2023年電火花分為(五篇)

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2023年電火花分為(五篇)
時間:2023-01-11 09:45:01     小編:zdfb

每個人都曾試圖在平淡的學習、工作和生活中寫一篇文章。寫作是培養(yǎng)人的觀察、聯(lián)想、想象、思維和記憶的重要手段。相信許多人會覺得范文很難寫?接下來小編就給大家介紹一下優(yōu)秀的范文該怎么寫,我們一起來看一看吧。

電火花分為篇一

一、目的

為了增加火花機使用壽命,提高工作效率。

二、適用范圍

模具課所有火花機及操作人員。

三、內(nèi)容: 5.1校百分表作業(yè)

5.1.1首先打開電箱上的電源開關,關掉中心測位開關,以免造成電極與工作物接觸時發(fā)出響聲。

5.1.2:在接到需加工的工作物時,首先要檢查工作四周和電極需碰數(shù)與加工部位是否有批蜂,如有批蜂要用砂紙或油石將其清除干凈直至表面光滑.如電極加工部位有明顯刀紋,必須交回鉗工師傅處理好。問清鉗工師傅放電加工部位和電極加工深度,檢查電極非加工部位避空是否夠?以免加工到不應放電的位置。

5.1.3檢查完畢無問題后,把電極收緊螺絲裝上機頭,用手輕搖,看電極牢固后方可按照鉗工師傅指定的基準位校表。裝放工件時要用干凈布將工件底和工作臺擦干凈,避免產(chǎn)生誤差,校好表后,表針行程中兩頭相差距離要在零位或不超過0.01mm.校好工件后,切記上緊磁盤。5.2 znc尋邊作業(yè): 5.2.1校正電極工件后,需按照鉗工所給的圖紙來尋邊.首先切記按亮中心測位開關以免撞壞電極。

5.2.2將電極與工件的碰數(shù)部位用干凈的布擦試干凈,確定沒有毛邊、批蜂.(如不作好以上工作,將會影響到尋邊的準確度,所以切不可忽視)。5.3放電加工:

5.3.1在放電加工之前,應先用最小電流在z軸方向加工0.01mm~0.02mm(打火花印),復查無誤后再開始加工作業(yè)。5.3.2在放電加工中,電極迅速發(fā)熱并產(chǎn)生火花,如未做預防措施,加工時會造成火蠟 和爆炸,所以在開啟放電加工制前,必須選擇最好的沖油位置和方式。油液必須復蓋住整個電極,以防止電極因高溫加工而變形,并要將電極加工后的殘渣迅速清除,所以噴油在放電加工中起到很生要的作用.同時要按亮防火掣以協(xié)助監(jiān)視。加工中及加工液應浸滿油缸至高于加工件15公分以上(小工件先噴油再放電,大工件先浸油再放電)。5.3.3在放電加工中應注意以下問題:

1>手柄上的定位螺絲要擰開,以免碰觸造成數(shù)據(jù)移動產(chǎn)生誤差。2>加工當中不可用手觸摸機頭,以免觸電傷人。

3>調(diào)好各功能按鍵,力求達到排渣良好,加工速度快,電極消耗度低,工作效率好。

5.3.4工作臺上不得擺放任何與放電加工無關的東西,保持機身清潔,機身外殼不能有油漬,放電加工中操作人必須地場密切監(jiān)視放電情況。

5.3.5加工完畢,應再檢查移好的數(shù)據(jù)和z軸加工深度是否準確無誤,拆下所有物件后,再將機臺上殘渣冼干凈。篇四:電火花作業(yè)指導書ch-sip-021

電火花分為篇二

電火花基本知識

一、什么是電火花加工

二、電火花加工的特點

三、電火花加工機床的組成及作用

四、實現(xiàn)電火花加工的條件

五、極性效應

六、覆蓋效應

七、加工速度

八、工具電極損耗

九、表面粗糙度

十、放電間隙

十一、兩電極蝕除量之間的矛盾

十二、加工速度與加工表面粗糙度之間的矛盾

十三、電火花加工常用名詞、術語及符號

十四、電火花加工粗糙度對照表

一、什么是電火花加工

電火花是一種自激放電,其特點如下: 火花放電的兩個電極間在放電前具較高的電壓,當兩電極接近時,其間介質(zhì)被擊穿后,隨即發(fā)生火花放電。伴隨擊穿過程,兩電極間的電阻急劇變小,兩極之間的電壓也隨之急劇變低。火花通道必須在維持暫短的時間(通常為10-7-10-3s)后及時熄滅,才可保持火花放電的“冷極”特性(即通道能量轉(zhuǎn)換的熱能來不及傳至電極縱深),使通道能量作用于極小范圍。通道能量的作用,可使電極局部被腐蝕。利用火花放電時產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象對材料進行尺寸加工的方法,叫電火花加工。電火花加工是在較低的電壓范圍

內(nèi),在液體介質(zhì)中的火花放電。

二、電火花加工的特點

電火花加工是與機械加工完全不同的一種新工藝。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學技術的進步,具有高熔點、高硬度、高強度、高脆性,高粘性和高純度等性能的新材料不斷出現(xiàn)。具有各種復雜結(jié)構(gòu)與特殊工藝要求的工件越來越多,這就使得傳統(tǒng)的機械加工方法不能加工或難于加工。因此,人們除了進一步發(fā)展和完善機械加工法之外,還努力尋求新的加工方法。電火花加工法能夠適應生產(chǎn)發(fā)展的需要,并在應用中顯示出很多優(yōu)異性能,因此,得到了迅速發(fā)展和日益廣泛的應用。

