第6章 电火花成型加工技术
《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。
金工实训讲课——电火花成型加工 PPT课件
安全操作 10%
校规校纪 10%
实习报告 10%
实践操作 实习报告 校规校纪 安全操作
重点 操作创新
70%
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课程结束，我们课前的问题解决了吗？
1、电火花加工技术原理是什么？ 2、电火花加工用途？ 3、它是怎么加工零件的？
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20
请老师同学批评指正
谢 谢！
工程训练中心
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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2) G54 G90 G80 ZG92 X0 Y0 Z0 G00 M05 Z2.0 C170 G01 Z-10. G00 M05 Z2.0 C160 G01 LN001 STEP500 Z-10. G00 M05 Z2.0 C320 G01 LN001 STEP200 Z-10. G00 M05 Z10.0 M02
电 火 花 成 型 加 工
加强实训基地建设 加快高技能人才培养
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？
课前我们的疑问： 1、电火花加工技术原理是什么？ 2、电火花加工用途？ 3、它是怎么加工零件的？
2
基本原理
本
堂
课
程序编辑
程
内
容
加工步骤
3
一、电火花加工的原理：
基于工件和工具（正、负电极）之间脉冲 性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属， 以达到对零件的尺寸、形状及表面预定的加工 要求。
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三、工件加工步骤（重点讲解）
1、电极和工件的找正 1) 机床附件夹具的安装：根据加工工 件对象的不同，选择适合装夹电极的夹具 附件，将电极连接板清洗干净后，将电极 夹具装入连接板内，并用侧面锁紧螺钉锁 紧。 2) 电极找正：使用普通夹具时，用直 角尺和百分表找正电极与工作台垂直。
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
电火花成形加工的原理与必要条件
电火花成形加工的原理与必要条件一、引言电火花成形加工是一种常用于金属材料加工的非传统加工方法，它通过电火花放电来加工工件表面，从而得到所需形状和尺寸的加工件。
本文将介绍电火花成形加工的原理和必要条件。
二、原理电火花成形加工的原理是利用电火花放电的高温、高压和高速烧蚀工件表面，使工件表面产生微小的熔融和蒸发，并通过冷却剂将熔融的材料冷却成形，最终得到所需形状和尺寸的加工件。
具体来说，电火花成形加工包括以下几个步骤：1. 电极接触：将电极和工件表面接触，并保持一定的压力，以确保电流能够正常流动。
2. 放电击穿：通过施加一定的电压，使电流通过电极和工件之间的间隙，形成电火花放电。
3. 烧蚀剥离：电火花放电时，电极和工件表面的金属材料会瞬间熔化和蒸发，形成微小的烧蚀坑，并冲击周围的材料，使其脱落。
4. 冷却成形：通过喷射冷却剂，将熔融的材料迅速冷却成形，形成所需的加工形状。
三、必要条件要进行电火花成形加工，需要满足以下几个必要条件：1. 电源系统：提供稳定的电流和电压，以保证电火花放电的正常进行。
通常使用直流电源或脉冲电源。
2. 控制系统：控制电火花放电的频率、时间和电流大小等参数，以实现所需的加工效果。
控制系统通常由计算机和数控装置组成。
3. 电极系统：电极是电火花成形的关键部件，它需要具有良好的导电性和耐热性。
常见的电极材料有铜、铜合金和钼等。
4. 冷却系统：冷却系统用于对工件和电极进行冷却，以防止过热和损坏。
常见的冷却方法有喷水冷却和气体冷却等。
5. 工作液：工作液用于清洗和冷却工件表面，以去除烧蚀产物和保持加工质量。
常用的工作液有去离子水、石油和酒精等。
