模具加工中的数控电火花加工技术
数控电火花线切割加工
数控电火花线切割加工数控电火花线切割加工技术（简称EDM）是一种高精度加工技术。
从1970年代开始，欧美等国家就开始大规模应用EDM技术进行制造业的加工，尤其是钢模等工具的加工领域。
随着科学技术的迅速发展，EDM加工技术在国内的发展越来越迅猛。
本文将深入探讨EDM加工技术的基本原理、加工特点和应用领域。
一、EDM加工技术的原理EDM加工技术是一种利用电火花的放电原理进行加工的技术。
该技术是通过在工件表面上形成一个电火花放电区域，然后通过电极在工件上移动，从而以放电所破坏的任何材料为导向面进行放电加工。
其基本原理就是用铜电极和工件之间的电场来产生放电，以达到材料加工的效果。
二、EDM加工技术的特点1、高精度EDM加工技术具有非常高的加工精度。
最小加工精度可以达到几微米。
这种精度的实现主要得益于电极和工件之间的放电距离非常短，因此实现了高精度加工。
2、适用性广EDM加工技术是一种非接触式加工技术，不会产生机械性变形，还可以对材料进行无需透过的加工。
这种特点使得EDM加工技术被广泛应用于制造业的各个领域，如钢模、微孔加工、局部加热、特种材料加工等领域。
3、加工效率高EDM加工技术擅长处理小型工件，能够以高速度进行加工，并且适合加工硬度较高的材料。
其加工速度比传统加工方式快数倍。
同时，EDM加工技术还可以实现多种复杂形状的加工。
三、EDM加工技术的应用1、模具加工在模具的制造过程中，EDM加工技术几乎不可或缺。
在制造钢模等高精度模具时，人们越来越依赖EDM加工技术来提高高精度模具的生产效率和质量。
例如EDM加工技术可以用来制造汽车制动器，轮胎、零部件等。
2、微孔加工EDM加工技术在微细加工领域也具有潜力，可以用来加工出各类细小的孔洞和小圆形孔，例如墨盒的喷嘴孔、医疗器械的药孔等。
3、局部加热EDM在融合、碳化、钎焊和热处理等领域中，可充当局部加热剂，并被广泛地应用。
四、EDM加工技术发展趋势随着科学技术的不断发展，EDM加工技术还有很多的发展方向和潜力。
《电火花线切割加工技术》课程标准
《电火花线切割加工技术》课程标准学时:72学分：4适用专业及学制：三年制、模具制造技术专业、数控技术应用、全日制审定：机电技术教学部一、制定依据本标准依据《中职国家专业教学标准》而制定。
二、课程性质本课程贯彻“项目引导、任务引领”的设计思路，在具体教学过程中，以生产岗位的实际项目为课题内容展开，再施以具体的学习任务，每个任务都有必须的理论与技能知识点，而后层层落实，做到理论与实践的有机结合。
三、课程教学目标随着电火花加工技术的日益发展与普及，急需大量高素质的能够操作电火花机床，进行模具零件加工的操作工。
基于此，学生必须掌握电火花机床的加工操作技能，提高动手能力，培养职业技术素质，增强就业能力和工作能力。
1.知识目标（1）熟练掌握电火花加工工种的工艺分析方法和操作技能，达到中级工水平；（2）了解其它常见机加工工种的工艺分析方法，具有相关工种的一般操作技能；（3）能对所使用的设备进行日常维护和保养，能识别并合理分析所用设备的常见故障；（4）能综合运用机械制造的相关知识，具备对机制产品质量进行检验、分析、和控制的初步能力；（5）具有较强的安全生产、环境保护、节约资源的意识。
2.能力目标（1）能看懂电火花线切割加工机床的工作原理图，技术参数；（2）能掌握数控电火花成型加工机床和数控电火花线切割机床的结构组成特点；（3）基本操作、日常维护保养、简单故障和加工中不正常现象的排除方法；（4）能用电火花机床加工出合格零件；（5）能熟练地使用机床的全部功能，完成中等复杂程度零件的加工；（6）能在现场分析、处理工艺及程序问题的能力，达到中级工的技能标准3.素质目标（1）培养学生认真细致的学习态度和科学的求学态度，注重动手；（1）培养学生强烈的责任心和良好的敬业精神；（3）培养学生具有互助合作的精神。
4.具体各模块教学目标（1）能掌握电脉冲机床的工作原理、技术参数；（2）会使用机床的操作面板；（3）会对机床进行日常维护和保养；（4）知道零件加工的工艺；（5）会设计电极形状，选择电极的材料；（6）会编制零件的加工程序。
第5章 电火花加工
第5章 电火花成型加工
1、碳素层的生成条件
（1）要有足够的温度 。