電火花加工的特點如下:

1.脈沖放電的能量密度高,便于加工用普通的機械加工方法難于加工或無法加工的特殊材料和復雜形狀的工件。不受材料硬度影響,不受熱處

理狀況影響。

2.脈沖放電持續(xù)時間極短,放電時產(chǎn)生的熱量傳導擴散范圍小,材料受

熱影響范圍小。

3.加工時,工具電極與工件材料不接觸,兩者之間宏觀作用力極小。工具電極材料不需比工件材料硬,因此,工具電極制造容易。4.可以改革工件結(jié)構(gòu),簡化加工工藝,提高工件使用壽命,降低工人勞

動強度。

基于上述特點,電火花加工的主要用途有以下幾項:

1)制造沖模、塑料模、鍛模和壓鑄模。

2)加工小孔、畸形孔以及在硬質(zhì)合金上加工螺紋螺孔。

3)在金屬板材上切割出零件。

4)加工窄縫。5)磨削平面和圓面。

6)其它(如強化金屬表面,取出折斷的工具,在淬火件上穿孔,直接

加工型面復雜的零件等)。

三、電火花加工機床的組成及作用

從上面所談的情況可以看到,要實現(xiàn)電火花加工過程,機床必須具備三個要素,即:脈沖電源,機械部分和自動控制系統(tǒng),工作液過濾與循環(huán)系統(tǒng)。(見圖一)。下面對這三要素的作用逐一加以簡單討論。

1.脈沖電源

加在放電間隙上的電壓必須是脈沖的,否則,放電將成為連續(xù)的電弧。所謂脈沖電源,實際就是一種電氣線路或裝置,它們能發(fā)出具有足夠能

量的脈沖電壓來。2.機械部分和自動控制系統(tǒng)

其作用是維持工具電極和工件之間有一適當?shù)姆烹婇g隙,并在線調(diào)整。

3.工作液凈化與循環(huán)系統(tǒng) 工作液的作用是使能量集中,強化加工過程,帶走放電時所產(chǎn)生的熱量和電蝕產(chǎn)物。工作液系統(tǒng)包括工作液的儲存冷卻、循環(huán)及其調(diào)節(jié)與保護、過濾以及利用工作液強迫循環(huán)系統(tǒng)。

上述三要素,有時也稱為電火花加工機床的三大件,它們組成了電火花加工機床這一統(tǒng)一體,以滿足加工工藝的要求。

四、實現(xiàn)電火花加工的條件

實現(xiàn)電火花加工,應具備如下條件:

1.工具電極和工件電極之間必須維持合理的距離。在該距離范圍內(nèi),既可以滿足脈沖電壓不斷擊穿介質(zhì),產(chǎn)生火花放電,又可以適應在火花通 道熄滅后介質(zhì)消電離以及排出蝕除產(chǎn)物的要求。若兩電極距離過大,則脈沖電壓不能擊穿介質(zhì)、不能產(chǎn)生火花放電,若兩電極短路,則在兩電

極間沒有脈沖能量消耗,也不可能實現(xiàn)電腐蝕加工。

2.兩電極之間必須充入介質(zhì)。在進行材料電火花尺寸加工時,兩極間為液體介質(zhì)(專用工作液或工業(yè)煤油);在進行材料電火花表面強化時,兩極間為氣體介質(zhì)。

3.輸送到兩電極間的脈沖能量密度應足夠大。在火花通道形成后,脈沖電壓變化不大,因此,通道的電流密度可以表征通道的能量密度。能量 密度足夠大,才可以使被加工材料局部熔化或汽化,從而在被加工材料表面形成一個腐蝕痕(凹坑),實現(xiàn)電火花加工。因而,通道一般必須

有105-106a/cm2電流密度。

放電通道必須具有足夠大的峰值電流,通道才可以在脈沖期間得到維持。一般情況下,維持通道的峰值電流不小于2a。

4.放電必須是短時間的脈沖放電。放電持續(xù)時間一般為10-7-10-3s。由于放電時間短,使放電時產(chǎn)生的熱能來不及在被加工材料內(nèi)部擴散,從

而把能量作用局限在很小范圍內(nèi),保持火花放電的冷極特性。5.脈沖放電需重復多次進行,并且多次脈沖放電在時間上和空間上是分

散的。

這里包含兩個方面的意義:其一時間上相鄰的兩個脈沖不在同一點上形成通道;其二,若在一定時間范圍內(nèi)脈沖放電集中發(fā)生在某一區(qū)域,則 在另一段時間內(nèi),脈沖放電應轉(zhuǎn)移到另一區(qū)域。只有如此,才能避免積炭現(xiàn)象,進而避免發(fā)生電弧和局部燒傷。

6.脈沖放電后的電蝕產(chǎn)物能及時排放至放電間隙之外,使重復性放電順

利進行。

在電火花加工的生產(chǎn)實際中,上述過程通過兩個途徑完成。一方面,火花放電以及電腐蝕過程本身具備將蝕除產(chǎn)物排離的固有特性;蝕除物以 外的其余放電產(chǎn)物(如介質(zhì)的汽化物)亦可以促進上述過程;另一方面,還必須利用一些人為的輔助工藝措施,例如工作液的循環(huán)過濾,加工

