电火花小孔加工机床关键部件设计

沈阳理工大学

毕业设计(论文)

电火花打小孔机床关键零部件设计

所在学院

专业

班级

姓名

学号

指导老师

年月日

摘要

本次设计是对高速电火花打小孔机床的设计。在这里主要包括: X轴传动系统的设计、Y轴传动系统的设计、Z轴传动系统的设计、动力头系统的设计。这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件。

整机结构主要由电动机产生动力通过联轴器将需要的动力传递到丝杆上，丝杆带动丝杆螺母，从而带动整机装置运动，提高劳动生产率和生产自动化水平。更显示其优越性，有着广阔的发展前途。

本论文研究内容：

(1) 高速电火花打小孔机床总体结构设计。

(2) 高速电火花打小孔机床工作性能分析。

(3)电动机的选择。

(4) 高速电火花打小孔机床的传动系统、执行部件设计。

(5)对设计零件进行设计计算分析和校核。

(6)运用计算机辅助设计，对设计的零件进行三维建模。

(7)绘制整机装配图及重要部件装配图和设计零件的零件图。

关键词：高速电火花打小孔机床，联轴器，滚珠丝杠

Abstract

This design is the design of high-speed electric spark pinhole machine. Here mainly includes: the X axis drive system design, Y axis drive system design, Z axis drive system design, power system design. The graduation design on the design of the basic skills training, enhancing the analysis and to solve engineering problems, and create a certain condition for general mechanical design.

The structure is mainly produced by the motor power through the coupling will need to transfer the power to the screw rod, the screw rod drives the screw rod nut, so as to drive the device, improve labor productivity and automation level of production. But also show its superiority, there are broad prospects for the development.

The research of this thesis:

(1) a small overall structure design of high-speed electric spark machine tool.

(2) analysis of small hole machine tool working performance of high speed electric spark hit.

(3) the choice of motor.

(4) the design of transmission system, execute parts of the high-speed electric spark eyeleting machine.

(5) the design of components for the design calculation and check.

(6) the use of computer aided design, 3D modeling on Design of parts.

(7) to draw the assembly drawing and parts assembly diagram and parts diagram design.

Keywords:high speed EDM drilling holes on the machine, coupling, ball screw

摘要......................................................................................................................................... I I Abstract ................................................................................................................................... III 目录....................................................................................................................................... IV 1 绪论. (1)

1.1 电火花加工简述 (1)

1.2 电火花加工工作原理 (1)

1.3 电火花加工特性 (2)

1.4 电火花加工主要特点 (2)

1.5 本课题研究的内容及方法 (4)

1.5.1 主要的研究内容 (4)

1.5.2 设计要求 (4)

2 高速电火花打小孔机床总体设计 (6)

2.1 总体概述 (6)

2.2 技术参数 (6)

2.3 设计原理 (7)

3 X轴进给机构结构及传动设计 (8)

3.1 拟定X轴进给方案图 (8)

3.2 最大工作载荷的计算 (8)

3.3 最大动载荷的计算 (9)

3.4 滚珠丝杠螺母副的选型 (9)

3.5 滚珠丝杠副的支承方式 (10)

3.6 传动效率的计算 (10)

3.7 刚度的验算 (10)

3.8 稳定性校核 (11)

3.9 临界转速的验证 (11)

3.10 步进电机的计算和选用 (12)

3.10.1 转动惯量的计算 (12)

3.10.2 电机力矩的计算 (13)

3.11 步进电机的选择 (15)

4 Y向进给机构设计计算 (17)

4.1 Y向传动系统图 (17)

4.2 Y向进给伺服系统机械部分计算与校核 (17)

4.2.1 杆螺母副的设计、计算与选型 (18)

4.2.2 步进电机的计算，校核和选型 (21)

4.2.3 导轨副的计算、选择 (27)

4.2.4 轴承的选择 (29)

5 Z轴进给机构结构及传动设计 (31)

5.1 Z轴进给滚珠丝杆副的选择 (31)

5.1.1 导程确定 (31)

5.1.2 确定丝杆的等效转速 (31)

5.1.3 估计工作台质量及负重 (31)

5.1.4 确定丝杆的等效负载 (32)

5.1.5 确定丝杆所受的最大动载荷 (32)

5.1.6 精度的选择 (33)

5.1.7 选择滚珠丝杆型号 (33)

5.2 校核 (34)

5.2.1 临界压缩负荷验证 (34)

5.2.2 临界转速验证 (35)

5.2.3 丝杆拉压振动与扭转振动的固有频率 (35)

5.3 电机的选择 (36)

5.3.1 电机轴的转动惯量 (36)

5.3.2 电机扭矩计算 (37)

6 动力头主轴设计计算 (40)

6.1 电机的选择 (40)

6.2 同步带传动计算 (40)

6.2.1 同步带计算选型 (40)

6.2.2 同步带的设计 (44)

6.3 主轴组件设计计算 (44)

6.3.1 主轴的材料与热处理 (44)

6.3.2 主轴直径的选择 (45)

6.3.3 主轴前后轴承的选择 (46)

6.3.4 轴承的选型及校核 (46)

6.3.5 主轴前端悬伸量 (48)

6.3.6 主轴支承跨距 (49)

6.3.7 主轴的校核 (49)

6.3.8 轴承寿命校核 (52)

6.3.9 主轴组件中相关部件 (53)

结论 (55)

致谢 (56)

参考文献 (57)

1 绪论

1.1 电火花加工简述

电火花加工是浸在液体中的另外的导电材料的特殊加工方法电腐蚀的电极之间的脉冲放电，也被称为放电加工或电蚀，英文简称EDM。1943，苏联学者蒂夫妇发明了电火花加工，用脉冲电源和控制系统的改进，并迅速发展。脉冲电源的最初使用的是一个简单的电阻-电容电路。电阻电感电容回路50时间的改善。同时，还采用了脉冲发生器，一个长脉冲电源，提高去除效率，相对的工具电极损耗。其次是大功率电子管，闸流管，高频脉冲电源，使在提高生产率相同的粗糙度条件。60在一个晶体管和可控硅脉冲电源，提高能源效率和减少工具电极损耗，并扩大了粗、精加工的可调范围。70出现在低压和高压脉冲，多回路脉冲，脉冲可调的脉冲电源，表面粗糙度，加工精度和降低工具电极损耗和取得新进展。在控制系统方面，从最初简单的维持放电间隙，控制工具电极，微型计算机的发展，对电参数和非电参数的实时控制。

