电子课件《模具制造电切削加工技术(第二版)》B012558第五模块.ppt

1、第五模块第五模块 电火花小孔加工电火花小孔加工课题一课题一 电火花小孔加工基本操作电火花小孔加工基本操作一、电火花小孔机的工作原理一、电火花小孔机的工作原理小孔机是利用连续移动的细金属（称为电极丝）作为电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属，从而切割成型。与电火花线切割机床、成型机不同的是，它的电脉冲电极是空心铜棒。加工介质（如水介质工作液）从铜棒孔穿过与工件发生放电，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，如图5-1-2所示。二、电火花小孔机的结构二、电火花小孔机的结构电火花小孔机主要由操作面板箱、主轴部分、工作台、工作液系统及电气系统等组成。（1）

2、操作箱 （2）底座部 （3）高压泵 （4）水箱 （5）立柱部（6）旋转轴 （7）工作台部 （8）电器系统（9）急停开关 (10)废水桶1.1.主轴部分主轴部分主轴部分主要有升降滑台、主轴、密封系统和导向系统等组成，如图5-1-4所示。升降滑台装在主轴前方的导轨上，在升降滑台电动机的驱动下完成主轴的升降运动，当达到工作位置后，停机锁定。电极管在加工过程中是旋转的，其旋转原理如图5-1-5所示，它主要是通过旋转电机带动其同步带传动机构来实现其旋转运动的。电极在主轴上的安装如图5-1-6所示。安装时，一次将所需的电极、夹头、密封圈等组件组合好，放入主轴端部内孔，旋转压紧螺母即可。然后接通高压工作液，

3、检验密封组件的密封效果。穿孔加工时，因为空心管状电极比较细小，刚性很差，有可能在旋转进给过程中与工件电极相碰，造成电弧放电，而烧坏工件和电极，为了避免产生这种现象，必须为其制造一个进给导向装置，如图5-1-7所示在进行穿孔加工时，工件材料在加工区域不断地被蚀除，造成电极与工件之间的间隙增大，使放电加工无以为继。主轴进给伺服系统的主要作用就是在伺服电机的作用下，根据加工的时间速度，适时控制主轴带动电极向下做进给运动，保证断面放电间隙恒定，使加工过程连续稳定，如图5-1-8所示。2.2.工作台工作台工作台装在机床底座上，由上拖板、下拖板：中拖板及接液盘等组成。拖板上装有电子尺，拖板运动量反映在控制

4、面板的显示器上。与电火花成型加工机床一样，通过控制X、Y两个方向的坐标值，准确地实现工件的找正。为了防止工作时工作液飞溅，工作台上配有由有机玻璃制成的挡液罩。3.3.工作液系统工作液系统工作液系统主要由工作液桶、过滤器、高压泵、调压阀、循环管路等组成。它的主要作用是将高压、高速的工作液通过管状电极送入深孔和小孔加工区域，强化电蚀物的排除，以保证加工精度和穿孔加工的顺利进行。4.4.电气系统电气系统电火花小孔机的电气系统由脉冲电源、伺服系统、旋转头控制系统、操作系统等组成，如图5-1-9所示。小孔机的电气和电子器件主要分布在立柱的右方（操作面板箱）和机床的底盘箱内。底盘箱内的电子器件都集中装在一

5、个电器框架内，在电器需要大修时，可以从机床的后方拉出电器框架，便于修理。小孔机的电气布局如图5-1-10所示。三、操作面板箱的控制面板三、操作面板箱的控制面板如图5-1-11所示，电火花小孔机操作面板箱的控制面板由操作键区、VFD显示区、主菜单、编辑键区、电流表、电压表、POWER ON（电源开）按钮、POWER OFF（电源关）按钮等组成。其中，“（*）”键为穿透键，当火花从工件底部穿出时，按下此键有助于快速穿透。2显示区主要用于显示坐标、机床状态，加工参数，用户程序3主菜单主要用于位置、参数的设置，具体含义见表5-1-2。4编辑键区主要用于程序的编写和编辑，具体含义见表5-1-3。四、电火