中采用的沖、抽油措施等等。

五、極性效應 電火花加工時,相同材料兩電極的被腐蝕量是不同的。其中一個電極比另一個電極的蝕除量大,這種現(xiàn)象叫做極性效應。如果兩電極材料不同,則極性效應更加明顯。

六、覆蓋效應

在油類介質(zhì)中放電加工會分解出負極性的游離碳微粒,在合適的脈寬、脈間條件下將在放電的正極上覆蓋碳微粒,叫覆蓋效應。利用覆蓋效應

可以降低電極損耗。注意負極性加工才有利做覆蓋效應。

七、加工速度

對于電火花成形機來說加工速度是指在單位時間內(nèi),工件被蝕除的體積或重量。一般用體積表示。若在時間t內(nèi),工件被蝕除的體積為v,則

工速度vw為: vw=v/t(mm3/min)對于線切割機來說,加工速度是指在單位時間內(nèi),工件被切面積。即用mm2/min來表示。在規(guī)定表面粗糙度(如ra=2.5μm),相對電極損耗(如1%)時的最大加工速度,是衡量電加工機床工藝性能的重要指標。一般情況下,生產(chǎn)廠 給出的是最大加工電流,在最佳加工狀態(tài)下所能達到的最高加工速度。因此,在實際加工時,由于被加工件尺寸與形狀的千變?nèi)f化,加工條件,排屑條件等與理想狀態(tài)相差甚遠,即使在粗加工時,加工速度也往往大大低于機床的最大加工速度指標。

八、工具電極損耗

在電火花成形加工中,工具電極損耗直接影響仿形精度,特別對于型腔加工,電極損耗這一工藝指標較加工速度更為重要。

電極損耗分為絕對損耗和相對損耗。

絕對損耗最常用的是體積損耗ve和長度損耗veh二種方式,它們分別表示在單位時間內(nèi),工具電極被蝕除的體積和長度。即

ve=v/t(mm3/min)veh=h/t(mm/min)

相對損耗——工具電極絕對損耗與工件加工速度的百分比。通常采用長度相對損耗比較直觀,測量也比較方便。在線切割加工中,電極絲的損耗對工件質(zhì)量的影響不大,故一般不加以討論。但快走絲機床使用鉬作為電極絲,是重復放電,所以絲的損耗影響到電極絲的使用壽命,在實際加工中應予適當考慮。見圖二。

在電火花成形加工中,工具電極的不同部位,其損耗速度也不相同。在精加工時,一般電規(guī)準選取較小,放電間隙太小,通道太窄,蝕除物在爆炸與工作液作用下,對電極表面不斷撞擊,加速了電極損耗,因此,如能適當增大電間隙,改善通道狀況,即可降低電極損耗。

九、表面粗糙度

表面粗糙度是指加工表面上的微觀幾何形狀誤差。對電加工表面來講,即是加工表面放電痕——坑穴的聚集,由于坑穴表面會形成一個加工硬化層,而且能存潤滑油,其耐磨性比同樣粗糙度的機加表面要好,所以加工表面允許比要求的粗糙度大些。而且在相同粗糙度的情況下,電加

工表面比機加工表面亮度低。

國家標準規(guī)定:加工表面粗糙度用ra(輪廓的平均算術偏差)和rz(不

平度平均高度)之一來評定。

工件的電火花加工表面粗糙度直接影響其使用性能,如耐磨性,配合性質(zhì),接觸剛度,疲勞強度和抗腐蝕性等。尤其對于高速高潔,高壓條件下工作的模具和零件,其表面粗糙度往往是決定其使用性能和使用壽命的關鍵。

十、放電間隙

放電間隙,亦稱過切量,加工中是指脈沖放電兩極間距,實際效果反映在加工后工件尺寸的單邊擴大量。

對電火花成形加工放電間隙的定量認識是確定加工方案的基礎。其中包括工具電極形狀,尺寸設計,加工工藝步驟設計,加工規(guī)準的切換以及

相應工藝措施的設計。

十一、兩電極蝕除量之間的矛盾

本篇中,已經(jīng)明確闡述了脈沖放電時間越長,越有利于降低工具電極相對損耗。在電火花加工的實用過程中,粗加工采用長脈沖時間和高放電電流,既體現(xiàn)了速度高,又體現(xiàn)了損耗小,反映了加工速度和工具電極

損耗這一矛盾的緩解。

但是,在精加工時,矛盾激化了。為了實現(xiàn)小能量加工,必須大大壓縮脈沖放電時間。為達到脈沖放電電流與脈沖放電時間參數(shù)組合合理,亦必須大大壓縮脈沖放電電流。這樣,不僅加大了工具電極相對損耗,又