1.2 电火花加工工作原理

电火花加工时，工具电极和工件分别与脉冲电源的两极，并浸在液体中，或在放电间隙的液体灌装。通过间隙自动控制系统控制工具电极对工件的间隙，当两个电极之间有一定的距离，两个电极施加的脉冲电压将工作液体击穿，产生火花放电。在微通道放电瞬间集中了大量的热量，温度可高达摄氏一万度，压力也很大，这使这一点工作表面局部微量金属材料立刻熔化，气化，并爆炸溅到工作流体，快速冷凝，形成金属的固体颗粒，是工作流体。然后对工件表面会留下一个小坑，放电痕迹，暂停，恢复绝缘状态的两个电极之间的工作流体。

然后，在两个电极的另一点故障下的脉冲电压比较接近，火花放电，重复上面的过程。因此，虽然每个脉冲金属体积放电消融以每秒数千次的几十个，但由于脉冲放电的影响，可以去除更多的金属，具有一定的生产率。在工具电极与工件之间的侵蚀条件下的恒流放电间隙，当工件金属，当工具电极与工件，最后处理相应的工具电极的形状。因此，只要对电极和工件和工具电极的形状类型之间的相对运动的变化，可以生产各种形状的。

工具电极用导电性好，熔点高，易加工的耐电蚀材料，如铜，石墨，铜钨和钼。在

这个过程中，工具电极是有损的，但小于金属侵蚀量，甚至接近没有损失。工作液作为放电介质，但也发挥了作用，在冷却过程中，芯片。的工作流体是低粘度，闪点高，性能稳定的媒体，如煤油，去离子水和乳液。

1.3 电火花加工特性

1：电火花加工速度和表面质量

模具电火花通常用于粗，精加工，文件的处理方法。粗加工的方式来实现高功率，低损耗，并且，在精加工电极相对损耗，但总的来说，精加工余量少，因此电极的磨损也很小，可以通过加工尺寸控制进行补偿，或被忽略而不影响精度的要求。

2：火花碳渣和渣

电火花加工顺利在残炭和消除碳渣平衡条件。在实践中往往以消除在处理速度为代价的残碳，如高电压，使用结束时，静息脉等。排除碳渣的影响已加工表面形状的另一个原因是复杂的，使排屑路径不畅。只有积极创造良好的条件，采取一些方法来对症积极治疗。

3：工件和电极损耗之间的火花

电火花放电脉冲时间长，有利于降低电极损耗。电火花加工的粗加工一般采用长脉冲大电流放电加工速度快，电极损耗。在结束的时候，小电流放电必须降低放电脉冲时间，不仅增加了电极损耗，也降低了处理速度大大。

电火花加工是一种新的技术，从加工完全不同。随着工业的发展和科学技术的进步，高熔点，高硬度，高强度，高脆性，高粘度和高纯度的性能的新材料的出现。具有工作越来越要求的各种复杂的结构和特殊的技术，使传统的机械加工方法无法处理或难加工。因此，除了进一步发展和完善的加工方法的人，也能寻求新的加工方法。电火花加工方法能适应生产发展的需要，并表现出了许多优异的性能，故应用，得到了迅速的发展和广泛的应用。

1.4 电火花加工主要特点

1对普通方法加工难加工材料和复杂形状工件；

2没有力的加工；

3无毛刺和条纹缺陷；

4工具电极材料不需比工件材料硬；

ZT-010A叶片数控电火花高速小孔加工专机转台B轴改造方案

ZT-010A叶片数控电火花高速小孔加工专机转台B轴改造技术方案二〇一四年九月

一、当前概况 1.1 B轴基本结构转台下设计有上端轴承压盖、大轴承、轴套、小轴承、挡圈、圆螺母、导电铜环、碳刷、下端轴承压盖、旋转机构壳体、大齿轮、大齿轮内键、大齿轮锁紧螺母等。动力端有交流伺服电机、伺服电机固定架、小齿轮、小齿轮内键。 B轴回转转盘φ200mm，由交流伺服电机拖动齿轮副做回转运动，转台可在360度内旋转。芯轴上安装有导电铜环，碳刷和安装架固定在法兰上，碳刷一端与导电铜环相接触，另外一端与电箱的脉冲放电线相连。 1.2 B轴精度缺陷因采用大小齿轮啮合，难以消除轮齿啮合间隙，加上设备使用时间较长，轮齿出现磨损严重情况，造成叶片电火花高速小孔定位加工精度达不到要求。二、改造方案 ⑴重新设计转台，新转台必须适应新的旋转机构，尤其以配合改造后与端盖、芯轴的连接。 ⑵去掉转台下上端轴承压盖、大轴承、轴套、小轴承、挡圈、圆螺母、下端轴承压盖、旋转机构壳体、大齿轮、大齿轮内键、大齿轮锁紧铆螺母等零部件，用谐波减速机替换，新增谐波减速机上端盖以连接芯轴和转台适用，谐波减速机全高91mm，空心轴，采用键连接，下端面直径φ180，下端止口直径φ70，整机需现场测定以确定是否可容入原B轴罩壳内。 ⑶谐波减速机下端面配套一圆法兰，上连接减速机，下端需新增一旋转机构壳体、轴承及其下端盖，适应新增内部传动件。

⑷新设计一导电铜环以适用新增的芯轴，保留原碳刷，及相关线路。 ⑸为保证高速小孔加工时引弧电流能以芯轴传导至转台，芯轴采用至上而下贯穿式设计，导电铜环直接套装芯轴上，锁紧螺母锁定。 ⑹旋转机构壳体内设计一同步带轮，采用无键涨紧圈式连接，缩小占用空间尺度。 ⑺原动力端为松下交流伺服电机，因原伺服电机输出轴有微顿挫感，我方按原型号购置新伺服电机，原电机拆除。 ⑻废除原大小齿轮啮合结构，采用1：1同步带轮及闭环同步带传动结构，拆除原小齿轮，配套一与从动端同一尺度同步带轮。 ⑼更新B轴转台整机绝缘防护，保证引弧状态时内部金属件不会与罩壳发生同步拉弧的现象。

