模具零件电加工全册配套完整教学课件.ppt

1、模具零件电加工全册配套模具零件电加工全册配套 完整教学课件完整教学课件 课程简介课程简介 2020年9月17日 2 模具零件电加工模具零件电加工 课程简介课程简介 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 3 一、概述 二、课程设计 三、教学方法及手段 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 4 1 1）模具设计与制造专业课程体系）模具设计与制造专业课程体系 一、概述（ 1.1.课程定位课程定位） 模具加工工模具加工工 艺编制艺编制 模具结构模具结构 设计设计 模具设计模具设计 与与 制制 造造 模具装配、调试、

2、维护、管理 传统加工与数控技术 普通切削与数控铣加工 模具零件电加工 电火花、线切割加工 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 5 职业 技术 课 模具零件电加工工艺编制 电加工机床操作 课程 地位 培养 目标 适用 专业 前导课：塑料成型工艺及模具设计、 冷冲压工艺及模具设计、机械制造技 术、数控技术等 后续课：模具CAD/CAE 顶岗实习(毕业设计) 模具设计与制造 、 数控加工技术 、 机械制造及自动化 一、概述（2.2.课程性质）课程性质） 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 6 一、概述（3.3

3、.课程内容确定）课程内容确定） 电火花成形加工（含机床操作） 电火花线切割加工（含机床操作） 电火花穿孔加工（含机床操作） 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 7 二、课程设计 课程设计课程设计 总体原则总体原则 1 项目源于真实，高于真实项目源于真实，高于真实 学习型的工作任务 2 项目系统化设计，基于认项目系统化设计，基于认 知规律，从简单到复杂知规律，从简单到复杂 3 课程结构是静态的，教学课程结构是静态的，教学 载体是动态的、开放的载体是动态的、开放的 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 8 电

4、极结构设计、装夹、校正、定位 综 合 性 工 作 任 务 显 示 器 型 腔 的 电 火 花 加 工 电火花机床加工的基本认识 1 电火花加工方法（含加工条件选用） 2 工件的装夹校正、电火花加工编程 3 4 5 电极材料选择；尺寸设计、加工 6 电火花加工常见问题处理 二、课程设计（1.1.课程设计思路）课程设计思路） 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 9 项目7 项目6 项目5 项目4 项目3 项目2 项目1 每个项目就是 一个工作任务 项目知识点逐 渐增加，由简单 到复杂 二、课程设计（1.1.课程设计思路）课程设计思路） 课程简介课程简介

5、 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 10 筋体型腔的电火花加工 选取原则选取原则 ： 典型、实用、典型、实用、 先进性、可持续性先进性、可持续性 电 火 花 加 工 总 体 感 性 认 识 开机、加工、关机 机床移动工作台 机床面板操作 为什么能加工 电火花加工原理 加工后电极变短 极性效应 加工后电极表面黑 覆盖效应 操作机床 安全知识、保养 第一次见到机床 机床结构认识 二、课程设计二、课程设计 (2.(2.内容选取）内容选取） 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 11 电火花成形加工项目3个 电火花线切割加工项目

6、电火花线切割加工项目4个个 电火花穿孔加工项目1个 二二. .课程设计课程设计（2.2.内容选取）内容选取） 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 12 二、课程设计(3.内容组织） 每个项目学生为主体，总体按资讯、 决策、计划、实施、检查、评价进行 2 学生分组（机床操作、设计）； 开放式实训室，课后独自完成 3 每个每个项目按认知规律， 由简单到复杂 1 课程中穿插适当的参观性实习 4 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 13 二、课程设计(4.教学文件） 学习领域课 程设计方案 课程设计表 课程讲义

7、 电子课件 项目评价表 实训项目单 实训报告单 学习情境 方案设计 学习情境 设 计 表 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 14 基于 工作 过程 的课 程整 套资 料 学习领域课程设计方案、学习情境 方案设计、学习情境设计表、课程 设计表、项目评价表。 讲义、实训项目单、项目引导文、 项目报告单 面向 学生 面向 教师 二、课程设计(4.教学文件） 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 15 三、教学方法及手段（1.教学方法） 任务驱动法任务驱动法 头脑风暴；引导文法 分解教学；示范法； 对比法对比法