大幅度降低了加工速度。

十二、加工速度與加工表面粗糙度之間的矛盾

為了解決電火花加工工藝的這一基本矛盾,人們試圖將一個脈沖能量分散為若干個通道同時在多點放電。用這種方法既改善了加工表面粗糙度,又維持了原有的加工速度。

到目前為止,實現(xiàn)人為控制的多點同時放電的有效方法只有一種,即分

離工具電極多回路加工。

為了實現(xiàn)整體電極的多通道加工,人們設想了各種方法,并進行了多年的實驗摸索。但是迄今為止,尚沒有徹底解決。

在實用過程中,型腔模具的加工采用粗、中、精逐檔過渡式加工方法。加工速度的矛盾是通過大功率、低損耗的粗加工規(guī)準解決的;而中、精加工雖然工具電極相對損耗大,但在一般情況下,中、精加工余量僅占全部加工量的極小部分,故工具電極的絕對損耗極小,可以通過加工尺寸控制進行補償,或在不影響精度要求時予以忽略。

十三、電火花加工常用名詞、術語及符號

1、放電間隙:放電間隙指加工時工具和工件之間產(chǎn)生火花放電的一層距離間隙。在加工過程中,則稱為加工間隙s,它的大小一般在0.01-0.5mm之間,粗加工時間隙較大,精加工時則較小。加工間隙又可分為端面間隙sf 和側(cè)面間隙sl(見圖三)

2、脈沖寬度ti(μs):脈沖寬度簡稱脈寬,它是加到工具和工件上放電間隙兩端的電壓脈沖的持續(xù)時間(見圖)為了防止電弧燒傷,電火花加工只能用斷斷續(xù)續(xù)的脈沖電壓波。粗加工可用較大的脈寬ti>100μs,精加工時只能用較少的脈寬ti<50μs。

3、脈沖間隔to(μs):脈沖間隔簡稱脈間或間隔,也稱脈沖停歇時間。它是兩個電壓脈沖之間的間隔時間(見圖四)。間隔時間過短,放電間隙來不及消電離和恢復絕緣,容易產(chǎn)生電弧放電,燒傷工具和工件;脈間選得過長,將降低加工生產(chǎn)率。加工面積、加工深度較大時,脈間也應稍大。?

4、開路電壓或峰值電壓:開路電壓是間隙開路時電極間的最高電壓,等于電源的直流電壓。峰值電壓高時,放電間隙大,生產(chǎn)率高,但成型復制精度稍差。

5、火花維持電壓:火花維持電壓是每次火花擊穿后,在放電間隙上火花放電時的維持電壓,一般在25v左右,但它實際是一個高頻振蕩的電壓(見圖四)。電弧的維持電壓比火花的維持電壓低5v左右,高頻振蕩頻率很低,一般示波器上觀察不到高頻成分,觀察到的是一水平亮線。過渡電弧的維持電壓則介于火花和電弧之間。見圖四。

6、加工電壓或間隙平均電壓u(v)

加工電壓或間隙平均電壓是指加工時電壓表上指示的放電間隙兩端的平均電壓,它是多個開路電壓、火花放電維持電壓、短路和脈沖間隔等零電壓的平均值。在正常加工時,加工電壓在30-50v,它與占空比、預置進給量等有關。占空比大、欠進給、欠跟蹤、間隙偏開路,則加工電壓偏大;占空比小、過跟蹤或預置進給量小(間隙偏短路),加工電

壓即偏小。

7、加工電流i(a)

加工電流是加工時電流表上指示的流過放電間隙的平均電流。精加工時小,粗加工時大;間隙偏開路時小,間隙合理或偏短路時則大。

8、短路電流is(a)

短路電流是放電間隙短路時(或人為短路時)電流表上指示的平均電流(因為短路時還有停歇時間內(nèi)無電流)。它比正常加工時的平均電流要

大20-40%。

9、峰值電流is(a)

峰值電流是間隙火花放電時脈沖電流的最大值(瞬時),日本、英國、美國常用is表示(見圖四),雖然峰值電流不易直接測量,但它是實際影響生產(chǎn)率、表面粗糙度等指標的重要參數(shù)。在設計制造脈沖電源時,每一功率放大管串聯(lián)限流電阻后的峰值電流是預先選擇計算好的。為了安全,每個50w的大功率晶體管選定的峰值電流約為2-3a,電源說明書中也有說明,可以按此選定粗、中、精加工時的峰值電流(實際上是

選定用幾個功率管進行加工)。

10、放電狀態(tài)

放電狀態(tài)指電火花加工時放電間隙內(nèi)每一脈沖放電時的基本狀態(tài)。一般分為五種放電狀態(tài)和脈沖類型(見圖四)

第一、開路(空載脈沖)

放電間隙沒有擊穿,間隙上有大于50v的電壓,但間隙內(nèi)沒有電流流過,為空載狀態(tài)(td=ti)。

第二、火花放電(工作脈沖,或稱有效脈沖)

間隙內(nèi)絕緣性能良好,工作液介質(zhì)擊穿后能有效地拋出、蝕除金屬。波形特點是:電壓上有td,te和ie波形上有高頻振蕩的小鋸齒波形。

第三、短路(短路脈沖)

放電間隙直接短路相接,這是由于伺服進給系統(tǒng)瞬時進給過多或放電間隙中有電蝕產(chǎn)物搭接所致。間隙短路時電流較大,但間隙兩端的電壓很

小,沒有蝕除加工作用。第四、電弧放電(穩(wěn)定電弧放電)

由于排屑不良,放電點集中在某一局部而不分散,局部熱量積累,溫度升高,惡性循環(huán),此時火花放電就成為電弧放電,由于放電點固定在某一點或某局部,因此稱為穩(wěn)定電弧,常使電極表面結(jié)炭、燒傷。波形特點是td和高頻振蕩的小鋸齒波基本消失。