数控电火花线切割机床设计

目录 1 绪论 (1) 1.1 电火花加工的产生和加工原理 (1) 1.1.1电火花加工的来源 (1) 1.1.2电火花加工的物理本质和工作原理 (1) 1.2 电火花加工的现状及发展 (4) 1.2.1电火花线切割加工的现状 (4) 1.2.2电火花线切割机的发展策略 (5) 1.2.3设计过程 (6) 2 工作台设计方案及其分析 (7) 2.1数控电火花线切割机床的机构组成及其作用 (7) 2.2坐标工作台的组成 (8) 2.3 主要参数 (9) 2.4 方案确定 (9) 2.4.1 床身结构 (9) 2.4.2 X-Y工作台 (9) 2.5坐标工作台的的传动精度对工艺指标的影响 (11) 3 结构设计 (12) 3.1 工作台外形尺寸及重量计算 (12) 3.2 滚珠丝杠副的设计计算 (13) 3.3 导轨的确定 (15) 3.4 步进电机的选用 (17) 3.5 轴承的设计计算 (18) 3.6 X向齿轮副的选用 (19) 3.7 Y向齿轮副的选用 (25)

结论 (30) 致谢 (31) 参考文献 (32)

第一章.绪论 1.1电火花加工的产生和加工原理电火花加工是一种新的加工技术，自五十年代以来，我国开始研究和试用。经过不断发展，已得到日益广泛的应用，成为加工各种模具和零件的有效方法。1.1.1电火花加工的产生电火花加工是利用两极见脉冲放电时产生的电腐蚀现象，对材料进行加工的方法。早在十九世纪，人们就发现了电器开光的触点开闭时，以为放电，使接触部位烧蚀，造成接触面的损坏。这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。起初，电腐蚀被认为是有害的，为减少和避免这种有害的电腐蚀，人们一直在研究电副食产生的原因和防止的办法。当人们掌握了它的规律之后，便创造条件，转害为益，把电腐蚀用于生产中。研究结果表明，当两极产生放电的过程中，放电通道瞬时产生大量的热，足以使电极材料表面局部熔化或汽化，并在一定条件下，熔化或汽化的部分能抛离电极表面，形成放电腐蚀的坑穴。二十世纪四十年代初，人们进一步认识到，在液体介质中进行重复性脉冲放电时，能够对导电材料进行尺寸加工，因此，创立了“电火花加工法”。电火花加工是与机械加工性质完全不同的一种新工艺、新技术。机械加工是通过机床部件的相对运动，用比工件材料硬的刀具去切除工件上多余的部分，来得到成品零件的。但随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性、高粘性、高韧性、高纯度等性能的新材料不断出现，具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多，仍然采用机械加工法，有时是难于加工或无法加工的。因此，人们除了进一步发展和完善机械加工法之外，还努力寻求新的加工法。电火花加工法能够适应生产发展的需要，并在应用中显出很多优异性能，因此得到了迅速发展和日益广泛的应用。 1.1. 2.电火花加工的物理本质和工作原理电火花线切割加工是基于在液体介质中小间隙脉冲放电时材料的电腐蚀的切割加工，它是相当复杂的瞬变的微观物理过程，大致可分为介质击穿和通道形

电火花穿孔机工作原理【解析】

电火花穿孔机工作原理【解析】内容来源网络，由深圳机械展收集整理！更多相关电火花机展览内容，就在深圳机械展！电火花穿孔机是什么？电火花穿孔机主要用于加工不锈钢、淬火钢、硬质合金、铜、铝等导电材料工件上的深小孔。电火花穿孔机也称电火花打孔机、电火花小孔机、电火花细孔放电机，其工作原理是利用连续上下垂直运动动的细金属铜管（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属成型。与电火花线切割机床、成型机不同的是，它电脉冲的电极是空心铜棒，介质从铜棒孔中间的细孔穿过，起冷却和排屑作用。电极与金属间放电产生高温腐蚀金属达到穿孔的目的，用于加工超硬钢材、硬质合金、铜、铝及任何可导电性物质的细孔。最小可加工0.015mm 的小孔，也可加工带有锥度的小孔，被广泛使用在精密模具加工中，一般被当作电火花线切割机床的配套设备，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。穿孔机根据应用的介质不同大致分为两种，一种是液体穿孔机，由于液体加工时要通过铜棒小孔，可能堵塞铜棒小孔，所以最小可加工0.15mm的细孔！深度也只能加工20mm。是普遍应用的，另外一种是气体穿孔机，经过铜棒小孔的介质采用的是气体，所以不易被堵塞，可加工更精密的小孔！电火花穿孔机工作原理电火花穿孔机的其工作原理是利用连续上下垂直运动动的细金属铜管（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属成型。与电火花线切割机床、成型机不同的是，它电脉冲的电极是空心铜棒，介质从铜棒孔中间的细孔穿过，起冷却和排屑作用。电极与金属间放电产生高温腐蚀金属达到穿孔的目的，用于加工超硬钢材、硬质合金、铜、铝及任何可导电性物质的细孔。最小可加工0.015mm的小孔，也可加工带有锥度的小孔，被广泛使用在精密模具加工中，一般被当作电火花线切割机床的配套设备，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、电火花穿孔机液压、气动阀体的油路、气路孔等。内容来源网络，由深圳机械展收集整理！更多相关内容，就在深圳机械展！

电火花高速小孔加工机安全操作规程(标准版)

The prerequisite for vigorously developing our productivity is that we must be responsible for the safety of our company and our own lives. （安全管理）单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 电火花高速小孔加工机安全操作规程(标准版)