（2）要有足够多的电蚀产物，尤其是介质的热解产物---碳 粒子。 （3）要有足够的时间，以便在表面上形成一定厚度的碳素 层。 （ 4）采用负极性加工，因为碳素层宜在阳极表面生成。 （5）必须在油类介质中加工。
模具数控加工技术
第5章 电火花成型加工
5.3.1NH7145型数控电火花成型机用途和特点
主轴头
平动头
模具数控加工技术
第5章 电火花成型加工
模具数控加工技术
第5章 电火花成型加工
镀覆现象：
在具有一定离子导电的水介质中采用正极性加工时，会在 阴极表面撒还能够形成一层致密的电镀层的现象。
3、覆盖效应的优缺点：
在某种特定条件下由于覆盖层效应的作用，弥补了电极损 耗。如果处理不当，出现覆盖现象，将会使电极尺寸在加工 中超过了加工前的尺寸，反而破坏可加工精度。合理利用覆 盖层，有利于电极损耗。 电极低损耗加工、电极无损耗加工： 电极损耗 《 1％以下
1.为什么工具电极和工件之间必须保持合理的距离 （间隙）？【加工间隙、放电间隙】 若二电极距离过大，则脉冲电压不能击穿介质， 不能产生火花放电； 若二电极短路，则在二电极间没有脉冲能量的消 耗，也不可能实现电腐蚀加工；
两电极间的合理距离必须较小，但又不可短路；
若间隙过小（小于合理间隙），则会导致积炭， 甚至发生电弧。
一. 加工速度：
对电火花成型机：
是指在单位时间内，工件被蚀除的体积或重量。 （一般用体积）
vw=V/ t (mm3/min)
对电火花线切割机： 是指在单位时间内，工件被切面积。 (mm2/min)
一般情况下，生产厂家给出的是最大加工电流。
模具电火花加工
冲裁模具的制造
模具设计
根据产品要求和工艺要求进行模具设 计，需要考虑冲裁件的形状、尺寸、 精度要求以及材料等因素。
01
02
毛坯准备
根据模具设计图纸准备毛坯，并进行 必要的预处理，如热处理、表面处理 等。
03
粗加工
对毛坯进行粗加工，初步形成模具的 基本形状和尺寸。
装配与调试
将各部分零件组装成完整的模具，并 进行调试，确保模具的正常运行和冲 裁件的质量要求。
电极的旋转可以减小电极与工件之间 的接触面积，从而减小热量的产生和 电极的损耗。而电极的振动则可以改 善加工表面的质量，减小粗糙度值。
冲压模具的电火花加工工艺
冲压模具的电火花加工工艺主要包括电极的设计与制造、工件的装夹与定位、加工参数的选择与调整 等步骤。
电极的设计需要根据冲压模具的形状和尺寸进行，电极的材料和制造精度对加工结果的影响很大。工 件的装夹与定位需要保证加工区域的稳定性和准确性。加工参数的选择与调整需要根据实际情况进行 调整，以达到最佳的加工效果。
表面粗糙度问题
表面粗糙度问题影响模具的外观和使用性能。
电火花加工后的表面粗糙度主要取决于放电脉冲宽度、电极材料、工作液种类和加工参数等。为了获得更光滑的表面，可以 采用较小的放电脉冲宽度、选择合适的电极材料和工作液，以及调整加工参数，如电流、电压和频率等。
电极膨胀问题
电极膨胀问题会导致电极尺寸变化， 影响加工精度。
多轴联动加工
利用多轴联动技术，实现 复杂模具型面的高效加工， 提高加工精度和表面质量。
高精度电火花加工技术
高精度定位
采用高精度定位系统和误差补偿技术，减小加工 过程中的误差，提高模具的制造精度。
纳米级加工
电火花加工工艺规范
电火花加工工艺规范操作者必须接受有关电火花加工的理论和实践的培训，并且通过考核及格获得上岗证，才能具备操作电火花机资格，在加工前的准备和实际加工过程中，必须遵守以下守则。
一、加工前的准备1.操作者必须根据机床使用说明书，熟悉机床的性能加工范围和精度，并要熟练地掌握机床及其数控装置和计算机各部分作用及操作方法。
2.机床在断电或者出现故障后，重新启动各开关控制电气部分时，按规定进行预热，而且X、Y和Z轴回到机床的机械零点，而平时在加工过程中，则不需进行预热或回零点工作。
5U火花机必须在所有机床都启动后15分钟再开启。
3.开动机床使其运转，并检查各开关，按钮、旋钮和手柄灵敏性及润滑系统是否正常。
4.检查冷却水源的供应。
5.检查室内温度是否在28℃以下，机床油温在35℃以下(供参考)。
6.充分了解被加工工件的加工内容及加工要求。
7.检查工件的检验结果，了解工件在前面加工工序出现的问题及与本次加工有关的数据，当工件存在问题时要向工艺员反映，并解决后才能加工。
