電火花加工的特點(diǎn)簡(jiǎn)介

隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，具有高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)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(fù)雜結(jié)構(gòu)與特殊工藝要求的工件越來(lái)越多，這就使得傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法不能加工或難于加工。因此，人們除了進(jìn)一步發(fā)展和完善機(jī)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(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，并在應(yīng)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(yīng)用。

電火花加工的特點(diǎn)如下：

1.脈沖放電的能量密度高，便于加工用普通的機(jī)械加工方法難于加工或無(wú)法加工的特殊材料和復(fù)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(shí)間極短，放電時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)擴(kuò)散范圍小，材料受熱影響范圍小。

3.加工時(shí)，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(jiǎn)化加工工藝，提高工件使用壽命，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

基于上述特點(diǎn)，電火花加工的主要用途有以下幾項(xiàng)：

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(qiáng)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(fù)雜的零件等）。

1)能加工任何導(dǎo)電材料。電火花加工中材料去除是靠放電時(shí)的電熱作用實(shí)現(xiàn)的，材料的可加工性主要取決于材料的導(dǎo)電性及熱學(xué)特性。

2)適合加工低剛度工件及微細(xì)加工。由于可以將工具電極的形狀復(fù)制到工件上，因此特別適合復(fù)雜表面工件的加工。

3)電火花加工的表面由無(wú)數(shù)小坑和硬凸邊組成，其硬度比機(jī)械加工表面硬度高，且有利于保護(hù)潤(rùn)滑油，在相同表面粗糙度下其表面潤(rùn)滑性和耐磨性也比機(jī)械加工表面好，特別適用于模具制造。

4)然而，一般電火花加工的速度較慢。

電火花加工工藝及應(yīng)用

第一章 電火花加工基礎(chǔ)知識(shí)……………………1

1.1 電火花加工的產(chǎn)生、發(fā)展及分布……………………1

1.2 電火花加工的特點(diǎn)……………………3

1.3 電火花加工應(yīng)具備的條件……………………4

1.4 電火花加工的工藝類型及適用范圍……………………5

1.5 電火花加工對(duì)材料可加工性和結(jié)構(gòu)工藝性等的影響……………………6

1.6 電火花放電的微觀過(guò)程……………………7

1.7 電火花加工的極性效應(yīng)……………………9

1.8 影響電火花加工蝕除速度的因素……………………10

1.9 蝕除(加工)速度和電極損耗的關(guān)系……………………13

1.9.1 加工速度……………………13

1.9.2 工具電極相對(duì)損耗速度和相對(duì)損耗比……………………13

1.10 影響電火花加工精度的主要因素……………………15

1.11 電火花加工的表面質(zhì)量……………………16

1.11.1 表面粗糙度……………………16

1.11.2 表面變質(zhì)層……………………17

1.11.3 表面力學(xué)性能……………………17

第二章 電火花成形加工設(shè)備……………………19

2.1 電火花成形加工機(jī)床的結(jié)構(gòu)及組成……………………19

2.1.1 主機(jī)……………………19

2.1.2 脈沖電源……………………25

2.1.3 放電自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)……………………29

2.1.4 工作液系統(tǒng)……………………33

2.2 電火花成形加工數(shù)控系統(tǒng)……………………36

2.2.1 電火花加工單軸數(shù)控系統(tǒng)……………………37

2.2.2 電火花成形加工多軸數(shù)控系統(tǒng)……………………38

2.2.3 數(shù)控?fù)u動(dòng)加工……………………38

2.2.4 電火花加工數(shù)控編程……………………38

2.3 電火花成形加工機(jī)床常用附件……………………40

2.3.1 電極夾具……………………40

2.3.2 平動(dòng)頭……………………43

2.3.3 油杯……………………44

2.3.4 電極自動(dòng)交換裝置……………………45

2.3.5 C 軸……………………45

2.4 數(shù)控電火花成形加工機(jī)床的工作精度(加工技術(shù)指標(biāo)考核)……………………45

2.5 安全防護(hù)……………………46

2.5.1 電氣安全……………………46

2.5.2 火災(zāi)的防止……………………46

2.5.3 有害氣體的防護(hù)……………………47

第三章 數(shù)控電火花線切割設(shè)備……………………49

3.1 電火花線切割基本原理……………………49

3.2 電火花線切割加工特點(diǎn)……………………50

3.3 電火花線切割加工的應(yīng)用范圍……………………50

3.4 電火花線切割機(jī)床分類……………………51

3.4.1 高速往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床……………………51

3.4.2 低速單向走絲電火花線切割機(jī)床……………………52

3.5 數(shù)控電火花線切割機(jī)床主機(jī)……………………53

3.5.1 高速往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床基本組成……………………53

3.5.2 低速單向走絲電火花線切割機(jī)床……………………76

3.6 數(shù)控電火花線切割機(jī)床控制系統(tǒng)……………………90

3.6.1 高速往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床控制系統(tǒng)……………………90