电火花高速小孔加工机安全操作规程(标准版) 导语：建立和健全我们的现代企业制度，是指引我们生产劳动的方向。而大力发展我们生产力的前提，是我们必须对我们企业和我们自己的生命安全负责。可用于实体印刷或电子存档（使用前请详细阅读条款）。 1.操作前，作业员必须认真学习使用说明书中的各有关机构及操纵、调整、维护等有关的内容。 2.穿戴安全防护用品。 3.作业员操作时必须站在脚踏板或绝缘板上。 4.机床工作时应刹紧工作台。 5.在机床上加工的零件重量不得超过机床载荷规定即最大负重。 6.在加工过程中，查看加工状态，若有频繁短路，电压表读数跳动厉害，则应使用主轴抬起，观察工作液喷射情况及电极端部损耗是否均匀，并进行调整。 7.穿孔后，要适当的延长加工时间，使孔的出口较好。 8.加工结束，关闭脉冲开关及工作液泵，Z轴自动回升。当电极完全退出加工孔后，将加工开关关闭，卸下工件。 9.确认不再加工后，按下急停按钮，然后将总电源切断，清理工

作台面和擦拭机床，并及时加注润滑油。 10.未经正规操作培训和许可的作业员，不得随意动用机床。 11.作业员操作前，必须对机床进行点检。 12.机床在工作中出现异常时，应立即停止或切断电源，等待专人来维修。 13.操作室内禁止一切明火、吸烟，并备有灭火器。 14.机床周边（包括地面）应随时清理，以保持周边环境的清洁。 15.作业员操作时要注意安全，以免造成人身伤害。 XX设计有限公司 Your Name Design Co., Ltd.

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。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。工具电极常用导电性良好、熔点较高、易加工的耐电蚀材料，如铜、石墨、铜钨合金和钼等。在加工过程中，工具电极也有损耗，但小于工件金属的蚀除量，甚至接近于无损耗。工作液作为放电介质，在加工过程中还起着冷却、排屑等作用。常用的工作液是粘度较低、闪点较高、性能稳定的介质，如煤油、去离子水和乳化液等。

电火花加工原理

电火花加工技术学院：机械与汽车工程学院专业：材控10-2班姓名：徐鹏

学号：201001021047 电火花加工技术电火花是一种加工工艺，主要是利用具有特定几何形状的放电电极（EDM 电极）在金属（导电）部件上烧灼出电极的几何形状。电火花加工工艺常用于冲裁模和铸模的生产。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花加工。电火花加工是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电。电火花加工主要由机械厂完成。电火花是一种自激放电，其特点如下：火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间（通常为10-7-10-3s）后及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极”特性（即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深），使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用，可使电极局部被腐蚀。工具电极和工件之间并不直接接触，而是有一个火花放电间隙0.1— 0.01mm，间隙中充满工作液。加工过程中没有宏观切削力火花放电时，局部、瞬时爆炸力的平均值很小，不足以引起工件的变形和位移。可以“以柔克刚”由于电火花加工直接利用电能和热能来去除金属材料，与工件材料的强度和硬度等关系不大，因此町以用软的工具电极加工硬的工件，实现“以柔克刚”。可以加工任何难加工的金属材料和导电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热学特性，如熔点、沸点、比热容、导热系数、电阻率等，而几乎与其力学性能(硬度、强度等)无关。这样可以突破传统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聚晶金刚行、立方氮化硼一类的超硬材料。目前电极材料多采用紫铜或石墨，因此工具电极较容易加工。可以加工形状复杂的表面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。特别是数控技术的采用，使得用简单的电极加工复杂形状零件成为现实。可以加工特殊要求的零件可以加工薄壁、弹性、低刚度、微细小孔、异形小孔、深小孔等有特殊要求的零件。由于加工中工具电极和工件不直接接触，没有机械加工的切削力，因此适宜加工低刚度工件及微细加工。

电火花加工

电火花加工一、概述二、电火花成形加工 1.电火花加工机床常见的电火花成形加工机床由机床主体、脉冲电源、伺服系统、工作液循环系统等几个部分组成。（1）机床主体：包括床身、工作台、立柱、主轴头及润滑系统。用于夹持工具电极及支承工件，保证它们的相对位置，并实现电极在加工过程中的稳定进给运动。（1）脉冲电源：把工频的交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流。（2）伺服进给系统：使主轴作伺服运动。（3）工作液循环过滤系统：提供清洁的、有一定压力的工作 2．电火花成形加工的原理电火花成形加工的基本原理是基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲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、形状及表面质量预定的加工要求。要达到这一目的，必须创造下列条件：（1）必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以形成放电间隙。一般为0.01～0.1mm左右。（2）脉冲波形是单向的，如图所示。（3）放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。（4）有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属熔化或气化。如图，自动进给调节装置能使工件和工具电极保持给定的放电间隙。脉冲电源输出的电压加在液体介质中的工件和工具电极(以下简称电极)上。当电压升高到间隙中介质的击穿电压时，会使介质在绝缘强度最低处被击穿，产生火花放电。瞬间高温使工件和电极表面都被蚀除掉一小块材料，形成小的凹坑。 1

一次脉冲放电之后，两极间的电压急剧下降到接近于零，间隙中的电介质立即恢复到绝缘状态。此后，两极间的电压再次升高，又在另一处绝缘强度最小的地方重复上述放电过程。多次脉冲放电的结果，使整个被加工表面由无数小的放电凹坑构成极性效应（1）什么是极性效应？在脉冲放电过程中，工件和电极都要受到电腐蚀。但正、负两极的蚀除速度不同，这种两极蚀除速度不同的现象称为极性效应。（2）为什么会有极性效应？产生极性效应的基本原因是由于电子的质量小，其惯性也小，在电场力作用下容易在短时间内获得较大的运动速度，即使采用较短的脉冲进行加工也能大量、迅速地到达阳极，轰击阳极表面。而正离子由于质量大，惯性也大，在相同时间内所获得的速度远小于电子。 ①当采用短脉冲进行加工时，大部分正离子尚未到达负极表面，脉冲便已结束，所以负极的蚀除量小于正极。这时工件接正极，称为“正极性加工”。 ②当用较长的脉冲加工时，正离子可以有足够的时间加速，获得较大的运动速度，并有足够的时间到达负极表面，加上它的质量大，因而正离子对负极的轰击作用远大于电子对正极的轰击，负极的蚀除量则大于正极。这时工件接负极，称为“负极性加工”。（3）极性效应在电火花加工过程中的作用在电火花加工过程中，工件加工得快，电极损耗小是最好的，所以极性效应愈显著愈好， 3．电火花加工的特点及应用 1)电火花加工的特点 (1）优点 2