8.考虑工件的装夹及加工关系，确定合理的加工方案。
9.测量电极，根据实际尺寸和理论尺寸的差异，修正电极的火花间隙，同时检查电极尺寸是否与工件干涉。
10. 对工件上的油污及铁屑清理干净后，才能放在机床工作台。
11．操作者在加工前要检查图纸资料是否齐全，坯件是否符合要求；12．认真消化全部图纸资料，掌握工装的使用要求和操作方法；13.检查加工所用的机床设备，准备好各种附件，按机床按规定进行润滑和试运行。
14.调整，修理、润滑、擦拭机床时应停机进行。
二、电极和工件装夹1. 电极的装夹应牢固可靠，有足够大的良好的导电接触面。
2. 对电极进行水平度、平行度、垂直度的校正，其误差均不大于0.02mm/100mm。
3. 工件的装夹应牢固可靠，还应避免在工作中电极和工件发生干涉。
4. 对工件进行水平度、平行度、垂直度的校正，其误差不大于0.02mm/100mm。
5. X轴、Y轴、Z轴方向保证行程足够。
电火花加工技术教案
一、教案基本信息教案名称：电火花加工技术教案课时安排：45分钟教学目标：1. 让学生了解电火花加工技术的概念、原理和特点。
2. 使学生掌握电火花加工技术的基本工艺参数和应用范围。
3. 培养学生对电火花加工技术的兴趣和实际操作能力。
教学重点：1. 电火花加工技术的原理及特点。
2. 电火花加工技术的基本工艺参数。
教学难点：1. 电火花加工技术的工作原理及实际操作。
教学准备：1. 电火花加工设备示意图。
2. 相关视频资料。
教学方法：1. 讲授法：讲解电火花加工技术的概念、原理和特点。
2. 演示法：展示电火花加工设备示意图和相关视频资料。
3. 实践操作：安排学生参观电火花加工实验室，并进行实际操作训练。
教学过程：环节一：导入（5分钟）1. 教师简要介绍电火花加工技术的发展历程。
2. 提问：同学们对电火花加工技术有哪些了解？环节二：讲解电火花加工技术的基本概念、原理和特点（15分钟）1. 讲解电火花加工技术的定义。
2. 阐述电火花加工技术的原理。
3. 介绍电火花加工技术的特点。
环节三：介绍电火花加工技术的基本工艺参数（10分钟）1. 讲解电火花加工工艺参数的含义。
2. 阐述电火花加工工艺参数的重要性。
3. 介绍电火花加工工艺参数的选择方法。
环节四：演示电火花加工设备示意图和相关视频资料（10分钟）1. 展示电火花加工设备示意图。
2. 播放电火花加工相关视频资料。
环节五：实践操作（10分钟）1. 安排学生参观电火花加工实验室。
2. 指导学生进行实际操作训练。
二、教学反思本节课通过讲解、演示和实践操作相结合的方式，使学生对电火花加工技术有了更深入的了解。
在教学过程中，要注意关注学生的学习反馈，针对学生的疑问进行解答。
要注重培养学生的实践操作能力，提高学生的动手能力。
三、作业布置1. 请学生总结电火花加工技术的原理和特点。
2. 请学生列举电火花加工技术的应用范围。
3. 学生自行查找资料，了解电火花加工技术在实际生产中的应用案例，下节课分享。
电火花切割加工工艺概述
电火花切割加工工艺概述1.概念：随着在我国国民经济的飞速发展，特别是工业技术飞速发展的新形势下，急需发展模具加工技术，而数控电火花切割技术正是模具加工工艺领域中的一-种关键技术。
目前在电机，仪表等行业新产品的研制开发过程中，常采用数控电火花线切割方法直接切割出零件，大大缩短了研制周期，并降低了成本。
在众多工业产品的生产过程中，都用到了数控电火花切割机床，如~ 飞机制造、汽车模具制造、手机零部件的生产等，因此电火花机床的研究与改进是我国国内市场的需要，也能为我国的工业的发展起一-定的作用。
电火花线切割，其基本工作原理是利用连续移动细金属丝(成为电极丝)作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。
本次论文以电火花线切割为主线，综合了线切割的发展，电火花线切割机床，电火花线切割加工质量及其影响因素，电火花线切割加工程序编制等。
1.原理和加工过程：1.脉冲电源电火花线切割的加工用的脉冲电源的作用是把工频交流电源转换成一定频率的单向脉冲电流，以供给电极放点间隙所需要的能量来蚀除金属。
脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工精度、加工过程的稳定性和工具电极损耗等技术经济指标有很大影响。