第五、過渡電弧放電(不穩(wěn)定電弧放電,或稱不穩(wěn)定火花放電)過渡電弧放電是正?;鸹ǚ烹娕c穩(wěn)定電弧放電的過渡狀態(tài),是穩(wěn)定電弧放電的前兆。波形特點是擊穿延時td很小或接近于零,僅成為一尖刺,電壓電流波上的高頻分量變低成為稀疏和鋸齒形。早期檢測出過渡電弧放電,對防止電弧燒傷有很大意義。

以上各種放電狀態(tài)在實際加工中是交替、概率性地出現(xiàn)的(與加工規(guī)準和進給量、沖油、間隙污染等有關),甚至在一次單脈沖放電過程中,也可能交替出現(xiàn)兩種以上的放電狀態(tài)。

11、加工速度vw或vw(mm3/min),vm或vm(g/min)加工速度是單位時間(min)內(nèi)從工件上蝕除加工下來的金屬體積(mm3),以質(zhì)量(g)計算時用vm或vm表示,也稱加工生產(chǎn)率。大功率電源粗加工時vw>500mm3/min,但電火花精加工時,通常vw<20mm3/min。

12、相對損耗或損耗比(損耗率)θ(%)

相對損耗或損耗比是工具電極損耗速度和工件加工速度之比值,并以此來綜合合衡量工具電極的耐損耗程度和加工性能。

13、面積效應:面積效應指電火花加工時,隨加工面積大小變化而加工速度、電極損耗比和加工穩(wěn)定性等指標隨之變化的現(xiàn)象。一般加工面積過大或過小時,工藝指標通常降低,這是由“電電流密度”過小或過大

引起的。

14、深度效應:隨著加工深度增加而加工速度和穩(wěn)定性降低的現(xiàn)象稱深度效應。主要是電蝕產(chǎn)物積聚、排屑不良所引起的

電火花分為篇三

電火花加工是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時產(chǎn)生工或電蝕加工,英文簡稱edm。

1943年,蘇聯(lián)學者拉扎連科夫婦研究發(fā)明電火花加工,之后隨著脈沖電源和控制系統(tǒng)的改進,而迅速發(fā)展起來。最初使用的脈沖電源是簡單的電阻-電容回路。50年代初,改進為電阻-電感-電容等回路。同時,還采用脈沖發(fā)電機之類的所謂長脈沖電源,使蝕除效率提高,工具電極相對損耗降低。

隨后又出現(xiàn)了大功率電子管、閘流管等高頻脈沖電源,使在同樣表面粗糙度條件下的生產(chǎn)率得以提高。60年代中期,出現(xiàn)了晶體管和可控硅脈沖電源,提高了能源利用效率和降低了工具電極損耗,并擴大了粗精加工的可調(diào)范圍。

到70年代,出現(xiàn)了高低壓復合脈沖、多回路脈沖、等幅脈沖和可調(diào)波形脈沖等電源,在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具電極損耗等方面又有了新的進展。在控制系統(tǒng)方面,從最初簡單地保持放電間隙,控制工具電極的進退,逐步發(fā)展到利用微型計算機,對電參數(shù)和非電參數(shù)等各種因素進行適時控制。

進行電火花加工時,工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極,并浸入工作液中,或?qū)⒐ぷ饕撼淙敕烹婇g隙。通過間隙自動控制系統(tǒng)控制工具電極向工件進給,當兩電極間的間隙達到一定距離時,兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿,產(chǎn)生火花放電。

在放電的微細通道中瞬時集中大量的熱能,溫度可高達一萬攝氏度以上,壓力也有急劇變化,從而使這一點工作表面局部微量的金屬材料立刻熔化、氣化,并爆炸式地飛濺到工作液中,迅速冷凝,形成固體的金屬微粒,被工作液帶走。這時在工件表面上便留下一個微小的凹坑痕跡,放電短暫停歇,兩電極間工作液恢復絕緣狀態(tài)。

緊接著,下一個脈沖電壓又在兩電極相對接近的另一點處擊穿,產(chǎn)生火花放電,重復上述過程。這樣,雖然每個脈沖放電蝕除的金屬量極少,但因每秒有成千上萬次脈沖放電作用,就能蝕除較多的金屬,具有一定的生產(chǎn)率。

在保持工具電極與工件之間恒定放電間隙的條件下,一邊蝕除工件金屬,一邊使工具電極不斷地向工件進給,最后便加工出與工具電極形狀相對應的形狀來。因此,只要改變工具電極的形狀和工具電極與工件之間的相對運動方式,就能加工出各種復雜的型面。

工具電極常用導電性良好、熔點較高、易加工的耐電蝕材料,如銅、石墨、銅鎢合金和鉬等。在加工過程中,工具電極也有損耗,但小于工件金屬的蝕除量,甚至接近于無損耗。

工作液作為放電介質(zhì),在加工過程中還起著冷卻、排屑等作用。常用的工作液是粘度較低、閃點較高、性能穩(wěn)定的介質(zhì),如煤油、去離子水和乳化液等。