电火花高速小孔加工机安全操作规程(正式)

编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 电火花高速小孔加工机安全操作规程(正式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑

文件编号：KG-AO-6858-59 电火花高速小孔加工机安全操作规程(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1.操作前，作业员必须认真学习使用说明书中的各有关机构及操纵、调整、维护等有关的内容。 2.穿戴安全防护用品。 3.作业员操作时必须站在脚踏板或绝缘板上。 4.机床工作时应刹紧工作台。 5.在机床上加工的零件重量不得超过机床载荷规定即最大负重。 6.在加工过程中，查看加工状态，若有频繁短路，电压表读数跳动厉害，则应使用主轴抬起，观察工作液喷射情况及电极端部损耗是否均匀，并进行调整。 7.穿孔后，要适当的延长加工时间，使孔的出口较好。 8.加工结束，关闭脉冲开关及工作液泵，Z轴自

动回升。当电极完全退出加工孔后，将加工开关关闭，卸下工件。 9.确认不再加工后，按下急停按钮，然后将总电源切断，清理工作台面和擦拭机床，并及时加注润滑油。 10.未经正规操作培训和许可的作业员，不得随意动用机床。 11.作业员操作前，必须对机床进行点检。 12.机床在工作中出现异常时，应立即停止或切断电源，等待专人来维修。 13.操作室内禁止一切明火、吸烟，并备有灭火器。 14.机床周边（包括地面）应随时清理，以保持周边环境的清洁。 15.作业员操作时要注意安全，以免造成人身伤害。请在这里输入公司或组织的名字 Enter The Name Of The Company Or Organization Here

电火花线切割加工工艺

第五章数控电火花线切割加工工艺与编程第一节数控电火花线切割加工概述序号：37 主要内容：一、数控线切割加工机床简介电火花线切割机床组成：机床本体、控制系统、脉冲电源、运丝机构、工作液循环机构和辅助装置（自动编程系统）。线切割机床可分为高速走丝机床和低速走丝机床。二、数控线切割加工原理及特点 1．数控电火花线切割加工原理它是通过电极和工件之间脉冲放电时的电腐作用，对工件进行加工的一种工艺方法。数控电火花线切割加工的基本原理：利用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作为工具线电极（负电极），被切割的工件为工件电极（作为正电极），在加工中，线电极和工件之间加上脉冲电压，并且工作液包住线电极，使两者之间不断产生火花放电，工件在数控系统控制下（工作台）相对电极丝按预定的轨迹运动，从而使电极丝沿着所要求的切割路线进行电腐蚀，完成工件的加工。 2．数控线切割加工的特点（1）可以加工难切削导电材料的加工。例如淬火钢、硬质合金等；（2）可以加工微细异形孔、窄缝和复杂零件，可有效地节省贵重材料；（3）工件几乎不受切削力，适宜加工低刚度工件及细小零件；（4）有利于加工精度的提高，便于实现加工过程中的自动化。（5）依靠数控系统的间隙补偿的偏移功能，使电火花成形机的粗、精电极一次编程加工完成，冲模加工的凹凸模间隙可以任意调节。三、数控线切割加工的应用 1．形状复杂、带穿孔的、带锥度的电极； 2．注塑模、挤压模、拉伸模、冲模； 3．成形刀具、样板、轮廓量规的加工； 4．试制品、特殊形状、特殊材料、贵重材料的加工。小结电火花线切割机床组成、电极丝（负电极）、工件（正电极）。

电火花加工

课程名称：院系：专业：班级：学号：姓名:

电火花加工 1.概述电火花加工是一种自激放电，故又称放电加工（EDM）,于20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产，是目前机械制造业中应用最广泛的特种加工方法之一，在难切削材料、复杂型面零件等的加工中得到了广泛应用。 2.原理火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间(通常为后及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深)，使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用，可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花加工。电火花加工是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电。 3.特点 1.脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响，不受热处理状况影响。 2.脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小。 3.加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。 4.可以改革工件结构，简化加工工艺，提高工件使用寿命，降低工人劳动强度。基于.上述特点，电火花加工的主要用途有以下几项: 1)制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。 2)加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔。 3)在金属板材上切割出零件。4)加工窄缝。 5)磨削平面和圆面。

DK7732数控高速走丝电火花线切割机及控制系统(有全套图纸)

目录引言 (1) 一总体方案设计 (2) （一）总体方案的拟定 (2) （二）主要技术参数的确定 (2) 二储丝走丝部件结构设计 (3) （一）储丝走丝部件运动设计 (3) 1．对高速走丝机构的要求 (3) 2．高速走丝机构的结构及特点 (4) （二）储丝走丝部件主要零件强度计算 (10) 1．齿轮传动比的确定 (10) 2．齿轮齿数的确定 (10) 3．传动件的估算 (12) 4．齿轮模数估算 (13) 5. 齿轮模数的验算 (14) （三）储丝走丝部件主要零件强度验算 (16) 1．齿轮强度的验算 (16) 2．主轴的验算 (19) （四）主轴组件结构设计 (21) 1．轴承配置形式 (21) 2．主轴组件的调整和预紧 (22)

三进给传动设计 (22) （一）进给传动运动设计 (22) 1．脉冲当量和传动比的确定 (22) （二）滚珠丝杆螺母副的型号选择和滚珠丝杆的选型和校核 (23) 1．滚珠丝杆螺母副的型号选择 (23) 2．滚珠丝杆的选型和校核 (25) （三）步进电机的选择 (28) 1．根据脉冲当量和最大静转矩初选电机型号 (28) 2．启动矩频特性校核 (30) （四）进给机构支承设计 (31) 1．螺杆的支承形式 (31) 2．螺杆的支承方式 (31) 四数控系统设计 (32) （一）高频脉冲电源 (32) （二）数字控制系统设计...............................................................（33）(三)控系统硬件的电路设计 (34) 1．单片机设计 (34) 2．系统扩展 (38) 3． I/O 口的扩展 (42) 4．显示器的接口设计 (48) 5．步进电机控制电路设计 (50) 6．光电隔离电路设计 (57)