电火花线切割脉冲电源的形式品种很多，如晶体管矩形波脉冲电源、高频分组脉冲电源、节能型脉冲电源等。
对电火花线切割加工用脉冲总的要求是:有较高的加工速度，不但在粗加工时要有较高的加工速度，而且在精加工时也应具有较高的加工速度;工具电极损耗低;加工过程稳定性好，在给定的各种脉冲参数下能保持稳定加工，抗干扰能力强、不易产生电弧放电、可靠性强、操作方便;工艺范围广，不仅能适应粗、中、精加工的要求，而且要适应不同工件材料的加工。
脉冲电源要都满足.上述要求是困难的，- -般来说，为了满足这些总的要求，对电火花线切割加工脉冲电源的具体要求是:所产生的脉冲应该是单向的，没有负半波或负半波很小，这样才能最大限度的利用极性效应，不过受工件表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制，线切割加工脉冲电源的脉宽较窄(2~60us), 单个脉冲能量、平均电流(1~5A) -般较小，所以线切割加工总是采用正极性加工。
浅析模具制造中的电火花加工
开，以期为该数据集的价值和影响力提供更多的支撑。 参考文献： ［1］国家气象信息中心，湖北省气象局.QX/T 119—2010 气
象数据归档格式 地面［S］.北京：气象出版社，2010. ［2］国家气象信息中心.QX/T 93—2017 气象数据归档格式
影响材料放电腐蚀量（电蚀量）的因素有以下几个方面： ①电参数。通过调节各种电参数（脉冲宽度、脉冲频率和脉 冲能量等），可以改变电蚀量。如提高电流，可以加大电蚀 量。②极性效应。工具电极和工件使用相同的材料进行放电 加工，两者中一个被电蚀量一定比另外一个大，这就是极性 效应。当工具电极和工件使用不相同材料时，其极性效应更 大。③金属材料。当电参数相同时，工件材料的热学性能决 定着电蚀量，如果材料的比热容、熔点、热稳定性等越大， 其电蚀量越小。④工作液。在电火花加工中工作液被当作放 电介质，主要作用是冷却、排屑。常用的工作液具有黏度较 低、性能稳定等特点，如煤油、去离子水和乳化液等。 5.2 影响加工精度的因素
表 1 广东省审核气象历史资料专题库数据集说明信息
资料类别
资料名称
资料来源
时间和频率说明
站点范围
地面资料
广东历史审编资料 国家地面自动 气象站历史小时数据 广东历史审编资料 广东地面区域 自动气象站历史小时数据 广东历史审编资料 国家地面自动 气象站历史分钟数据
地面气象小时观测月报数据文件（A 文 件、A0 文件、A6 文件） 广东区域站地面气象小时观测月报数据 文件（DG 文件）
图 3 电火花线切割加工工作原理图
电火花线切割加工不需要单独制造电极，仅用一根电极 ·132·
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模具加工中的数控电火花加工技术
摘要：本文论述了电火花放电加工在模具加工中的应用、分类和数控电火花加工技术。
关键词：电火花放电加工原理；分类；数控电火花加工
电火花放电加工在模具加工中广泛应用。
近年来出现的数控电火花加工技术正向高端发展，具有广泛的前景。
1.电火花放电加工的原理
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介质中，或将工作介质充入放电间隙。
通过自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极问的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将两电极间工作介质击穿，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10000℃以上，压力也有急剧变化，从而使放电部位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介质中，迅速冷凝而形成固体的金属微粒，被工作介质带走。
这时在工件表面上便留下一个微小的凹坑痕迹，放电短暂停歇后两电极间工作介质恢复绝缘状态。
下一个脉冲电压又将两电极相对接近的另一点处工作介质击穿，产生火花放电，如此循环上述过程。
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。