按照工具電極的形式及其與工件之間相對運動的特征,可將電火花加工方式分為五類:利用成型工具電極,相對工件作簡單進給運動的電火花成形加工;利用軸向移動的金屬絲作工具電極,工件按所需形狀和尺寸作軌跡運動,以切割導電材料的電火花線切割加工;利用金屬絲或成形導的電蝕作用蝕除導電材料的特種加工方法,又稱放電加電磨輪作工具電極,進行小孔磨削或成形磨削的電火花磨削;用于加工螺紋環(huán)規(guī)、螺紋塞規(guī)、齒輪等的電火花共軛回轉(zhuǎn)加工;小孔加工、刻印、表面合金化、表面強化等其他種類的加工。

電火花加工能加工普通切削加工方法難以切削的材料和復雜形狀工件;加工時無切削力;不產(chǎn)生毛刺和刀痕溝紋等缺陷;工具電極材料無須比工件材料硬;直接使用電能加工,便于實現(xiàn)自動化;加工后表面產(chǎn)生變質(zhì)層,在某些應用中須進一步去除;工作液的凈化和加工中產(chǎn)生的煙霧污染處理比較麻煩。

電火花加工的主要用于加工具有復雜形狀的型孔和型腔的模具和零件;加工各種硬、脆材料,如硬質(zhì)合金和淬火鋼等;加工深細孔、異形孔、深槽、窄縫和切割薄片等;加工各種成形刀具、樣板和螺紋環(huán)規(guī)等工具和量具。

電火花分為篇四

國內(nèi)電火花現(xiàn)狀

電火花加工是工具和工件之間不斷產(chǎn)的火花放電,靠放電時局部、瞬時產(chǎn)生的高溫把工件材料蝕除下來,又稱放電加工或電蝕加工,英文簡稱edm。

國內(nèi)現(xiàn)狀

國內(nèi)主要電火花研究機構(gòu)為北京電加工研究所和蘇州電加工研究所。20世紀80年代初期,3軸電火花機在國內(nèi)還是空白,主要是從日本和瑞士引進。直到90年代中期,北京市電加工研究所才和日本沙迪克公司合作開始制造3軸電火花加工機。2000年以后北京研究所與夏米爾合作,主要以夏米爾無阻電源技術為主。蘇州電加工研究所與日本沙迪克合作引進電加工技術。隨著改革開放,國企的優(yōu)化改革,北京研究所,蘇州研究所電加工技術人員流失。至今為止電加工工技術無根本的超越發(fā)展。所生產(chǎn)機床停留在日本和瑞士引進技術層面。國內(nèi)其他家以模仿為主。國內(nèi)廠家以日本沙迪克技術為主藍本的有濟南正日,漢川,迪蒙等,生產(chǎn)的火花機性能已超過臺灣機器,性價比優(yōu)越。

臺灣電火花機床以日本沙迪克和牧業(yè)技術為主。自80年代中期日本電火花進入臺灣,臺灣開始仿制研究。早先以臺積電為主,主要機型為牧業(yè),后來衍生慶鴻,矽特,亞特。90年中后期代臺灣機器進入,主要以日本牧野為藍本的慶鴻,矽特,再后來就是以日本沙迪克為版本的群基,倍速特,亞特。臺灣機器發(fā)展至今也無技術突破,停留在日本2000年左右技術狀況。

縱觀國內(nèi)電火花,國內(nèi)性能優(yōu)越的電火花機床還是以阿奇夏米爾和日本機器為主,以三軸機器為例,瑞士日本機器普遍在人民幣70萬以上,臺灣機器在30萬左右,國產(chǎn)機器在20萬左右。機器性能精度的差別與價格成正比。國內(nèi)市場主要機型,以日本技術為主。瑞士阿奇技術只有北京電加工研究所生產(chǎn)的機床,其的無阻電源火花機主要用于硬質(zhì)合金加工領域。山東濟南正日科技自主研發(fā)無阻電源火花機目前在這一領域為國內(nèi)領先水品的火花機。技術發(fā)展歷程

電火花起源于1943年,蘇聯(lián)學者拉扎連科夫婦研究發(fā)明電火花加工,之后隨著脈沖電源和控制系統(tǒng)的改進,而迅速發(fā)展起來。最初使用的脈沖電源是簡單的電阻-電容回路。50年代

改進為電阻-電感-電容等回路。同時,還采用脈沖發(fā)電機之類的所謂長脈沖電源,使蝕除效率提高,工具電極相對損耗降低。

隨后又出現(xiàn)了大功率電子管、閘流管等高頻脈沖電源,使在同樣表面粗糙度條件下的生產(chǎn)率得以提高。60年代

出現(xiàn)了晶體管和可控硅脈沖電源,提高了能源利用效率和降低了工具電極損耗,并擴大了粗精加工的可調(diào)范圍。70年代

出現(xiàn)了高低壓復合脈沖、多回路脈沖、等幅脈沖和可調(diào)波形脈沖等電源,在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具電極損耗等方面又有了新的進展。在控制系統(tǒng)方面,從最初簡單地保持放電間隙,控制工具電極的進退,逐步發(fā)展到利用微型計算機,對電參數(shù)和非電參數(shù)等各種因素進行適時控制。

持續(xù)悠久的研發(fā)歷史,是瑞士和日本火花機領先的根結(jié)所在。兩個國家自上世紀50年代就開始電加工技術的研究,至今一天都沒停止,接近60年的研發(fā)歷史與經(jīng)驗。