6、花小孔机的安全操作规则四、电火花小孔机的安全操作规则1.操作小孔机时可能存在的危害（1）高电压有可能对操作者、助手及参观者造成电击。（2）放电加工过程中所产生的废物有可能污染土壤及地下水。（3）机床运转所产生的电磁干扰有可能对供电网和无线电产生干扰。2.2.加工操作的安全保护措施加工操作的安全保护措施操作者应该正确使用小孔机上的安全保护装置，具体如下：（1）开门断电保护装置（2）温度保护装置（3）液面控制装置（4）废物处理（5）电磁防护五、电火花小孔机的维护保养五、电火花小孔机的维护保养按表5-1-4机床的润滑明细表的要求，按时对机床进行润滑保养，是机床各部件灵活运转的保证。技能训练技能训练一

7、、基本操作一、基本操作1.1.开机开机（1）开机前应将所有的防护罩安装到位。接通外网电源后，将机床右侧的急停开关1按钮旋转一下（红色蘑菇头），使其处于弹起状态。再置电源总开关2(床身右侧)于“ON”位置，给机床通电，如图5-1-14所示。2.2.关机关机在任何时候，按下面板上【POWER OFF】按钮，指示灯灭，显示器灭，机床停止工作。在紧急情况下，按下红色蘑菇头按钮，总开关断开，切断机床电源，机床停止工作。3 3移动坐标轴移动坐标轴选择图5-2-1中所示主菜单中的MANU键，使机床处于手动模式。在未安装电极、工件的情况下，才可以操作空行程使工作台和主轴移动，以免操作中主轴与工作台上的物品碰撞

8、，而造成机床损伤。二、机床维护保养二、机床维护保养1.1.水箱过滤网的检查水箱过滤网的检查每天开机前，应检查水箱内的过滤网是否堵塞、破损。因为过滤网的堵塞会造成高压泵供水不足而损坏。而过滤网的破损会使杂物进入高压泵，同样会造成高压泵的损坏。如果水箱存在堵塞，应及时清理；如果水箱及附件有破损，应及时更换。2.2.润滑机床润滑机床小孔机的工作台左右两侧的润滑点（图5-1-15a）、辅助轴的润滑点(图5-1-15b)等每天应加注40号机油润滑1 次。3.3.机床日常清洁操作机床日常清洁操作（1）经常保持机床清洁，每日工作完成后，应将夹头、导套、小垫、密封套、螺母及红宝石导向器拆下，擦拭干净后放入附件

9、盒内。（2）水箱内要绝对保持清洁，不得有杂物、颗粒物落入其中，以免损坏高压泵。（3）机床外表油漆面不能用汽油、煤油等有机溶剂擦拭，只能用中性清洁剂或水擦拭。（4）要保持空气过滤器的清洁，每月清扫一次，确保空气畅通（图5-1-16）。4.4.机床保护罩内的检查操作机床保护罩内的检查操作（1）拆下Y 轴防护罩、风琴防护罩，检查导轨面是否有划伤，润滑油路是否通畅，回油槽是否通畅，如图5-1-17示。（2）拆下R 轴护罩，检查主轴上端是否漏水，如图5-1-18所示。如果出现漏水，应更换密封圈。（3）拆下Z 轴护罩，检查Z 轴及辅助轴导轨工作情况是否正常，如图5-1-19所示。（4）拆下后护罩，检查高压

10、泵（图5-1-20）运转是否良好，各接头是否有渗水、漏水现象，带是否破损。5.5.调整、保养高压泵调整、保养高压泵高压泵的压力应根据工艺参数表的要求进行调整,最高压力不大于9.5MPa。高压泵的调整位置如图5-1-21所示。高压泵属于小孔机的关键部件，应时刻注意高压泵的工作状况，发现高压泵有异常现象时，应立即停机检查。观察泵体内润滑油是否在油窗位置上，泵体上是否有漏油、漏水现象，压力是否稳定。课题二课题二 单孔加工单孔加工一、小孔加工要求及难点分析一、小孔加工要求及难点分析1.1.小孔加工的特点及要求小孔加工的特点及要求（1）加工面积小，深度大，直径一般为0.13mm，深径比达20以上。（2）