6. 工件材料：电火花成形适用于导电性材料，如金属材料、合金材料和陶瓷材料等。
不同材料的加工难度和效果也有所差异。
7. 加工环境：电火花成形需要在一定的环境条件下进行，如温度、湿度和气压等。
不同的材料和加工要求可能需要不同的环境条件。
四、总结电火花成形加工是一种利用电火花放电来加工金属材料的非传统加工方法。
第6章 电火花成型加工技术PPT课件
这组代码用来选择坐标系，可与G92，G00，G9l等一起使用、 有关内容可参阅其他章节。
• 感知指令G80
G80指定轴沿指定方向前进，直到电极与工件接触为止。方向 用“+”、“－”号表示（“+”、“－”号均不能省略）。
接触感知可由三个参数设定：
•
①感知速度，即电极接近工件的速度，从0~255，数值越大，
G27为旋转取消。
可编辑课件
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指令
• 尖角过渡指令G28、G29 G28为尖角圆弧过渡，在尖角处加一个过渡圆，缺省为G28； G29为尖角直线过渡，在尖角处加三段直线，以避免尖角损伤。
• 抬刀控制指令G30、G31、G32 G30为指定抬刀方向，后接轴向指定，如“G30 Z+”，即抬刀方向
为Z轴正向； G3l为指定按加工路径的反方向抬刀； G32为伺服轴回平动中心点后抬刀。
速度越慢；
•
②回退长度，即电极与工件脱离接触的距离，一般为250µm；
•
③感知次数，即重复接触次数，从0~127，一般为4次。
• 回极限位置指令G81
G81使指定的轴回到极限位置停止，如“G8lY－；”使机床 Y轴快速移动到负极限后减速，有一定过冲，然后回退一段距离， 再以低速到达极限位置停止。
可编辑课件
• G85
• G85把当前坐标值读到由G84指定了起始地址的H寄存器中，同时 H寄存器地址加一。
• 16．定时加工指令G86
• G86为定时加工。地址为X或T，地址为X时，本段加工到指定的 时间后结束（不管加工深度是否达到设定值）；地址为T时，在加 工到设定深度后，启动定时加工，再持续加工指定的时间，但加 工深度不会超过设定值。G86仅对其后的第一个加工代码有效。时 分秒各2位，共6位数，不足补0。
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
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电火花成型加工技术
2 电火花成型加工技术2.1 电火花加工原理和特点一、原理电火花加工时，脉冲电源的一极接工具电极，另一极接工件电极，两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质（常用煤油或矿物油或去离子水）中。
工具电极由自动进给调节装置控制，以保证工具与工件在正常加工时维持一很小的放电间隙（0.01～0.05mm）。
当脉冲电压加到两极之间，便将当时条件下极间最近点的液体介质击穿，形成放电通道。
由于通道的截面积很小，放电时间极短，致使能量高度集中（10～107W／mm），放电区域产生的瞬时高温足以使材料熔化甚至蒸发，以致形成一个小凹坑。
第一次脉冲放电结束之后，经过很短的间隔时间，第二个脉冲又在另一极间最近点击穿放电。
如此周而复始高频率地循环下去，工具电极不断地向工件进给，它的形状最终就复制在工件上，形成所需要的加工表面。
与此同时，总能量的一小部分也释放到工具电极上，从而造成工具损耗。
从上看出，进行电火花加工必须具备三个条件：必须采用脉冲电源；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；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。
二、电火花常用基本符号1、放电间隙：放电间隙指加工时工具和工件之间产生火花放电的一层距离间隙。
在加工过程中，则称为加工间隙S，它的大小一般在0.01-0.5mm之间，粗加工时间隙较大，精加工时则较小。
加工间隙又可分为端面间隙SF 和侧面间隙SL2、脉冲宽度ti（μs）：脉冲宽度简称脉宽，它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（见图）为了防止电弧烧伤，电火花加工只能用断断续续的脉冲电压波。