我們要想縮短與先進國家的差距,需要大量資金及技術研究人員的投入。只要我們持續(xù)研發(fā)投入,延續(xù)傳承技術積累,堅信總有一天我們的電加工技術會超越歐洲與日本。中國的電加工機床會屹立于世界之林。

電火花分為篇五

l 電火花鐵削(electrical discharge milling)加工技術的提出

盡管電火花加工在加工脆硬材料方面具有得天獨厚的優(yōu)勢,但自從電火花加工技術產(chǎn)生那一刻起,人們就一直致力于提高電火花加工速度。電火花銑削加工就是近年來發(fā)展起來的進行電火花高速加工的一種有效手段。電火花銑削加工機床高速旋轉(zhuǎn)的主軸帶動棒狀或管狀電極轉(zhuǎn)動,同時采用多軸聯(lián)動,進行電火花成形加工。由于這種電火花加工方法的電極運動軌跡類似銑削加工,故稱其為電火花銑削加工。圖9 一10 為傳統(tǒng)的電火花加工與電火花銑削加工的比較。電火花銑削加工具有電極制造簡單、更換電極方便和電極損耗易補償?shù)葍?yōu)點。電火花銑削加工改善了傳統(tǒng)電火花加工存在的加工速度、電極損耗和表面質(zhì)量之間的矛盾,并大大地簡化了電火花工藝過程的控制,從而進一步降低了加工成本,使電火花加工技術在激烈的市場競爭中處于有利地位。目前,國外一些有名的電火花加工設備生產(chǎn)廠家都在大力研究和開發(fā)電火花銑削加工技術,瑞士charmilles 公司認為未來模具加工采用電火花銑削將占30 %,其發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮?。作為一種新穎的電火花成型加工技術,電火花銑削加工一旦在關鍵技術上獲得突破,它將有可能逐漸取代傳統(tǒng)電火花成型加工的地位,這種技術的擁有者在激烈的市場竟爭中將占據(jù)明顯的優(yōu)勢。

電火花鐵削加工過程的電極損耗補償技術

電火花銑削加工與傳統(tǒng)銑削加工有著極為類似的運動方式,但二者又有很大區(qū)別。除了加工機理不同外,電火花加工是一種非接觸性加工,電極與工件之間存在放電間隙,而且在加工過程中電極存在較大的損耗。電極損耗的補償是電火花銑削加工的關鍵技術,它對加工精度有著直接影響。雖然自20 世紀80 年代初開始,人們就對電火花鐵削加工的相關技術進行了研究,但電極損耗的補償技術一直沒有得以較好的解決。長期以來,電火花銑削加工只能作為傳統(tǒng)電火花成型加工出現(xiàn)困難時采用的補充手段。

1.電極損耗補償量的測量方法

最便捷的檢測電極損耗量方法是:加工前設置一個對刀參考點,記下參考點的坐標值,設為z。;加工過程中在必要的時候電極重新回到對刀點,讀取此時坐標值,設為z。此時坐標值與原參考點坐標值之差(z ~z0)就是電極在此軸向(設為z 軸)的損耗量,也就是電極損耗的補償值。

一種較為先進的測量方法叫光電圖像法。用此方法可在加工過程中檢測出損耗后的電極形狀,以便于實現(xiàn)二維甚至三維的電極損耗補償。在加工過程中的某特定時刻,將電極抬起使之進人光學測量區(qū)域,利用ccd 傳感器(固態(tài)圖像傳感器)對電源損耗后的形狀進行準確測量,然后計算各方向的補償量。如圖9 一11 所示,電極長度方向上(圖中y 方向)的補償量即為此方向上的損耗量,半徑方向上(圖中x 方向)的補償量可根據(jù)半徑方向的損耗、(圖中r= ab)、電極在各刀位的實際位置(未加補償前的刀位)以及工件形狀來計算。

自由曲面可以認為是由許多具有不同傾角的小斜面構(gòu)成,也可以采用類似方法計算半徑方向上的補償量。

在加工過程中實時地檢測電極損耗狀況可獲得準確可靠的結(jié)果,但也存在缺點。由于為了檢測電極損耗而中斷了加工,而且采用了“檢測一補償”一對一的補償方式,加工效率和加工精度難以兼顧。檢測頻率過高,加工效率太低。檢測頻率過低,則加工精度勢必受影響。特別是在工件形狀較復雜時,如果在加工過程中大量加工點(刀位)需要補償,這種方法幾乎沒有實用價值。因此,它們僅適合于需要補償以保證精度的加工控制點較少的場合,而且其補償指令要在加工過程中才能產(chǎn)生。.電極損耗量的計算

計算電極損耗量有兩種途徑:一種是在加工之前根據(jù)加工條件預測加工過程中電極損耗及其補償量,在編程時即可將補償指令加人數(shù)控代碼中;另一種是在加工過程中根據(jù)加工狀態(tài)計算電極損耗里,補償指令要在加工過程中才能產(chǎn)生。雖然電火花的放電加工機理很復雜,但是在加工過程中電極的損耗卻具有很強的規(guī)律性。因此,通過計算獲得加工過程中電極損耗狀態(tài)并加以在線補償是可能的,這種方法可靠與否的關鍵在于能否準確地獲得電極的損耗規(guī)律。電極的損耗規(guī)律是非常復雜的,它受許多因素影響,與加工極性、加工時間、工作介質(zhì)的種類、沖油方式、電極及工件材料、電極形狀、電源類型以及電源的各項參數(shù)等都有密切關系。因而要得到實用可靠的電極損耗規(guī)律,必須以大量而細致的工藝實驗為基礎。這種方法的優(yōu)勢在于不必在加工過程中檢測電極損耗,從而不僅提高了加工效率,而且節(jié)省了檢測設備及其相應的軟硬件成本。