3.6.2 低速單向走絲電火花線切割機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)……………………99

3.7 數(shù)控電火花線切割加工脈沖電源……………………101

3.7.1 高速往復(fù)走絲電火花線切割加工脈沖電源……………………101

3.7.2 低速單向走絲電火花線切割加工脈沖電源……………………105

3.8 典型高速往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)控制系統(tǒng)……………………108

3.9 線切割編程方法及仿形編程……………………109

3.9.1 ISO代碼……………………109

3.9.2 3B程序……………………112

3.9.3 自動(dòng)編程系統(tǒng)……………………114

3.9.4 仿形編程系統(tǒng)……………………114

第四章 電火花成形加工的基本規(guī)律和特點(diǎn)……………………117

4.1 電火花成形加工的主要工藝指標(biāo)及其影響因素……………………117

4.1.1 加工速度……………………117

4.1.2 電極損耗……………………118

4.1.3 表面粗糙度……………………119

4.1.4 加工精度……………………119

4.2 電火花成形加工脈沖參數(shù)選擇原則……………………119

4.3 影響電火花成形加工精度和表面質(zhì)量的因素……………………121

4.3.1 影響加工精度的主要因素……………………121

4.3.2 電火花加工的表面質(zhì)量……………………122

4.4 加工過(guò)程中的參數(shù)控制……………………125

4.4.1 過(guò)程控制的目的……………………125

4.4.2 過(guò)程控制的難度……………………125

4.4.3 離線控制參數(shù)……………………125

4.4.4 在線控制參數(shù)……………………126

4.4.5 出現(xiàn)拉弧時(shí)的補(bǔ)救措施……………………126

4.4.6 適應(yīng)控制系統(tǒng)……………………126

4.5 電火花成形加工中放電不穩(wěn)定現(xiàn)象產(chǎn)生原因及改善……………………127

4.5.1 機(jī)床性能產(chǎn)生的放電不穩(wěn)定現(xiàn)象……………………128

4.5.2 電參數(shù)調(diào)節(jié)對(duì)放電穩(wěn)定性的影響……………………128

4.5.3 工作液對(duì)放電穩(wěn)定性的影響……………………129

4.5.4 電極材料的種類、質(zhì)量及與加工電參數(shù)匹配對(duì)放電穩(wěn)定性的影響……………………129

4.5.5 工藝方法對(duì)放電穩(wěn)定性的影響……………………129

4.5.6 難加工部位對(duì)加工穩(wěn)定性的影響……………………130

4.5.7 加工操作的處理對(duì)加工穩(wěn)定性的影響130

第五章 電火花成形加工工藝……………………132

5.1 電火花成形加工基本工藝過(guò)程……………………132

5.1.1 加工方法的選擇……………………132

5.1.2 電極的準(zhǔn)備……………………133

5.1.3 工件的準(zhǔn)備……………………138

5.1.4 加工參數(shù)的選擇……………………138

5.2 電火花穿孔加工方法……………………139

5.2.1 直接加工法……………………139

5.2.2 間接加工法……………………139

5.2.3 混合加工法……………………140

5.3 電火花型腔加工方法……………………140

5.3.1 單電極平動(dòng)加工法140

5.3.2 多電極更換加工法140

5.3.3 分解電極加工法……………………141

5.3.4 電火花銑削加工……………………141

5.4 電火花成形加工的一些綜合技巧……………………142

5.4.1 穿孔電極的反拷貝修正……………………142

5.4.2 電火花加工模具的后繼拋光方法……………………143

5.5 電火花成形加工工藝發(fā)展與模具制造的相關(guān)性……………………143

5.6 電火花成形加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用……………………145

5.6.1 注塑模加工……………………145

5.6.2 沖模電火花穿孔加工……………………145

5.6.3 精密微細(xì)加工……………………145

5.7 電火花成形加工工藝分析與操作案例……………………146

5.7.1 工藝美術(shù)品凹模型腔電火花加工實(shí)例146

5.7.2 連桿鍛模電火花加工實(shí)例……………………147

5.7.3 型腔模電火花加工實(shí)例……………………148

5.7.4 塑料葉輪注塑模電火花型腔加工實(shí)例……………………149

第六章 電火花高速小孔加工……………………151

6.1 電火花高速小孔加工原理……………………152

6.1.1 電火花高速小孔加工工藝特點(diǎn)……………………152

6.1.2 電火花高速小孔加工工藝規(guī)律……………………153

6.1.3 高速小孔加工極間正常放電狀態(tài)的維持154

6.1.4 電極旋轉(zhuǎn)移動(dòng)放電通道避免電極燒傷……………………154

6.2 電火花高速小孔加工機(jī)床的組成……………………155

6.2.1 床身結(jié)構(gòu)……………………155

6.2.2 主軸、密封旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)和導(dǎo)向器……………………155