8、 分数激励法分数激励法 课外课外创新创新 分组教学法分组教学法 组长带头，组员跟进 教师指导，随时检查 每位学生 写项目报告 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 16 机床界面 模拟软件 多媒体 网站 编程 软件 现代教现代教 学手段学手段 三、教学方法及手段（2.现代教学手段） 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 17 三、教学方法及手段（3.课程考核） 实训 报告 项 目 评价表 专业 能力 工艺编制能力；工艺编制能力； 机床操作能力；机床操作能力； 方法 能力 解决实际问题能力； 独立学习新技术的

9、能力； 评估总结工作结果能力 社会 能力 沟通协调；团体协作； 职业道德；环境意识。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 18 项目一项目一 筋体型腔的电火花加工筋体型腔的电火花加工 【项目描述】【项目描述】 图图1-1 显示器壳体及型芯中筋体的分布显示器壳体及型芯中筋体的分布 (a) 显示器壳体零件；（显示器壳体零件；（b）筋体在型芯周边的分布情况。）筋体在型芯周边的分布情况。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 19 【知识目标】【知识目标】 1. 掌握电火花加工原理及物理本质。掌握电火花加工原理及

10、物理本质。 2. 了解电火花机床结构。了解电火花机床结构。 3掌握电火花加工安全操作规程。掌握电火花加工安全操作规程。 4. 掌握极性效应和覆盖效应。掌握极性效应和覆盖效应。 5掌握电火花加工的必备条件及工作掌握电火花加工的必备条件及工作 液的作用。液的作用。 【技能目标】【技能目标】 1. 熟练启动、关闭机床。熟练启动、关闭机床。 2. 熟练操作电火花机床操作面板。熟练操作电火花机床操作面板。 3较熟练装夹电极。较熟练装夹电极。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 20 【相关知识】【相关知识】 （一）、电火花加工概述（一）、电火花加工概述 1、

11、电火花加工的概念、电火花加工的概念 电火花加工又称放电加工电火花加工又称放电加工(EDM)，其加工过程与传统的机，其加工过程与传统的机 械加工完全不同。电火花加工是一种电、热能加工方法。加工械加工完全不同。电火花加工是一种电、热能加工方法。加工 时，工件与加工所用的工具为极性不同的电极对，电极对之间时，工件与加工所用的工具为极性不同的电极对，电极对之间 多充满工作液，主要起压缩放电通道、恢复电极间的绝缘状态多充满工作液，主要起压缩放电通道、恢复电极间的绝缘状态 及带走放电时产生的热量的作用，以维持电火花加工的持续放及带走放电时产生的热量的作用，以维持电火花加工的持续放 电。在正常电火花加工过程

12、中，电极与工件并不接触，而是保电。在正常电火花加工过程中，电极与工件并不接触，而是保 持一定的距离持一定的距离(称为放电间隙称为放电间隙)，在工件与电极间施加一定的脉，在工件与电极间施加一定的脉 冲电压，当电极向工件进给至某一距离时，两极间的工作液介冲电压，当电极向工件进给至某一距离时，两极间的工作液介 质被击穿，局部产生火花放电，放电产生的瞬时高温将电极对质被击穿，局部产生火花放电，放电产生的瞬时高温将电极对 的材料表面熔化甚至气化，使材料表面形成电腐蚀的坑穴。的材料表面熔化甚至气化，使材料表面形成电腐蚀的坑穴。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆

13、东 21 2电火花加工的特点电火花加工的特点 在电火花加工过程中，工件的加工性能主要取在电火花加工过程中，工件的加工性能主要取 决于材料的导电性及热学特性决于材料的导电性及热学特性(如熔点、沸点、比如熔点、沸点、比 热容及电阻率等热容及电阻率等)，而与工件材料的力学特性，而与工件材料的力学特性(硬度、硬度、 强度等强度等)几乎无关。另外，加工时的宏观力远小于几乎无关。另外，加工时的宏观力远小于 传统切削加工时的切削力，所以在加工相同规格的传统切削加工时的切削力，所以在加工相同规格的 尺寸时，电火花机床的刚度和主轴驱动功率要求比尺寸时，电火花机床的刚度和主轴驱动功率要求比 机械切削机床低得多。机