电火花加工用脉冲电源

电火花加工及其脉冲功率电源得研究电火花加工又称放电加工（electrical discharge machining,简称EDM），由于其能进行难切削材料与复杂形状零件得加工，而得到广泛得应用。其中最主要得部分就是脉冲电源，脉冲电源得技术性能好坏直接影响电火花成形加工得各项工艺指标，如加工质量精度、加工速度、电极损耗等。本文将对电火花加工得原理及其脉冲电源进行简要介绍与研究。一、电火花加工得工作原理进行电火花加工时，工具电极与工件分别接脉冲电源得两极，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，当两电极间得间隙达到一定距离时，两电极上施加得脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。在放电得微细通道中瞬时集中大量得热能，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得金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中，迅速冷凝，形成固体得金属微粒，被工作液带走。这时在工件表面上便留下一个微小得凹坑痕迹，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得另一点处击穿，产生火花放电，重复上述过程。这样，虽然每个脉冲放电蚀除得金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用，就能蚀除较多得金属，具有一定得生产率。在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙得条件下，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得形状来。因此，只要改变工具电极得形状与工具电极与工件之间得相对运动方式，就能加工出各种复杂得型面。工具电极常用导电性良好、熔点较高、易加工得耐电蚀材料，如铜、石墨、铜钨合金与钼等。在加工过程中，工具电极也有损耗，但小于工件金属得蚀除量，甚至接近于无损耗。工作液作为放电介质，在加工过程中还起着冷却、排屑等作用。常用得工作液就是粘度较低、闪点较高、性能稳定得介质，如煤油、去离子水与乳化液等。图1电火花加工基本原理 1-工件；2-脉冲电源；3-自动进给调节装置；4-工具；5-工作液；6-过滤器；7-工作液泵

电火花线切割机床的未来发展前景剖析

电火花线切割机床的未来发展前景剖析中航长风发布时间：2013-03-26 14:58 日益加剧的市场竞争要求模具制造周期越来越短，工业产品零件大型化和精度的不断提高要求模具日趋大型化和精密化。电火花加工技术亦要跟上这些要求。因此，快速、大型、精密、大厚度切割等都是电火花加工机床今后的发展方向。当然，不断提高电火花加工机床的可靠性、继续降低电极损耗、进一步简化操作、提高自动化程度及降低机床成本，仍旧是电火花加工机床的发展方向。高速铣削技术的发展促使电加工机床能加工更复杂、更精密及微细的型面和关键零件。电火花线切割是中国独创的机床。它自60年代以来经过30多年的不断发展和完善，现已成为模具加工不可缺少的装备，也是中国模具生产企业中装备数量最多的电火花加工机床。目前它的切割速度有的已超过250mm2/min，加工精度达到±0.01mm，工件表面粗糙度为Ra1.25微米，因而可以在较低的价位上满足一般模具加工的需要。但随着模具制造的要求越来越高和面对低速走丝线切割机床的高性能，它就面临相当严峻的形势。今后高速走丝切割机床的发展策略应该是扬长避短，以发展中低档机床为主，使机床向适当的加工精度、良好的加工稳定性和容易操作及优良的性能价格比的方向发展。为此，高速走丝线切割机床应在基於PC的开放式数控系统方面、数字自适应脉冲电源、加工参数的优化及自动选取、人工智能技术的运用、机床整体结构的改进、螺距误差与间隙补偿技术的运用、多次切割工艺的应用进行研究，以及计算机软件的不断改进来提高机床的整体加工性能。目前低速走丝电火花线切割机床和电火花成形机床的进口量很大，特别是数控电火花加工机床，中国机床市场占有率较低。对比国内外产品，中国设备与国外先进设备之间确实存在较大差距。根据中国模具工业发展情况和国内外主要电加工机床生产企业状况，展望未来，首要将发展重点放在中低档普及型数控电加工机床上。这一方面是因为大量的个体经营及股份制模具生产企业正大量需要，另一方面，这是中国电加工机床生产企业力所能及并占有一定优势。为了保证机床的稳定可靠，一些关键部件和元器件可采用高质量的国外产品。为了提高数控电火花加工机床的工艺水平，今后在脉冲电源（例如节能型无电阻电源、毫微秒级高峰值电流电源、微细加工电源、新型等能量脉冲电源、超精加工电源、专用辅助电源等）及电源波形检测、处理、控制技术等方面，在包括稳定性技术、适应控制技术、能量控制技术、各类加工工艺技术、检测技术等综合技术的专家系统方面，在刚度、热平衡、主轴头等的设计、个性化、集成化及造型和外观设计方面，在工作液的改进及其环保处理方面，在走丝系统和穿丝技术的改进方面等，都应加强研究和开发，以求不断进步。

电火花加工原理

电火花加工电火花加工（Electrical Discharge Machining,简称EDM）是通过工件和工具电极间的放电而有控制地去除工件材料，以及使材料变形、改变性能的特种加工。其中成形加工适用于各种孔、槽模具，还可刻字、表面强化等；切割加工适用于各种冲模、粉末冶金模及工件，各种样板、磁钢及硅钢片的冲片，钼、钨、半导体或贵重金属。一、电火花加工原理电火花加工（Electrical Discharge Machining,简称EDM）是通过工具电极和工件之间产生脉冲性的火花放电，靠放电的瞬间产生局部高温把金属蚀除下来。由于在放电过程中可见到火花，故称之为电火花加工。电火花加工原理如图15-19所示。图15-19 电火花加工原理示意图1-自动进给调节装置 2-工具 3-工作液 4-工件 5-工作液泵 6-脉冲电源二、实现电火花加工的条件 1.工具电极和工件电极之间必须施加 60V～300V 的脉冲电压，同时还需维持合理的放电间隙。大于放电间隙，介质不能被击穿，无法形成火花放电；小于放电间隙，会导致积炭，甚至发生电弧放电，无法继续加工。 2.两极间必须充放具有一定绝缘性能的液体介质。电火花成形加工一般用煤油做工作液。