粗加工可用较大的脉宽ti>100μs，精加工时只能用较少的脉宽ti<50μs。
3、脉冲间隔to(μs)：脉冲间隔简称脉间或间隔，也称脉冲停歇时间。
它是两个电压脉冲之间的间隔时间。
间隔时间过短，放电间隙来不及消电离和恢复绝缘，容易产生电弧放电，烧伤工具和工件；脉间选得过长，将降低加工生产率。
电火花成型加工实验报告
电火花成型加工实验报告实验报告：电火花成型加工一、实验目的1.了解电火花成型加工的基本原理和工艺过程。
2.掌握电火花成型加工的操作方法和注意事项。
3.分析电火花成型加工的优缺点及应用领域。
二、实验原理电火花成型加工是指利用脉冲电流产生的高温等离子体在工件表面复杂轮廓上进行加工的一种非传统的精密加工方法。
其工作原理是通过脉冲电流在工件表面上形成电火花放电，从而使工件表面熔化或氧化剥离，形成所需形状的孔洞或凸台等特殊结构。
电火花加工适用于所有导电材料，特别适用于硬度高、脆性大、加工难度大的材料。
三、实验仪器和材料1.电火花加工设备：包括工作台、工作液、发生器等。
2.工件：导电材料，如金属。
3.电源：提供工作电流进行加工。
四、实验步骤1.准备工作：将工件放置在工作台上，调整加工参数。
2.加工操作：开启电源，选择合适的脉冲电流进行加工。
注意观察电火花放电效果，确保加工质量和加工精度。
3.停止加工：当脉冲电流达到预定加工时间后，停止加工，关闭电源，取出工件。
4.清洁工作：将加工过程中产生的废料和杂质清理干净，保持实验环境整洁。
五、实验结果与分析通过实验操作，完成了电火花成型加工的任务。
观察加工后的工件，可以看到形成了所需形状的孔洞或凸台等特殊结构。
加工质量和加工精度取决于加工参数的调整，调整电流大小和加工时间可以控制加工效果。
实验证实，电火花成型加工可以对导电材料进行精密加工，能够满足一些传统加工方法无法实现的任务。
六、实验心得通过本实验，我对电火花成型加工的原理和工艺过程有了更加深入的了解。
电火花成型加工是一种非常重要的非传统加工方法，它可以对导电材料进行高精度的加工，具有一定的优势和应用前景。
在实验操作过程中，要注意安全措施，避免发生意外事故。
此外，需要对加工参数进行合理的调整，以获得较好的加工效果。
这次实验让我更加熟悉电火花成型加工的操作方法和注意事项，对工程制造领域有一定的参考价值。
七、实验展望通过本次实验，我对电火花成型加工有了初步的认识，但仍然有许多不足之处。
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附件
电 极 自 动 交 换 装 置
电火花成型加工机床加工 及组成视频文件
数控电火花成型加工的加工对象
适合于用传统机械加 工方法难于加工的材 料加工
加工模具
航空、宇航、机 械等部门中高温合金 等难加工材料的加工
微细精密加工
加工各种成形刀 具、样板、工具、量 具、螺纹等成形零件
可加工特殊及复杂形 状的零件
G05为X轴镜像； G06为Y轴镜像； G07为Z轴镜像； G08为X、Y轴交换指令，即交换X轴和Y轴； G09为取消图形镜像。
说明： ①执行一个轴的镜像指令后，圆弧插补的方向将改变，即G02变
为G03，G03变为G02，如果同时有两轴的镜像，则方向不变； ②执行轴交换指令，圆弧插补的方向将改变； ③两轴同时镜像，与代码的先后次序无关，即“G05G06；”与
第2节 数控电火花 成型加工的工艺处理
过程参数与主要工 艺指标
常用电极材料与电 极设计
影响数控电火花成 型加工表面质量的 因素
影响数控电火花成 型加工加工速度的 因素
影响数控电火花成 型加工加工精度的 因素
电极材料及电极
第3节 电火花加工编程
对于本系统支持的G00、G01、G02、G03、G04、G17 、G18、G19、G90、G91、G92等不再说明 镜像指令G05、G06、G07、G08、G09
花线切割加工。本章介绍电火花成型加工。
电火花成型机加工机床
立 柱 式
电火花成型机加工机床
滑 枕 式
电火花成型机加工机床
龙 门 式
第1节 数控电火花成型加工机床 的特点及功能
数控电火花成型加工机床的特点及功能 数控电火花成型加工的工艺处理 电火花加工与编程
电火花加工的基本原理
1.极间介质的电离、 击穿及放电通道的 形成