14、械切削机床低得多。 由于电火花加工时工件材料是靠一个个火花放由于电火花加工时工件材料是靠一个个火花放 电予以蚀除的，加工速度相对切削加工而言是很低电予以蚀除的，加工速度相对切削加工而言是很低 的。所以，从提高生产率、降低成本方面考虑，一的。所以，从提高生产率、降低成本方面考虑，一 般情况下凡能采用切削加工工艺时，就尽可能不要般情况下凡能采用切削加工工艺时，就尽可能不要 采用电火花加工工艺。采用电火花加工工艺。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 22 归纳起来，电火花加工有如下优点。归纳起来，电火花加工有如下优点。 (1) 适用于无法采用刀具切削或

15、切削加工十分困难的场合，适用于无法采用刀具切削或切削加工十分困难的场合， 如航天、航空领域的众多发动机零件、深窄槽及狭缝等加工，如航天、航空领域的众多发动机零件、深窄槽及狭缝等加工， 特别适宜于加工弱刚度、薄壁工件的复杂外形，异型孔以及形特别适宜于加工弱刚度、薄壁工件的复杂外形，异型孔以及形 状复杂的型腔模具，弯曲孔等。状复杂的型腔模具，弯曲孔等。 (2) 加工时，工具电极与工件并不直接接触，两者之间宏加工时，工具电极与工件并不直接接触，两者之间宏 观作用力极小，工具电极不必比工件材料硬，因此工具电极容观作用力极小，工具电极不必比工件材料硬，因此工具电极容 易制造。易制造。 (3) 直接利用电

16、能进行加工，因此易于实现加工过程的自动直接利用电能进行加工，因此易于实现加工过程的自动 控制及实现无人化操作；并可减少机械加工工序，加工周期短，控制及实现无人化操作；并可减少机械加工工序，加工周期短， 劳动强度低，使用维护方便。劳动强度低，使用维护方便。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 23 同时，电火花加工还有一些局限性，归纳如下：同时，电火花加工还有一些局限性，归纳如下： (1) 电火花加工速度较慢。通常安排工艺时多采用切削电火花加工速度较慢。通常安排工艺时多采用切削 加工来去除大部分余量，然后再进行电火花加工以求提高生加工来去除大部分余量

17、，然后再进行电火花加工以求提高生 产率。产率。 (2) 被加工的工件只能是金属等导电材料，但在一定条被加工的工件只能是金属等导电材料，但在一定条 件下也可以加工半导体和非导体材料。件下也可以加工半导体和非导体材料。 (3) 存在电极损耗。由于火花放电时工件与电极均会被存在电极损耗。由于火花放电时工件与电极均会被 蚀除，因此电极的损耗对加工形状及尺寸精度的影响比切削蚀除，因此电极的损耗对加工形状及尺寸精度的影响比切削 加工时刀具的影响要大。特别是电极损耗多集中在尖角或底加工时刀具的影响要大。特别是电极损耗多集中在尖角或底 部，影响成形精度。这点在选择加工方式时应予以充分考虑。部，影响成形精度。这

18、点在选择加工方式时应予以充分考虑。 但近年来电火花粗加工时已能将电极相对损耗降至但近年来电火花粗加工时已能将电极相对损耗降至0.1以以 下，甚至更小。下，甚至更小。 (4) 加工表面有变质层，改变了材料表面的力学性能。加工表面有变质层，改变了材料表面的力学性能。 (5) 电火花加工时放电部位必须在工作液中，否则将引电火花加工时放电部位必须在工作液中，否则将引 起异常放电。起异常放电。 (6) 线切割加工有厚度极限，工件过厚将使加工不稳定，线切割加工有厚度极限，工件过厚将使加工不稳定， 甚至无法进行。甚至无法进行。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东