11、小孔加工多数为盲孔，因此要考虑利于排屑的问题。（3）应保证一定的表面粗糙度以及圆度要求。2.2.难点分析难点分析 由于加工小孔时工具电极截面积小，可用的加工电规准小，爆炸力弱，使得电蚀产物在孔底难以排出。随着加工的进行，放电间隙的电蚀产物浓度越来越高，容易在间隙中搭桥，造成短路，使加工不稳定，而且二次放电的几率越来越高。这些不仅使生产效率下降，还使得加工质量受到很大影响。例如，加工的孔存在严重的喇叭口等。小孔电火花加工由于电极截面积小，容易变形，不易散热，排屑又困难，因此电极损耗大。二、电极管二、电极管电极管又称为电极铜管、打孔机用铜管，是火花机床加工小孔的专用电极，用于加工各种深小孔及盲孔，

12、如图5-2-1所示。电极管用于加工模具线切割的穿丝孔、喷丝板的喷丝孔、筛板的群孔、电板的冲液孔、各种发动机的散热孔、油嘴的喷孔和造纸、化纤、食品及其他行业的滤孔等。无论加工件表面是曲面还是斜面，均可顺利高速加工出所需的孔，加工孔的深径比可达200以上。三、加工介质三、加工介质电火花加工通常用煤油作加工介质。但是，电火花加工小孔时，一般采用纯水作加工介质。纯水作为小孔加工的介质具有以下优点：1使用纯水时，2在同样的加工条件下，使用纯水加工时加工微粒的大小约为煤油加工微粒的二分之一，且微粒分散不聚集。因而，加工微粒很容易从加工区排出，使加工能稳定进行。3纯水介质具有散热快、冷却效果好的特点。4纯水

13、不燃烧，对人体无害，保证安全生产。四、小孔加工的工艺参数五、电火花小孔加工过程 技能训练 本课题要求在40mm厚的钢件表面任意位置加工一个直径为1mm的通孔。一、工艺分析查附表2可知，加工钢件需用黄铜管，因此应选用1mm黄铜管，根据所需电极的直径和工件材料，选择P06参数：脉宽ON为79，间隙OF为19，管数IP为04，伺服SV为30，电容C为1。二、装夹工件及安装电极管1.装夹工件将工件装卡在夹具上，工件距工作台面至少10mm，以便电极管能从工件底部穿出，如图5-2-3所示。2.安装电极管（1）选好与要加工孔径相同直径的电极管、导套、夹头及宝石导向器。（2）如图5-2-4所示，将导套、小垫、

14、密封套及夹头穿在电极上，并装入旋转轴的孔内，用勾形扳手拧紧螺母。（3）将宝石导向器装入支架上，将电极穿入宝石导向器中。（4）根据电极丝的直径选取适宜的小垫和密封套，见表5-2-2（5）按【PUMP】键，高压泵工作（如果水位太低或防护罩未装，高压泵不会工作）。电极管中将会有高压水流出。如果没有水流出，应检查高压泵是否工作。如果高压泵在工作而没有水流出，则说明电极管不通，更换电极管。课题题三 多孔加工技能训练本课题要求完成41个1.5mm的通孔加工，如图5-3-4所示。毛坯来自模块二课题五，材料为Cr12钢，厚度18mm。一、工艺分析查附表2可知，加工钢件需用黄铜管，因此选用1.5mm黄铜管，根据

15、所需的电极的直径和工件材料，选择P07参数：脉宽ON为79，间隙OF为19，管数IP为04，伺服SV为30，电容C为1。根据选择的参数得知该加工条件的电极消耗约为55%,因此Z轴加工的最小深度为：181.55=27.9mm，才能穿通钢件。因为附表2中参数为理论参考值，实际加工状态的差异，会引起参数值的差异，所以为了保证钢件能完全贯通，加工深度再加10mm。因此，Z轴向加工深度为27.9+10=37.9mm，取整为38mm。二、装夹工件及安装电极管1.装夹工件多小孔零件采用平口钳的装夹方式，如图5-3-5所示。三、加工操作1.1.原点设置原点设置为保证加工孔距精度，在加工之前必须找准加工基准面，设置加工原点。2.Z2.Z坐标及参考点设定坐标及参考点设定在本课题多孔加工中，每加工一个孔电极管损耗长度180.55=9.9mm。标准电极管长400mm，排除电极管安装长度，其有效使用长度为300mm。因此预估计一根电极管最多能加工30个孔。本课题要求加工41个孔，因此需要在加工过程中必须更换一次电极管。