3.输送到两极间的脉冲能量应足够大，放电通道间的电流密度，一般为104～109A/cm2。 4.放电必须是短时间的脉冲放电。一般放电时间为 1μs～1ms。这样才能使放电产生的热量来不及扩散，从而把能量作用局限在很小的范围内。 5.脉冲放电需要多次进行，并且在时间上和空间上是分散的，以避免发生局部烧伤。 6.脉冲放电后的电蚀产物应能及时排放至放电间隙之外，使重复性放电能顺利进行。三、电火花加工的特点 1.适合于难切削材料的加工，能“以柔克刚” 。 2.工具电极与工件不接触，两者间作用力很小。 3.脉冲参数可调节，能在同一机床连续进行粗、半精、精加工，加工过程易于自动控制。 4.主要用于加工金属等导电材料，在一定条件下也可以加工半导体和非金属材料。 5.电极的耗损影响加工精度。四、电火花加工的应用范围 1.加工各种金属及合金材料、特殊热敏感材料、半导体材料等； 2. 加工各种形状复杂的型腔和型孔，如各种模具的型腔、型孔，样板、成形刀具以及小孔（直径0.01mm）、异型孔等； 3.加工范围已达到小至十微米的孔、缝，大到几米的大型模具和零件

电火花切割原理

电火花线切割加工概述电火花线切割机（Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM），属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。线切割机也于1960年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家 1、电火花线切割加工原理在电火花线切割加工中，利于移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作一个电极，工件作另一个电极，并按照预定的轨迹运动，通过不断的火花放电对工件进行放电蚀除，以切割出成型的各种二维、三维表面。及也就是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段，两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。然后通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。图1电火花线切割加工示意图 1-贮丝筒2-电极丝3-丝架4-导轮5-脉冲电源6-工作台7-工作液箱 2、电火花线切割加工的特点电火花线切割加工的过程的工艺和机理与电火花穿孔成型加工既有共同性，又有特殊性。 ★电火花线切割加工与电火花穿孔成型加工的共同点两者在加工原理、工作机理、工艺、适应材料等方面相同，具体表现为：（1）线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。单个脉冲也有多种形式的放电形态，如开路、短路、正常火花放电等。（2）线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，材料的可加工性等也都与电火花加工的基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。 ★电火花线切割加工与电火花穿孔成型加工的不同点两者在加工极性、工作液、放电状态、接触方式、电极形式、电极丝的加工特点、工具损耗等方面有不同处，具体表现为：

高速电火花小孔加工的研究和优缺点分析

高速电火花小孔加工技术的研究和优缺点分析摘要本文总结了高速电火花小孔加工技术的原理，技术特点以及其相比较其他常规的小孔加工加工工艺的优缺点分析【关键词】电火花加工深小孔加工研究现状高速电火花小孔加工技术优缺点分析 1.概述随着科学技术的进步和工业生产的发展，微孔及深孔的应用越来越广泛。在喷油嘴、过滤器、喷丝板孔、印刷电路板以及打印机打印头等元器件上都能见到微小孔的踪迹。传统观念认为直径为0.1-3mm的孔为小孔，小于0.1mm的为微孔，深径比大于10以上的孔称为深孔。微小深孔的加工在工艺上是比较困难的，例如用线切割加工的模具的穿丝孔，其结构尺寸直径为1mm左右，深径比为(20-100):1。特别是对孔径尺寸和孔的精度有一定要求的孔，加工起来更加困难，例如航空发动机零件的发汗孔，孔径一般在几十微米，用传统工艺方法已经很难实现对上述孔的加工。电火花小孔加工就体现了它的优势。电火花加工小孔常用于高硬度金属材料的加工中，它在提高生产效率和增加孔的深径比等方面有一定的优势。但是成型精度不易控制，因而需要对高速电火花深小孔加工技术及优缺点进行深入分析。 2.背景 2.1 深小孔加工现状

孔加工是机械加工中所占比例较大的一道重要加工工序。据统计，孔加工约占机械加工总量的三分之一，占机械加工时间的四分之一。在孔加工中尤其以深小孔的加工最为困难。深小孔的加工在机械加工中面临很大的挑战，特别是在模具钢、硬质合金、陶瓷材料和聚晶金刚石等高强度、高硬度的材料上进行深小孔加工尤为困难。机械加工方法效率很低，例如采用金刚石钻头加工，主轴转速2000 r/min，进给速度200 mm/ min，只能加工深径比小于20:1的孔。随着加工深度的增加导致排屑不畅，甚至无法正常加工。随着现代科学技术和工业生产的发展，对难加工材料上的小孔加工技术有了迫切的需求。机械钻削方法在高硬度材料上加工深小孔效率很低，孔越深，切屑越不容易排出，在出口处容易发生堵塞，再者是很难将切削液导入切削区，由于加工不稳定钻头容易折断，这些因素都将导致孔的精度下降(包括孔的圆柱度及表面粗糙度)。其他常见的加工小孔的特种加工方法有：电子束加工、激光束加工、离子束加工和电液束流加工等。特种加工方法通常采用各种物理、化学能量及其各种理化效应，直接去除材料以达到所要求的形状和尺寸。其中电火花加工应用比较广泛，它是非接触式加工，没有机械切削力作用，孔的加工效率比较高，因此研究电火花加工在小孔加工方面的应用及优缺点是很有必要的。 3.高速电火花小孔加工技术 3.1电火花加工概述电火花加工又称放电加工(EleetriealDiseharseMaehining，简称EDM)，是一种直接利用电能进行加工的新工艺。电火花加工与金属切削加工的原理不同，在加工过程中，工具和工件并不直接接触，而是靠工具和工件之间不断的脉冲火花放电，靠放电时产生局部、瞬时的高温把金属材料逐步蚀除掉。电火花加工小孔有两种方法，即电火花穿孔和高速电火花小孔加工。这里我们来介绍一下高速电火花小孔加工的基本原理并介绍一下它与其他加工方法的对比及优缺点。 3.2高速电火花小孔加工技术