19、 24 3电火花加工的应用电火花加工的应用 (1)制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。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加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺 纹、螺孔。纹、螺孔。 (3)在金属板材上切割出零件。在金属板材上切割出零件。 (4)加工窄缝。加工窄缝。 (5)其他其他(如强化金属表面，取出折断的工具，如强化金属表面，取出折断的工具， 在淬火件上穿孔，直接加工型面复杂的零件等在淬火件上穿孔，直接加工型面复杂的零件等)。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 25 4 、发展概况、发展概况 20世纪世纪

20、40年代，苏联科学家鲍年代，苏联科学家鲍.洛洛.拉扎林科夫妇针对拉扎林科夫妇针对 插头或电器开关在闭合与断开时经常发生电火花烧蚀这一插头或电器开关在闭合与断开时经常发生电火花烧蚀这一 现象，经过反复的试验研究，他终于发明了电火花加工技现象，经过反复的试验研究，他终于发明了电火花加工技 术，把对人类有害的电火花烧蚀转化为对人类有益的一种术，把对人类有害的电火花烧蚀转化为对人类有益的一种 全新工艺方法。全新工艺方法。20世纪世纪50年代初研制出电火花加工装置，年代初研制出电火花加工装置， 采用双继电器作控制元件，控制主轴头电动机的正、反转，采用双继电器作控制元件，控制主轴头电动机的正、反转， 达到

21、调节电极与工件间隙的目的。这台装置只能加工出简达到调节电极与工件间隙的目的。这台装置只能加工出简 单形状的工件，自动化程度很低。一些先进工业国，如瑞单形状的工件，自动化程度很低。一些先进工业国，如瑞 士、日本也加入电火花加工技术研究行列，使电火花加工士、日本也加入电火花加工技术研究行列，使电火花加工 工艺在世界范围取得巨大发展，应用范围也日益广泛工艺在世界范围取得巨大发展，应用范围也日益广泛。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 26 5.应用前景应用前景 伴随现代制造技术的快速发展，传统切削加工工艺也有了长足的进步，伴随现代制造技术的快速发展，传

22、统切削加工工艺也有了长足的进步， 四轴、五轴甚至更多轴的数控加工中心先后面世，其主轴最高转速已高四轴、五轴甚至更多轴的数控加工中心先后面世，其主轴最高转速已高 达达(78)105r/min。机床的精度与刚度也大大提高，再配上精密超硬。机床的精度与刚度也大大提高，再配上精密超硬 材料刀具，切削加工的范围，加工速度与精度均有了大幅度提高。材料刀具，切削加工的范围，加工速度与精度均有了大幅度提高。 面对现代制造业的快速发展，电火花加工技术在“一特二精”方面具面对现代制造业的快速发展，电火花加工技术在“一特二精”方面具 有独特的优势。“一特”即特殊材料加工有独特的优势。“一特”即特殊材料加工(如硬质合

23、金、聚晶金刚石以及如硬质合金、聚晶金刚石以及 其他新研制的难切削材料其他新研制的难切削材料)，在这一领域，切削加工难以完成，但这一领，在这一领域，切削加工难以完成，但这一领 域也是电加工的最佳研究开发领域。“二精”是精密模具及精密微细加域也是电加工的最佳研究开发领域。“二精”是精密模具及精密微细加 工。如整体硬质合金凹模或其他凸模的精细补充加工，可获得较高的经工。如整体硬质合金凹模或其他凸模的精细补充加工，可获得较高的经 济效益。微精加工是切削加工的一大难题，而电火花加工由于作用力小，济效益。微精加工是切削加工的一大难题，而电火花加工由于作用力小， 对加工微细零件非常有利。对加工微细零件非常有

24、利。 随着计算机技术的快速发展，将以往的成功工艺经验进行归纳总结，随着计算机技术的快速发展，将以往的成功工艺经验进行归纳总结， 建立数据库，开发出专家系统，使电火花成形加工及线切割加工的控制建立数据库，开发出专家系统，使电火花成形加工及线切割加工的控制 水平及自动化、智能化程度大大提高。新型脉冲电源的不断研究开发，水平及自动化、智能化程度大大提高。新型脉冲电源的不断研究开发， 使电极损耗大幅度降低，再辅以低能耗新型电极材料的研究开发，有望使电极损耗大幅度降低，再辅以低能耗新型电极材料的研究开发，有望 将电火花成形加工的成形精度及线切割加工的尺寸精度再提高一个数量将电火花成形加工的成形精度及线切