G21表示公制，有小数点为毫米，否则为微米，如12mm可写作 “12.”或“12000”。 旋转指令G26、G27
格式：G26 RA G26为旋转打开。RA给出旋转角度，加小数点为度，否则为千分 之一度。如“G26 RA 60.0；”表示图形旋转60度。图形旋转功能仅 在G17（XOY平面）和G54（坐标系1）条件下有效，否则出错；
G40为取消电极半径补偿。
指令
选择坐标系指令G54、G55、G56、G57、G58、G59 这组代码用来选择坐标系，可与G92，G00，G9l等一起使用、
有关内容可参阅其他章节。 感知指令G80
G80指定轴沿指定方向前进，直到电极与工件接触为止。方向 用“+”、“－”号表示（“+”、“－”号均不能省略）。
G27为旋转取消。
指令
尖角过渡指令G28、G29 G28为尖角圆弧过渡，在尖角处加一个过渡圆，缺省为G28； G29为尖角直线过渡，在尖角处加三段直线，以避免尖角损伤
。 抬刀控制指令G30、G31、G32
G30为指定抬刀方向，后接轴向指定，如“G30 Z+”，即抬刀方向 为Z轴正向；
G3l为指定按加工路径的反方向抬刀； G32为伺服轴回平动中心点后抬刀。 电极半径补偿指令G40、G41、G42 G4l为电极半径左补偿； G42为电极半径右补偿。它是在电极运行轨迹的前进方向上，向 左或向右偏移一定量，偏移量由“H***”确定，如“G41H***“；
“G06G05；”的结果相同； ④使用这组代码时，程序中的轴坐标值不能省略，即使是程序
中的Y0、X0也不能省略。
指令
跳段开关指令G11、G12 G11为“跳段ON”，跳过段首有“／”符号的程序段； Gl2为“跳段OFF”，忽略段首的“／”符号，照常执行该程序段。来自编程单位选择指令G20、G21
这组代码应放在NC程序的开头用于选择单位制。G20表示英制， 有小数点为英寸，否则为万分之一英寸，如0.5英寸可写作“0.5”或 “5000”；
第六章 成型表面的电火花加工
在现代机械制造中，由于高强度、高硬度、高韧性 、高脆性、耐高温等特殊性能材料的不断出现，传统 的机械切削加工已不能满足要求。因而，直接利用电 能、电化学能、声能等特种加工方法进行加工的工艺 方法相继得到了很快的发展，如电火花、电解、超声 和化学加工等。
电火花加工又称放电加工或电蚀加工，它包括电 火花成形加工、电火花线切割加工、电火花成形磨削 、电火花同步回转加工、电火花表面强化和刻字等工 艺方法。在机械加工中主要用电火花成形加工和电火
2.介质热分解、电极 材料熔化、汽化热 膨胀
3.电极材料的抛出 4.极间介质的消电离
电火花成形加工机床的组成
床身和立柱 工作台 主轴头 附件 电火花加工机床的工作液和循环过滤系统 电火花成型机床的脉冲电源 电火花加工机床的伺服进给
附件
可 调 节 工 具 电 极 角 度 的 夹 头
附件 平动头
平动示意图
G85 G85把当前坐标值读到由G84指定了起始地址的H寄存器中，同时 H寄存器地址加一。 16．定时加工指令G86 G86为定时加工。地址为X或T，地址为X时，本段加工到指定的 时间后结束（不管加工深度是否达到设定值）；地址为T时，在 加工到设定深度后，启动定时加工，再持续加工指定的时间，但 加工深度不会超过设定值。G86仅对其后的第一个加工代码有效 。时分秒各2位，共6位数，不足补0。
指令
G53、G87 在固化的子程序中，用G53代码进入子程序坐标系；用G87代码退 出子程序坐标系，回到原程序所设定的坐标系。 M代码
指令
G82 G82使电极移到指定轴当前坐标的1/2处，假如电极当前位置的
坐标是X100.Y60.，执行“G82X”命令后，电极将移动到X50.0处 。
读坐标值指令G83 G83把指定轴的当前坐标值读到指定的H寄存器中，H寄存器地
址范围为000~890。 定义寄存器起始地址指令G84
G84为G85定义一个H寄存器的起始地址。
接触感知可由三个参数设定： ①感知速度，即电极接近工件的速度，从0~255，数值越大
，速度越慢； ②回退长度，即电极与工件脱离接触的距离，一般为250µm
； ③感知次数，即重复接触次数，从0~127，一般为4次。
回极限位置指令G81 G81使指定的轴回到极限位置停止，如“G8lY－；”使机床
Y轴快速移动到负极限后减速，有一定过冲，然后回退一段距离 ，再以低速到达极限位置停止。