典型机械产品构造—电火花机床.ppt

典型机械（电）产品构造 第四章 电火花加工机床 特种加工定义：特种加工是当传统切削加工方法车、铣、钻、镗、刨、磨、拉、齿形加工对产品（或材料）无法实施或保证不了规定的精度要求时，而应用物理的电、化学、光、声、热等方法进行加工的手段。 特种加工与传统加工方法的比较： 传统加工方法依靠机械能、切削（磨削）力去除工件上多余的材料（接触式的、工具硬度高于被加工材料的硬度）。 特种加工用其他能量去除金属材料（工具硬度可以低于被加工材料的硬度、非接触式的、工具和工件之间不存在切削力）。 电火花加工的起源： 电火花加工中的电蚀现象早在20世纪初就被人们发现，如插头、开关的启闭所产生的电火花对接触表面的损害。但真正将电蚀现象运用到实际生产加工中的是：20世纪中期前苏联的拉扎林科夫妇俩在研究开关触点遭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使局部金属熔化、气化而被蚀除掉，从而开创和发明了电火花加工方法，并于1943年利用电蚀原理研制出世界上第一台实用化的电火花加工装置。我国在20世纪50年代初期开始研究电火花设备，并于60年代初研制出第一台靠模仿形电火花线切割机床，随后研制出具有我国特色的高速走丝线切割机床。 电火花加工又称放电加工(Electrical Discharge Machining，简称EDM)： 是一种利用电、热能量进行加工的方法。 加工过程中，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、瞬时产生的高温把金属蚀除下来。因放电过程可见到火花，故称之为电火花加工。 日、英、美称之为放电加工，苏联称电蚀加工。 一、电火花加工的原理和机理 在绝缘工作液中工具和工件（正、负电极）之间脉冲式火化放电局部、瞬时产生高温，使工件表面的金属熔化、气化、抛离工件表面。 利用这一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。 ? 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。那么两电极表面的金属材料是如何被蚀除下来的呢？这一过程大致分为以下几个阶段(如图所示)： 二、电火花加工的特点及其应用 三、电火花加工机床的分类 1. 电火花穿孔成型加工 2. 电火花线切割 3. 电火花成型磨削 4. 电火花高速小孔加工 5.电火花同步共轭回转加工 6. 电火花表面强化、刻字 1．工具电极 电火花加工用的工具是电火花放电时的电极之一，故称为工具电极，有时简称电极。由于电极的材料常常是铜 (如图1所示)。 在生产中，将工件接脉冲电源正极工具电极接脉冲电源负极)的加工称为正极性加工，反之称为负极性加工。 常用材料：铜、铸铁、钢、石墨、银钨合金、铜钨合金等。 2．脉冲电源 在电火花加工过程中，脉冲电源的作用是把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流，向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量以蚀除金属。脉冲电源的性能直接关系到电火花加工的加工速度、表面质量、加工精度、加工温度性、工具电极损耗等工艺指标。合适的脉冲电源十分重要。 对脉冲电源的要求为 （1）有较高的加工速度 （2）工具电极损耗低 （3）加工过程稳定性好 （4）工艺范围广 3. 电火花加工的自动进给调节系统 对自动进给调节系统的一般要求为： (1) 有较广的速度调节跟踪范围。 (2) 有足够的灵敏度和快速性。 (3) 有较高的稳定性和抗干扰能力。 自动进给调节系统种类很多，按照执行元件分为：电液压式；步进电机式；宽调速力矩电动机；直流伺服电动机；交流伺服电动机；直线电机 在电液自动进给调节系统中，液压缸、活塞是执行机构。由于传动链短及液体的基本不可压缩性，因此传动链中无间隙、刚度大、不灵敏区小；又因为加工时进给速度很低，所以正、反向惯性很小，反应迅速，特别适合于电火花加工的低速进给，故20世纪80年代前得到了广泛的应用，但它有漏油、油泵噪声大、占地面积较大等缺点。 5.主机：主要由床身、工作台、立柱、附件、等部分组成，要求具有必要的刚度。 6.控制柜： 我国国标规定，电火花成型机床均用D71加上机床工作台面宽度的1/10表示。例如D7132中，D表示电加工成型机床(若该机床为数控电加工机床，则在D后加K，即DK)；71表示电火花成型机床；32表示机床工作台的宽度为320 mm。 第二节 数控电火花线切割机床 电火花线切割加工的起源： 电火花线切割加工（Wire Cut EDM，简称WED