特种数控设备编程与零件加工.ppt

教学目标： 能掌握电火花机床的分类及结构，能独立完成电火花成形加工前准备工作。 知识准备（相关理论知识）： （1）电火花加工的基本原理 （2）电火花加工工艺及基本规律 （3）电极、工件的准备、安装与校正 实践操作（相关实践知识） （1）选择电火花成形加工电参数 （2）电极的准备、安装与校正 （3）工件的安装与校正 知识拓展（选学内容） 数控电火花成形加工程序编制 (1) 极间介质的电离、击穿及放电通道的形成 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。通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当工具电极和工件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在两极间最近处或电阻率最小处将工作液击穿，形成放电通道，产生火花放电。 (2) 介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀 脉冲电源使通道间的电子高速奔向正极，正离子奔向负极。电能变成动能，动能通过碰撞又转变为热能。在放电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，从而使两极间最近处或电阻率最小处工件表面局部微量的金属材料立刻熔化、汽化，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。 (3) 极间介质的消电离 随着脉冲电压的结束，脉冲电流也迅速降为零，但此后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，恢复本次放电通道处介质的绝缘强度，以及降低电极表面温度等，从而保证下次仍然在两极间最近处或电阻率最小处形成下一次击穿放电通道 。 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。 一、电极的准备 1、选择加工方法 根据工件的尺寸精度、表面粗糙度要求，可选择：单电极直接成型、多电极更换、分解电极加工、手动侧壁修光法。 多电极更换法。采用多个同样形状、不同尺寸的电极依次更换加工同一个型腔。每个电极分别承担型腔的粗、中、精加工，利用电极尺寸由粗到精逐次递增的差异修光直壁侧面，可以较准确地加工尖角、窄缝等形状。电极个数越多，加工精度和表面质量越高，一般用两个电极进行粗、精加工就可满足要求。 把复杂型孔或型腔分解成若干简单形状的主型腔和副型腔，再分别制作和使用相应的几个简单电极，逐个加工局部型孔或型腔，是单电极平动法和多电极更换法的综合应用，工艺灵活性强，有利于简化电极制造，提高加工速度和改善加工表面质量。适用于底部有凹槽、图案或局部有尖角、窄缝、沉孔的复杂形状，电极整体制造有困难，采用整体加工效果不佳的型腔和复杂异型孔的加工，但更换电极时要求各电极之间要有精确的定位。 2、电极材料的选用 任何导电材料都可以用来制作电极，但在生产中应根据加工对象、工艺方法、脉冲电源的类型等因素综合考虑，选择放电过程稳定、电极损耗小、生产效率高、机械加工性能良好、来源丰富、价格低廉的材料作电极材料。通常选用的电极材料有紫铜、石墨、黄铜、钢、银钨合金、铜钨合金、铸铁、碳化钨、铝、锌合金等，尤以紫铜、石墨等用得更多，并且随着大型、优质石墨材料的开发，国内外使用紫铜材料与石墨材料制作电极的比例已由原来的 9 ：1 增加到 3 ：7 ，特别是对大型电极的制作，由于石墨密度小，更是突显其优越性。 3、设计电极 （1）电极的结构 电极的结构形式应根据其外形尺寸的大小与复杂程度、电极的结构工艺性等因素综合考虑，一般有整体式、组合式和镶拼式三种类型。无论采用哪种结构，电极都应有足够的刚度，以利于提高机械加工过程的稳定性。 电极的横截面尺寸要比加工所获得凹模型孔或型腔的横截面轮廓均匀缩小一个放电间隙，可按凹模尺寸确定；电极的长度尺寸则与凹模型孔的有效厚度或型腔的加工深度、夹持电极需增加的长度等取值有关。 粗加工电极尺寸设计 粗加工电极尺寸设计 精加工电极尺寸设计 精加工电极尺寸设计 型腔加工一般都是盲孔，排气、排屑条件比穿孔加工困难，为防止排气、排屑不畅而影响加工速度、加工稳定性和加工质量，设计电极时应设置适当的排气孔和冲油孔、抽油孔。 一般情况下，冲油孔和抽油孔要设计在难于排屑的部位，如拐角、窄缝等处；排气孔要设计在蚀除面积较大的位置和电极端部有凹人的位置，因为前者气体外逸路程太长，而后者气体易于积聚。孔的直径一般设计为 1 - 2 mm ，过大则会在电蚀表面形成凸起，不易清除。为了利于排气、排屑，在尺寸允许的条件下，要把各孔上端孔径加大为