25、割加工的尺寸精度再提高一个数量 级，达到亚微米级，则电火花加工技术在精密微细加工领域可进一步扩级，达到亚微米级，则电火花加工技术在精密微细加工领域可进一步扩 大其应用范围。大其应用范围。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 27 （二）、电火花加工基本原理及物理本质（二）、电火花加工基本原理及物理本质 1 、电火花加工的基本原理、电火花加工的基本原理 电火花加工的原理是基于工具和工件电火花加工的原理是基于工具和工件(正、正、 负电极负电极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来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

26、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。研究结果表明，及表面质量预定的加工要求。研究结果表明， 电火花腐蚀的主要原因是：电火花放电时火花电火花腐蚀的主要原因是：电火花放电时火花 通道中瞬时产生大量的热，达到很高的温度，通道中瞬时产生大量的热，达到很高的温度， 足以使任何金属材料局部熔化、气化而被蚀除足以使任何金属材料局部熔化、气化而被蚀除 掉，形成放电凹坑。掉，形成放电凹坑。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 28 图图12所示为脉冲电源的空载电压波形。以上这些问所示为脉冲电源的空载电压波形。以上这些问 题的综合解决，

27、是通过图题的综合解决，是通过图13 所示的电火花加工系统来所示的电火花加工系统来 实现的。实现的。 图图12脉冲电源电压波形脉冲电源电压波形 图图13 电火花加工系统原理示意图电火花加工系统原理示意图 1工件；工件；2脉冲电源；脉冲电源；3自动进给调节装置；自动进给调节装置； 4工具；工具；5工作液；工作液；6过滤器；过滤器；7工作液泵工作液泵 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 29 线切割加工项目5个 其中左图表示单个脉冲放电后的电蚀坑，右图表示多次脉冲放电其中左图表示单个脉冲放电后的电蚀坑，右图表示多次脉冲放电 后的电极表面。脉冲放电结束后，

28、经过一段间隔时间后的电极表面。脉冲放电结束后，经过一段间隔时间(即脉冲间即脉冲间 隔隔to)，使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲电压又加到两极上，使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲电压又加到两极上， 又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，又电又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，又电 蚀出一个小凹坑。就这样以相当高的频率，连续不断地重复放电蚀出一个小凹坑。就这样以相当高的频率，连续不断地重复放电 ，工具电极不断地向工件进给，就可将工具的形状复制在工件上，工具电极不断地向工件进给，就可将工具的形状复制在工件上 ，加工出所需要的零件，整个加工表面将由无数个小凹坑组成。，加工出所

29、需要的零件，整个加工表面将由无数个小凹坑组成。 图图14 电火花加工表面局部放大图电火花加工表面局部放大图 1凹坑；凹坑；2凸边凸边 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 30 2、电火花加工的物理本质、电火花加工的物理本质 （1）极间介质的电离、击穿，形成放电通道）极间介质的电离、击穿，形成放电通道 图图15 极间放电电压和电流波形极间放电电压和电流波形 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 31 （2）介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀）介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀 气化后的工作液和金属蒸气，

30、瞬时间体积猛增，气化后的工作液和金属蒸气，瞬时间体积猛增， 迅速热膨胀，就像火药、爆竹点燃后那样具有爆炸的迅速热膨胀，就像火药、爆竹点燃后那样具有爆炸的 特性。观察电火花加工过程，可以见到放电间隙间冒特性。观察电火花加工过程，可以见到放电间隙间冒 出很多小气泡，工作液逐渐变黑，听到轻微而清脆的出很多小气泡，工作液逐渐变黑，听到轻微而清脆的 爆炸声。主要靠此热膨胀和局部微爆炸，使熔化、气爆炸声。主要靠此热膨胀和局部微爆炸，使熔化、气 化了的电极材料抛出而形成蚀除，相当于图化了的电极材料抛出而形成蚀除，相当于图15中中3 4段，此时段，此时80V的空载电压降为的空载电压降为25V左右的火花维左右的