6.2.3 工作液髙壓供液系統(tǒng)……………………157

6.2.4 工作液系統(tǒng)使用操作……………………158

6.2.5 電氣系統(tǒng)的組成與功能……………………158

6.3 電火花小孔加工工藝及故障處理……………………160

6.3.1 加工參數(shù)選擇……………………160

6.3.2 非故障的異常情況處理……………………161

6.3.3 一般故障的處理……………………161

6.3.4 維護(hù)保養(yǎng)和檢查……………………162

第七章 電火花線切割加工基本規(guī)律……………………164

7.1 切割速度……………………164

7.1.1 電參數(shù)的影響……………………164

7.1.2 非電參數(shù)的影響……………………168

7.2 表面粗糙度……………………173

7.3 加工精度……………………177

7.4 電極絲損耗及耐用度……………………180

第八章 數(shù)控電火花線切割機(jī)床操作及加工工藝……………………183

8.1 高速往復(fù)走絲電火花線切割機(jī)床搬運(yùn)與安裝要求……………………183

8.1.1 搬運(yùn)要求……………………183

8.1.2 安裝要求……………………183

8.2 高速走絲機(jī)安全操作規(guī)程……………………183

8.3 高速走絲機(jī)加工基本操作……………………184

8.3.1 上絲……………………184

8.3.2 緊絲……………………184

8.3.3 調(diào)整線臂高度……………………185

8.3.4 校正電極絲垂直……………………185

8.4 高速走絲加工應(yīng)用及工藝……………………187

8.4.1 加工基本工藝路線187

8.4.2 零件圖紙工藝分析187

8.4.3 工件備料……………………189

8.4.4 穿絲孔加工……………………190

8.4.5 加工路線的確定及切入點(diǎn)的選擇……………………191

8.4.6 工件的一般裝夾……………………192

8.4.7 維護(hù)與保養(yǎng)……………………196

8.4.8 常見(jiàn)故障排除……………………198

8.5 低速單向走絲電火花線切割機(jī)床操作……………………199

8.5.1 安全注意事項(xiàng)……………………199

8.5.2 影響機(jī)床加工的外界因素……………………200

8.5.3 機(jī)床的調(diào)整……………………203

8.5.4 加工前的檢查……………………205

8.5.5 工件的安裝……………………207

8.5.6 不同類型的夾具……………………208

8.5.7 典型零件的裝夾方式……………………214

8.6 低速走絲加工水壓、走絲速度及張力的調(diào)整……………………216

8.6.1 水壓的調(diào)整……………………216

8.6.2 走絲速度的調(diào)整……………………217

8.6.3 電極絲張力大小的調(diào)整……………………217

8.7 低速走絲加工料芯的處理及無(wú)芯切割……………………217

8.8 低速走絲加工異常的處理……………………218

8.8.1 加工精度異?！?18

8.8.2 頻繁斷絲……………………220

8.8.3 切割進(jìn)給速度異常222

8.8.4 加工表面線痕過(guò)多222

8.8.5 加工表面粗糙度異?！?23

第九章 高速往復(fù)走絲電火花線切割加工經(jīng)驗(yàn)集錦……………………224

9.1 電火花線切割加工流程圖……………………224

9.2 電火花線切割加工中應(yīng)注意的事項(xiàng)……………………224

9.3 電火花線切割操作常用工具及使用方法……………………225

9.4 線切割加工跟蹤最佳點(diǎn)的摸索……………………226

9.5 切割X 負(fù)方向(L3)時(shí)容易斷絲的原因……………………227

9.6 延長(zhǎng)電極絲使用壽命的方法……………………227

9.7 延長(zhǎng)導(dǎo)輪和導(dǎo)輪軸承壽命的方法……………………228

9.8 斷絲原因及處理方法……………………228

9.9 避免斷絲后退回原點(diǎn)加工的方法……………………229

9.10 斷絲后原地穿絲的方法……………………230

9.11 線切割加工中短路處理方法……………………230

9.12 切割表面發(fā)黑及工作液泡沫太多的處理方法……………………230

9.13 線切割“花絲”現(xiàn)象分析與解決……………………231

9.14 提高電火花線切割的自動(dòng)對(duì)中心精度注意的問(wèn)題……………………231

9.15 線切割加工中要注意保持穿絲孔的完整性……………………232