数控电火花线切割加工资料

第六章数控电火花线切割加工电火花加工属于特种加工的一种方法，它是在加工过程中，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、瞬时产生的高温去除工件多余材料，以及使材料改变性能或被镀覆等的放电加工，因放电过程可见到火花，故称之为电火花加工。 6.1数控电火花线切割加工原理与特点 6.1.1 数控电火花线切割加工原理数控电火花线切割是利用移动的细金属导线作为工具电极，在金属丝与工件间施加脉冲电流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。工件的形状是由数控系统控制工作台相对于电极丝的运行轨迹决定的，因此不需制造专用的电极，就可以就可以加工形状复杂的模具零件。其加工原理如图6-1所示，工件连接脉冲电源的正极，电极丝接负极，加上高频脉冲电源后，在工件与电极丝之间产生很强的脉冲电场，使其间的介质被电离击穿，产生脉冲放电。电极丝在贮丝筒的作用下作正反向交替运动，在电极丝和工件之间浇注工作介质，在机床数控系统的控制下，工作台相对电极丝按预定的程序运动，从而切割出需要的工件形状。图6-1 电火花切割原理 6.1.2 数控电火花线切割加工特点 1.直接利用线状的电极丝作为电极，可节约电极设计、制造费用、缩短了生产准备周期。 2.可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的微细异形孔、窄缝和形状复杂的工件。 3.采用线切割加工冲模时，可实现凸、凹模一次加工成形。 6.2 数控电火花线切割机床 6.2.1 电火花线切割机床分类（1）按控制方式可分为靠模仿型控制、光电跟踪控制、数字程序控制及微机控制等；

（2）按电源形式可分为RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源等；（3）按加工特点可分为大、中、小型以及普通直壁切割型与锥度切割型等；（4）按走丝速度可分为慢走丝方式和快走丝方式两种。 6.3 数控电火花线切割工艺基础数控电火花线切割加工，一般是作为工件尤其是模具加工中的最后工序。要达到加工零件的精度及表面粗糙度要求，应合理控制线切割加工时的各种工艺参数（电参数、切割速度、工件装夹等），同时应安排好零件的工艺路线及线切割加工前的准备加工。有关模具加工的线切割加工工艺准备和工艺过程，如图6.2 图6-2 线切割加工的工艺准备和工艺过程 6.3.1模坯准备 1、工件材料及毛坯模具工作零件一般采用锻造毛坯，其线切割加工常在淬火与回火后进行。由于受材料淬透性的影响，当大面积去除金属和切断加工时，会使材料内部残余应力的相对平衡状态遭到破坏而产生变形，影响加工精度，甚至在切割过程中造成材料突然开裂。为减少这种影响，除在设计时应选用锻造性能好、淬透性好、热处理变形小的合金工具钢（如Cr12、Cr12MoV、CrWMn）作模具材料外，对模

电火花加工实验

电火花加工实验一、实验目的 1、了解电火花成型加工的原理、特点和应用。 2、了解编制电火花成型加工程序的方法。 3、了解电火花成型加工机床的操作方法。二、实验内容 1、讲解电火花成型加工机床的组成、原理、特点及应用。 2、演示电火花成型加工机床的加工过程。 3、熟悉电火花成型加工机床加工零件的过程。三、实验设备 EDM-300电火花成型加工机床一台，电极四、电火花成型加工简介 1、电火花成型加工的原理、特点和应用原理：电火花成型加工是电火花加工的一种，其基本原理如图1所示。被加工的工件做为工件电极，紫铜（或其它导电材料如石墨）做为工具电极。脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到工件电极和工具电极上，此时工具电极和工件均被淹没在具有一定绝缘性能的工作液（绝缘介质）中。在轴伺服系统的控制下，当工具电极与工件的距离小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，两极间最近点处的工作液（绝缘介质）被击穿，工具电极与工件之间形成瞬时放电通道，产生瞬时高温，使金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来，使局部形成电蚀凹坑。这样以很高的频率连续不断地重复放电，工具电极不断地向工件进给，就可以将工具电极的形状“复制”到工件上，加工出需要的型面来。特点：（1）由于脉冲放电的能量密度高，使其便于加工用普通的机械加工难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的零件，并不受材料及热处理状况的影响。（2）电火花加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小，工具电极不需要比加工材料硬，即可以柔克刚，故电极制造更容易。应用：电火花成型加工一般应用在加工各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的导电材

料，并且常用于模具的制造过程中。 2、实现电火花加工的条件 1）工具电极和工件电极之间必须加以60V~300V的脉冲电压，同时还需维持合理的工作距离——放电间隙。大于放电间隙，介质不能被击穿，无法形成火花放电；小于放电间隙，会导致积炭，甚至发生电弧放电，无法继续加工。 2）两极间必须充放具有一定绝缘性能的液体介质。电火花成型加工一般用煤油做为工作液。 3）输送到两极间的脉冲能量应足够大。即放电通道要有很大的电流密度，一般为 104～109A/cm2。 4）放电必须是短时间的脉冲放电。一般放电时间为1цs~1ms。这样才能使放电产生的热量来不及扩散，从而把能量作用局限在很小的范围内，保持火花放电的冷极特性。 5）脉冲放电需要多次进行，并且多次脉冲放电在时间上和空间上是分散的，避免发生局部烧伤。 6）脉冲放电后的电蚀产物应能及时排放至放电间隙之外，使重复性放电能顺利进行。电火花加工过程见图2所示。五、电火花成型加工机床的组成组成：包括机床本体、脉冲电源、轴伺服系统（Z轴）、工作液的循环过滤系统和基于窗口的对话式软件操作系统。 1、机床本体：床身、工作台、主轴箱等组成。 1）床身：主要用于支承和连接工作台等部件，安放工作液箱等。 2）工作台：用于安装夹具和工件，并带动工件在X、Y向作往复运动。 3）主轴箱：用于装夹工具电极，并带动工具电极作Z向往复运动。 2、脉冲电源：其作用是把50Hz交流电转换成高频率的单向脉冲电流。加工时，工具电极接电源正极，工件电极接负极。 3、轴向伺服系统：其作用是控制Z轴的伺服运动。 4、工作液循环过滤系统：由工作液、工作液箱、工作液泵、滤芯和导管组成。工作液起绝缘、排屑、冷却和改善加工质量的作用。每次脉冲放电后，工件电极与工具电极之间