31、火花维 持电压，由于它含有高频成分而呈锯齿状，电流则上持电压，由于它含有高频成分而呈锯齿状，电流则上 升为锯齿状的放电峰值电流。升为锯齿状的放电峰值电流。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 32 （3）蚀除产物的抛出）蚀除产物的抛出 通道中心的压力最高，使气化了的气体体积不断向外膨胀，通道中心的压力最高，使气化了的气体体积不断向外膨胀， 形成一个扩张的形成一个扩张的“气泡气泡”。气泡上下、内外的瞬时压力并不相等，。气泡上下、内外的瞬时压力并不相等， 压力高处的熔融金属液体和蒸气，就被排挤、抛出而进入工作液压力高处的熔融金属液体和蒸气，就被排挤、抛

32、出而进入工作液 中。图中。图1-6 (a)、(b)、(c)、(d)为放电过程中为放电过程中4阶段放电间隙状阶段放电间隙状 态的示意图。态的示意图。 图图1-6 放电间隙状况示意图放电间隙状况示意图 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 33 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 34 （4）极间介质的消电离）极间介质的消电离 随着脉冲电压的下降，脉冲电流也迅速降为零，随着脉冲电压的下降，脉冲电流也迅速降为零， 图图1-5中中45段，标志着一次脉冲放电结束。但此后段，标志着一次脉冲放电结束。但此后 仍应有一段

33、间隔时间，使间隙介质消电离，即放电通仍应有一段间隔时间，使间隙介质消电离，即放电通 道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道 处间隙介质的绝缘强度，以免下一次总是重复在同一处间隙介质的绝缘强度，以免下一次总是重复在同一 处发生放电而导致电弧放电，这样可以保证在其他两处发生放电而导致电弧放电，这样可以保证在其他两 极相对最近处或电阻率最小处形成下一击穿放电通道，极相对最近处或电阻率最小处形成下一击穿放电通道， 这是电火花加工时所必需的放电点转移原则。这是电火花加工时所必需的放电点转移原则。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工

34、模具零件电加工孙庆东孙庆东 35 3电火花加工必备条件电火花加工必备条件 （1）必须使工具电极和工件被加工表面之）必须使工具电极和工件被加工表面之 间经常保持一定的放电间隙，这一间隙由加工间经常保持一定的放电间隙，这一间隙由加工 条件而定，通常约为条件而定，通常约为0.020.1mm。 (2) 火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，放火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，放 电延续一段时间后电延续一段时间后(11000s)，需停歇一段，需停歇一段 时间时间(20100s)。 (3) 两极之间应充入有一定绝缘性能的介质。两极之间应充入有一定绝缘性能的介质。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电

35、加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 36 （三）电火花加工工艺方法分类（三）电火花加工工艺方法分类 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 37 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 38 （四）电火花机床简介（四）电火花机床简介 1机床型号、规格、分类机床型号、规格、分类 我国国标规定，电火花成型机床均用我国国标规定，电火花成型机床均用D71加上机加上机 床工作台面宽度的床工作台面宽度的1/10表示。例如表示。例如D7132中，中，D表表 示电加工成型机床示电加工成型机床(若该机床为数控电加工机床，则若该机床为

36、数控电加工机床，则 在在D后加后加K，即，即DK)；71表示电火花成型机床；表示电火花成型机床；32表表 示机床工作台的宽度为示机床工作台的宽度为320mm。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 39 2电火花加工机床结构电火花加工机床结构 电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自动进给调电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自动进给调 节系统、工作液过滤和循环系统、数控系统等部分组成节系统、工作液过滤和循环系统、数控系统等部分组成 图图1-8电火花加工机床电火花加工机床 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆

37、东孙庆东 40 1) 机床本体机床本体 机床本体主要由床身、立柱、主轴头及附件、机床本体主要由床身、立柱、主轴头及附件、 工作台等部分组成，是用以实现工件和工具电极的工作台等部分组成，是用以实现工件和工具电极的 装夹固定和运动的机械系统。床身、支柱、坐标工装夹固定和运动的机械系统。床身、支柱、坐标工 作台是电火花机床的骨架，起着支承、定位和便于作台是电火花机床的骨架，起着支承、定位和便于 操作的作用。因为电火花加工宏观作用力极小，所操作的作用。因为电火花加工宏观作用力极小，所 以对机械系统的强度无严格要求，但为了避免变形以对机械系统的强度无严格要求，但为了避免变形 和保证精度，要求具有必要的刚

38、度。主轴头下面装和保证精度，要求具有必要的刚度。主轴头下面装 夹的电极是自动调节系统的执行机构，其质量的好夹的电极是自动调节系统的执行机构，其质量的好 坏将影响到进给系统的灵敏度及加工过程的稳定性，坏将影响到进给系统的灵敏度及加工过程的稳定性， 进而影响工件的加工精度。进而影响工件的加工精度。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 41 电火花加工时粗加工的电火花放电间隙比中加工的放电火花加工时粗加工的电火花放电间隙比中加工的放 电间隙要大电间隙要大，而中加工的电火花放电间隙比精加工的放电而中加工的电火花放电间隙比精加工的放电 间隙又要大一些间隙又要

39、大一些。当用一个电极进行粗加工时当用一个电极进行粗加工时，将工件的将工件的 大部分余量蚀除掉后大部分余量蚀除掉后，其底面和侧壁四周的表面粗糙度很其底面和侧壁四周的表面粗糙度很 差差，为了将其修光为了将其修光，就得转换规准逐挡进行修整就得转换规准逐挡进行修整。但由于但由于 中中、精加工规准的放电间隙比粗加工规准的放电间隙小精加工规准的放电间隙比粗加工规准的放电间隙小， 若不采取措施则四周侧壁就无法修光了若不采取措施则四周侧壁就无法修光了。平动头就是为解平动头就是为解 决修光侧壁和提高其尺寸精度而设计的决修光侧壁和提高其尺寸精度而设计的。 平动头是一个使装在其上的电极能产生向外机械补偿平动头是一个

40、使装在其上的电极能产生向外机械补偿 动作的工艺附件动作的工艺附件。当用单电极加工型腔时当用单电极加工型腔时，使用平动头可使用平动头可 以补偿上一个加工规准和下一个加工规准之间的放电间隙以补偿上一个加工规准和下一个加工规准之间的放电间隙 差差。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 42 平动头的动作原理是：利用偏心机构将伺服电机的旋平动头的动作原理是：利用偏心机构将伺服电机的旋 转运动通过平动轨迹保持机构转化成电极上每一个质点都转运动通过平动轨迹保持机构转化成电极上每一个质点都 能围绕其原始位置在水平面内作平面小圆周运动能围绕其原始位置在水平面内作平

41、面小圆周运动，许多小许多小 圆的外包络线面积就形成加工横截面积圆的外包络线面积就形成加工横截面积，如图如图1-9所示所示， 其中每个质点运动轨迹的半径就称为平动量其中每个质点运动轨迹的半径就称为平动量，其大小可以其大小可以 由零逐渐调大由零逐渐调大，以补偿粗以补偿粗、中中、精加工的电火花放电间隙精加工的电火花放电间隙 之差之差，从而达到修光型腔的目的从而达到修光型腔的目的。具体平动头的结构及原具体平动头的结构及原 理可以参考其他书籍理可以参考其他书籍。 目前目前，机床上安装的平动头有机械式平动头和数控平机床上安装的平动头有机械式平动头和数控平 动头动头，其外形如图其外形如图1-10所示所示。机

42、械式平动头由于有平动轨机械式平动头由于有平动轨 迹半径的存在迹半径的存在，它无法加工有清角要求的型腔；而数控平它无法加工有清角要求的型腔；而数控平 动头可以两轴联动动头可以两轴联动，能加工出清棱能加工出清棱、清角的型孔和型腔清角的型孔和型腔。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 43 图图1-9 平动头扩大间隙原理图平动头扩大间隙原理图 (a) 电 极 在 最 左(b) 电 极 在 最 上(c) 电 极 在 最 右 (e) 电 极 平 动 后 的 轨 迹(d) 电 极 在 最 下 电极 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件