9.16 提高斷絲保護(hù)功能的可靠性的方法……………………232

9.17 電火花線切割脈沖電源參數(shù)的設(shè)置……………………232

9.18 分析電火花線切割的加工誤差……………………233

9.19 運(yùn)絲及走絲系統(tǒng)異響問(wèn)題的判斷……………………233

9.20 機(jī)床電氣故障檢修的一般方法……………………233

9.21 精密模具切割時(shí)線切割程序補(bǔ)償量的確定……………………234

9.22 電極絲換向條紋的處理及表面亮澤度的提高……………………234

9.23 改善線切割加工表面粗糙度的措施……………………234

9.24 大厚度工件的切割工藝……………………235

9.25 大厚度“紫銅件”切割問(wèn)題……………………235

9.26 鋁合金電火花線切割加工236

9.27 對(duì)于局部淬裂或加工走錯(cuò)模具的修補(bǔ)……………………237

9.28 克服切割件變形、不易裝夾、裂紋的幾點(diǎn)措施……………………238

9.29 在線切割機(jī)床上實(shí)現(xiàn)接刀加工的方法……………………240

9.30 超長(zhǎng)工件加工方法……………………242

9.31 改變工件定位方式,擴(kuò)大機(jī)床加工范圍……………………242

9.32 一種簡(jiǎn)易線切割?yuàn)A具的設(shè)計(jì)……………………243

9.33 電火花線切割用于單件、小批的薄板加工……………………244

9.34 電火花線切割用于薄帶加工……………………245

9.35 電火花線切割在凸模加工中的接痕處理……………………245

9.36 小凸模在終點(diǎn)產(chǎn)生凹痕的處理方法……………………246

9.37 線切割加工對(duì)稱度要求高的零件……………………246

9.38 解決線切割加工圓柱體同心度及對(duì)稱度的方法……………………247

9.39 線切割表面產(chǎn)生溝痕及解決方法……………………247

9.40 精密沖壓模線切割加工變形影響及對(duì)策……………………248

9.41 線切割加工長(zhǎng)條形零件的工藝……………………249

9.42 多次切割預(yù)留段切割的處理方法與技巧……………………250

9.43 易變形細(xì)長(zhǎng)凸模的多次切割方法……………………251

9.44 電火花線切割機(jī)床精度檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)……………………253

9.45 高速走絲電火花線切割機(jī)床選擇比較……………………254

9.46 國(guó)內(nèi)主要電火花加工機(jī)床的生產(chǎn)廠……………………255

第十章 電火花線切割技術(shù)的最新進(jìn)展……………………257

10.1 高效及智能型切割……………………257

10.1.1 高效切割……………………257

10.1.2 智能型高頻脈沖電源……………………261

10.2 一次切割……………………262

10.3 多次切割……………………263

10.4 高速走絲機(jī)實(shí)現(xiàn)多次切割的基本條件……………………264

10.5 切割精度……………………266

10.5.1 實(shí)際修整量與理論修整量關(guān)系問(wèn)題266

10.5.2 基于復(fù)合工作液的切割精度提高方式……………………267

10.5.3 智能電極絲張力控制系統(tǒng)……………………269

10.5.4 電機(jī)內(nèi)置式儲(chǔ)絲筒運(yùn)絲系統(tǒng)……………………269

10.6 切割表面完整性的研究……………………270

10.7 高阻半導(dǎo)體材料的電火花加工……………………272

10.7.1 半導(dǎo)體電火花線切割意義與必要性……………………272

10.7.2 半導(dǎo)體放電模型272

10.7.3 半導(dǎo)體進(jìn)電特性273

10.7.4 半導(dǎo)體體電阻的影響……………………274

10.7.5 半導(dǎo)體蝕除機(jī)理275

10.7.6 半導(dǎo)體切割實(shí)例276

10.8 工作液改進(jìn)及應(yīng)用導(dǎo)致的線切割發(fā)展……………………278

參考文獻(xiàn)……………………280

淬硬的模具經(jīng)電火花加工后，表面覆有熔化再凝固層（電加工白層）和未回火的再淬火層，兩者都很脆，不利于模具壽命的提高。

電火花加工時(shí)，最后階段建議采用“精放電”，如低電流，高頻率。為獲得最佳效果，模具經(jīng)電火花加工后，必須采用研磨或油石拋光的方式完全去除電加工白層，再選用低于先前最高回火溫度約25℃的溫度再回火一次。