利用电火花的高温和高能量，使加工表面发生融化、氧化和脱层等现象，从而实现磨削效果。
二、电火花加工的操作方法电火花加工的操作方法主要包括设备准备、参数设置、加工操作等步骤：1. 设备准备：首先需要准备好电火花加工机床和相关的工作液。
机床主要包括电源、工作台、工作电极等组成部分，而工作液则是用于冷却和冲击切割区域的介质，例如蜡、油等。
同时，还需要根据加工材料的性质选择适当的工作电极和工作液。
2. 参数设置：根据材料的性质和加工要求，设置适当的加工参数，包括脉宽、频率、电压、放电电流、冲击时间等。
这些参数的选择直接影响到加工效果和质量，需要根据实际情况进行调试和优化。
3. 加工操作：首先将需要加工的材料固定在工作台上，调整工作电极和工作台的相对位置，使电火花能够正常放电。
然后根据设定的参数进行加工操作，控制放电时间和放电能量，使电火花在材料表面均匀地进行放电和冲击。
同时，需要及时调整工作液的温度和流量，以保证加工过程中的冷却和冲击效果。
4. 检查和清洁：加工完成后，需要对加工件进行检查和清洁。
检查加工质量是否符合要求，是否有瑕疵和缺陷等。
电火花成型机床加工
电极拼块
定位销
固定螺钉
图4 镶拼式电极
• 电极的尺寸 1) 电极的横截面尺寸
垂直于电极进给方向的电极截面尺寸称为电极 的横截面尺寸。 穿孔加工所获得的凹模型孔要 比电极的横截面轮廓均匀扩大一个放电间隙。 当按型孔尺寸确定电极的横截面尺寸时， 电极 的轮廓应比型孔轮廓均匀缩小一个放电间隙， 如图5所示。 与型孔尺寸相对应的电极尺寸为
2. 修配凸模法 凸模和工具电极分别制造， 在凸模上留有一 定的修配余量， 钳工按电火花加工好的凹模 型孔修配凸模， 达到所要求的凸、 凹模冲裁 间隙。
3. 配作电极法 工具电极和凸模分别制造， 但电极的断 面尺寸根据凸、 凹模冲裁间隙的要求， 以及所选电规准的放电间隙进行配作， 使电火花加工后的凹模与凸模配合后能 获得所要求的冲裁间隙。
• 电极沿横截面轮廓均匀增大或缩小的数值 为 1 a1 = Z − 2δ 2
式中， a1为电极沿横截面轮廓的均匀增大或缩小量； Z为 凸、 凹模冲裁间隙(双面)； δ为单边脉冲放电间隙。
2) 电极的长度尺寸 电极的长度取决于凹模的结构形式、 型 孔的复杂程度、 加工深度、 电极材料、 电极使用次数、 装夹形式及电极制造工 艺等一系列因素， 可按图6进行计算：
式中h——电极垂直方向总高度，mm。 h1——电极垂直方向的有效尺寸，mm h2——考虑加工结束时，避免电极固定板和模 板相撞，和使同一电极能多次使用等因素而增 加的高度，一般5-20mm H1——型腔垂直方向的尺寸（型腔深度）， mm； C1——粗规准加工时电极端面相对磨损率， 其值小于1%； C2 ——中精规准加工时电极端面相对损耗率，其
2 1 3 d 1 d 4 4 3 2
δ1
δ2 δ3
Z/2
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电火花穿孔成型加工
主要用途及适用范围
高速电火花穿孔机采用电极管（黄铜管、紫铜管）作为工具电极利用电火花放电蚀除原理，在电极（空心铜管）与工作之间施加高频脉冲电源形成小脉宽，大峰值电流的放电加工，辅以高压水冷却排渣，使工件的蚀除速度大加快，特别适用于在不锈钢，淬火钢、铜、铝，硬质合金等各种导电材料上加工直径Φ0.2～Φ3.0之间的深小孔,深径比最高可达300:1,可直接在工件的斜面,曲面进入加工, 本机床主要用于电火花线切割加工的穿丝孔、化纤喷丝头、喷丝板的喷丝孔、滤板、筛板的群孔、发动机叶片、缸体的散热孔、液压、气动阀体的油路、气路孔等。
也可用于蚀除折断在工件中的钻头,丝锥等,而不损坏原孔成螺纹。
特点：
1.能加工孔径Φ0.2～Φ3.0? mm，最大深径比能达300：1以上；
2.加工速度每分钟可达30～60mm；
3.能加工不锈钢、淬火钢、硬质合金、铜、铝等各种导电材料；
4.能直接从斜面、曲面穿入；
5.具有电极自动修复功能，提高加工孔的精度；
6.带集中润滑系统，以及专业手控装置
7.具有掉电记忆功能
8.数控轴具有反向间隙补偿功能
9.具有数控轴人工清零功能（设定相对零位）
10.X、Y、Z轴采用滚珠丝杠,直线导轨；
11.X、Y、Z轴都采用伺服电机驱动，控制精度0.001mm；
12.具有加工孔位编程功能以及加工参数编程功能
13.可选配C轴（旋转轴）实现四轴数控，为一些特定产品的小孔加工
提供了解决方案；
电火花磨削和镗削加工。
磨削各种工件，如小孔、深孔、内圆、外圆、平面等磨削和成型磨削。
图3-11 Dk6825数控旋转电火花机床加工范围
图3-12 电火花镗磨
14.5．加工各种成型刀、样板、工具、量具、螺纹等成型零件。
15.6．刻字、打印铭牌和标记。
16.7．表面强化。
如金属表面高速淬火、渗氮、渗碳、涂覆特殊材料及合金
化等。
17.8．辅助用途。
如去除折断在工件中的丝锥、钻头，修复磨损件，跑合齿
轮啮合件等。