43、电加工孙庆东孙庆东 44 (a) 机械式平动头机械式平动头 (b) 数控平动头数控平动头 图图1-10 平动头外形平动头外形 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 45 与一般电火花加工工艺相比较与一般电火花加工工艺相比较，采用平动头电火花加工采用平动头电火花加工 有如下特点：有如下特点： (1) 可以通过改变轨迹半径来调整电极的作用尺寸可以通过改变轨迹半径来调整电极的作用尺寸，因此尺因此尺 寸加工不再受放电间隙的限制寸加工不再受放电间隙的限制。 (2) 用同一尺寸的工具电极用同一尺寸的工具电极，通过轨迹半径的改变通过轨迹半径的改变，可以实可以实 现

44、转换电规准的修整现转换电规准的修整，即采用一个电极就能由粗至精直接加即采用一个电极就能由粗至精直接加 工出一副型腔工出一副型腔。 (3) 在加工过程中在加工过程中，工具电极的轴线与工件的轴线相偏移工具电极的轴线与工件的轴线相偏移， 除了电极处于放电区域的部分外除了电极处于放电区域的部分外，工具电极与工件的间隙都工具电极与工件的间隙都 大于放电间隙大于放电间隙，实际上减小了同时放电的面积实际上减小了同时放电的面积，这有利于电这有利于电 蚀产物的排除蚀产物的排除，提高加工稳定性提高加工稳定性。 (4) 工具电极移动方式的改变，可使加工的表面粗糙度大有工具电极移动方式的改变，可使加工的表面粗糙度大有

45、 改善，特别是底平面处。改善，特别是底平面处。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 46 2） 脉冲电源脉冲电源 在电火花加工过程中在电火花加工过程中，脉冲电源的作用是把工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 电能量以蚀除金属电能量以蚀除金属。脉冲电源的性能直接关系到脉冲电源的性能直接关系到 电火花加工的加工速度电火花加工的加工速度、表面质量表面质量、加工精度加工精度、 工具电极损耗等工艺指标

46、工具电极损耗等工艺指标。 脉冲电源输入为脉冲电源输入为380 V、50 Hz的交流电的交流电，其其 输出应满足如下要求：输出应满足如下要求： 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 47 (1) 要有一定的脉冲放电能量要有一定的脉冲放电能量，否则不能使工件金属气化否则不能使工件金属气化。 (2) 火花放电必须是短时间的脉冲性放电火花放电必须是短时间的脉冲性放电，这样才能使放这样才能使放 电产生的热量来不及扩散到其他部分电产生的热量来不及扩散到其他部分，从而有效地蚀除金属从而有效地蚀除金属， 提高成型性和加工精度提高成型性和加工精度。 (3) 脉冲波形是

47、单向的脉冲波形是单向的，以便充分利用极性效应以便充分利用极性效应，提高加提高加 工速度和降低工具电极损耗工速度和降低工具电极损耗。 (4) 脉冲波形的主要参数脉冲波形的主要参数(峰值电流峰值电流、脉冲宽度脉冲宽度、脉冲间脉冲间 歇等歇等)有较宽的调节范围有较宽的调节范围，以满足粗以满足粗、中中、精加工的要求精加工的要求。 (5) 有适当的脉冲间隔时间有适当的脉冲间隔时间，使放电介质有足够时间消除使放电介质有足够时间消除 电离并冲去金属颗粒电离并冲去金属颗粒，以免引起电弧而烧伤工件以免引起电弧而烧伤工件。 课程简介课程简介 2020年9月17日 模具零件电加工模具零件电加工孙庆东孙庆东 48 （1）RC 弛张式脉冲电源弛张式脉冲电源 弛张式脉冲电源是最早使用的电源弛张式脉冲电源是最早使用的电源，它是利用电容器充它是利用电容器充 电储存电能电储存电能，然后瞬时放出然后瞬时放出，形成火