加工前根據(jù)加工條件計算電極損耗量,無法考慮到加工過程中的隨機因素對電極損耗的影響。電極損耗也是由于火花材料的蝕除引起的,除了與加工條件有關外,與加工狀態(tài)也有密切關系。因此,把電極損耗規(guī)律建立在加工過程中有效放電時間的基礎上,更能排除一些隨機因素對電極損耗的影響。.電極損耗的補償策略)減小電極損耗在保證加工指標不變的前提下,根據(jù)電火花加工的工藝規(guī)律,盡量減少電極損耗對電火花銑削加工具有很大意義。如果電極損耗控制在很小范圍內(nèi),只要能保證加工精度,可以不必進行補償。即使無法滿足整個加工過程的精度要求,也可以大大地減少補償次數(shù),對提高加工精度有利.在這種情況下,中斷加工次數(shù)較少,可以在加工過程中檢測電極損耗并加以補償?shù)牟呗?,以實現(xiàn)準確可靠的電極損耗補償。)電極的修整或更換由于電火花加工中電極各部分損耗是不均勻的,電極修整的目的是恢復加工前電極形狀。用某電極加工一段時間后,停止它與工件之間的加工,讓它與另一標準電極進行放電加工,以修整損耗后的電極。兩次修整的時間間隔由損耗狀態(tài)決定,因此必須對電極損耗狀態(tài)有大致的預測。在修整加工中,被修整的電極成為被加工的工件,因此必須適當?shù)馗淖兗庸?shù)(甚至加工極性)。對平頭棒狀電極,可用一平面電極對它進行修整,切斷有損耗的部分。對球頭電極,可以采用凹球形標準電極進行反拷放電加工來實現(xiàn)其形狀的修整。在電極損耗嚴重的場合,可以更換電極。因此電火花銑削機床上應備有標準的電極庫并具有自動換刀功能。

3)電極損耗的在線補償由于在某些場合電極的損耗難以減小,而且電極的修整或更換不可能頻繁進行,因而解決電極損耗問題的根本策略是電極損耗的在線補償技術。電極損耗的在線補償是以正確獲得電極損耗狀態(tài)為前提的。如果僅能獲得單一方向上的電極損耗狀態(tài),那么就僅能在這一方向上進行電極損耗補償,即僅能解決具有單一法線方向的型面在銑削加工中的電極損耗補償問題,如沒有錐度的孔、平面以及多平臺型腔等二維半型面銑削加工的補償。要解決三維型面電火花銑8lj 加工中的補償問題,可從兩方面人手:一是獲得電極損耗后的形狀,由于電火花銑削加工中電極高速旋轉(zhuǎn),使得棒狀電極各母線的損耗比較一致,即旋轉(zhuǎn)電極母線的損耗狀態(tài)可以比較完整地反映了電極損耗狀態(tài);二是簡化電極損耗形狀,采取適當?shù)碾姌O及其加工方式,使得電極只在單方向存在損耗(或其他方向損耗很小可以不加考慮),從而簡化了補償,例如利用電極底面放電加工,雖增加了走刀次數(shù),但電極僅在軸向存在損耗,從而簡化了電極損耗的補償問題。在某些應用場合,這些措施已經(jīng)可以解決三維加工中電極損耗的補償向題。例如,在三維微細孔以及引線框模具、半導體模具、微細樹脂模具等的加工中,采用微細電極的底面加工,可以認為電極只在軸向存在損耗,通過實時計算獲得電極損耗t 并加以補償。

總之,作為電火花銑削加工的關鍵技術,電極損耗的補償技術也是電火花銑削加工研究中的難點,目前還沒有一種比較通用而完善的方法。在實際加工中,應該根據(jù)不同加工對象的特點,在綜合考慮加工效率及加工精度的前提下,采用適當?shù)难a償策略。

電火花銑削加工過程的cad / cam 技術

在傳統(tǒng)的電火花加工中,由于是依靠復雜的成形電極形狀來“復制”出工件的形狀,電極的移動路徑十分簡單,主要是沿軸向的單向運動,最多再加上小范圍的平動,因此cad / cam 技術似乎沒有用武之地。而對于電火花銑削加工來說,工件的形狀是依靠簡單電極(棒狀或管狀)沿一定的軌跡運動包絡出來的,這一過程和數(shù)控銑削的性質(zhì)相同,利用cad / cam 技術編制優(yōu)良的電極運動軌跡程序是必不可少的。與數(shù)控銑削程序的g 指令格式不一樣,電火花銑削加工的指令必須反映電脈沖的參數(shù),通常稱為c 指令。編制c 指令程序的好壞直接影響到加工效率、加工穩(wěn)定性和加工精度,然而真正成熟的加工程序決不可忽略工藝問題,如前所述,電火花銑削的電極補償技術尚不成熟,因此,到目前為止,對c 指令的編制和優(yōu)化仍處于研究階段。

作者:汽車模具

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