具有一定的生产效率。
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。
因此，只要改变工具电极的形状和工具电极与工件之间的相对运动方式，就能加工出各种复杂的型面。
2.电火花放电加工的分类
按照工具电极的形式及其与工件之间相对运动，可将电火花加工方式分为以下几类：
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。
电火花加工能加工普通切削加工方法难以切削的材料和复杂形状工件；加工时无切削力；不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷；工具电极材料无须比工件材料硬便直接使用电能加工，便于实现自动化；加工后表面产生变质层，在某些应用中须进一步去除；工作介质的净化和加工中产生的烟雾污染处理比较麻烦。
电火花加工的主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。
电火花加工的主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。
作为特种加工的电火花加工技术，自20世纪40年代出现以来，随着计算机信息技术、材料科学及各种高新技术的发展，电火花加工技术也在不断深入发展、不断成熟，成为在难以切削材料的加工、复杂型腔加工中不可或缺的加工技术。
虽然模具高速加工技术的迅猛发展使电加工面临着严峻的挑战，并使放电加工的部分工序已被高速加工中心代替，但电火花加工仍旧有广阔的前景。
如在模具的复杂、精密小型腔、窄缝、沟槽、拐角、冒孔、深度切削等加工领域仍被广泛应用。
同时这项技术一直被改进和提升，使放电加工技术在模具加工业中经久不衰。
先进制造技术的快速发展和制造业市场竞争的加剧对数控电火花加工技术提
出、了更高要求，同时，也为其提供了新的发展动力。
3.数控电火花加工技术
数控电火花加工技术正不断向精密化、自动化、智能化、高效化等方向发展。
3.1精密化
电火花加工的精密核心主要体现在对尺寸精度、仿形精度、表面质量的要求。
目前数控电火花机床加工的精度已有全面提高，通过采用一系列先进加工技术和工艺方法，可达到镜面加工效果。
3.2智能化
智能控制技术的出现把数控电火花加工推向了新的发展高度。
新型数控电火花机床采用了智能控制技术。
专家系统是数控电火花机床智能化的重要体现，它的智能性体现在精确的检测技术和模糊控制技术两方面。
目前智能化技术不断地升级，使得智能控制技术的应用范围更加的广泛。
随着市场对电加工要求的提升，智能化技术将获得更为广阔的发展空间。
3.3自动化
目前最先进的数控电火花机床在配有电极库和标准电极夹具的情况下，只要在加工之前将电极装入刀库，编制好加工程序，整个电火花加工过程便能自动运转，几乎无需人工操作。
机床的自动化运转降低了操作人员的劳动强度、提高生产效率。
自动操作过程不需人工干预，可以提高加工精度、效率。
发展和提高机床的自动化程度是数控电火花机床行业的发展趋势之一。
3.4高效化
现代加工的要求为数控电火花加工技术提供了最佳的加工模式，即要求在保证加工精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。
如手机外壳、家电制品、电器用品、电子仪表等领域，都要求在加工时大幅缩短放电时间，同时又要降低粗糙度，使放电后不必再进行手工抛光处理。
未来数控电火花加工技术的发展空间是十分广阔的。
由于电火花加工过程本身的复杂性，迄今对电火花加工的机理尚未完全弄清楚，大多研究成果是建立在大量系统的工艺实验基础上完成的，所以，对电火花加工机理的深入研究，并以此直接指导和应用于实践加工，是数控电火花加工技术发展的根本。
总之，数控电火花加工技术以提高加工质量、提高加工效率、扩大加工范围、降低加工成本等为目标在模具工业中不断发展。
参考文献：
[1]朱培元.电火花加工技术的应用[J].现代零部件.2009（03）
[2]王克锡.电火花加工的最新发展（下）[J].金属加工（冷加工）.2008（10）.
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