电火花机床教学课件

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1、电火花加工机床工作原理及必备条件一、工作原理电火花加工的原理是基于工具和工件(正、负电极)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、形状及表面质量预定的加工要求。如图7-1所示。放电加工是通过电极和工件之间产生火花放电击穿放电介质，腐蚀掉工件上离电极最近的部分形成电腐蚀小坑，如图7-2所示，（a）为单脉冲放电加工后的局部放大图；（b）为多次脉冲放电加工后的局部放大图。二、必备条件:实践经验表明，要把火花放电转化为有用的加工技术，必须满足以下条件：1、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随加工条件而定，通常约为几微米至几百微米。为

2、此，在电火花加工过程中必须具有工具电极的自动进给和调节装置。2、电火花加工必须采用脉冲电源    脉冲电源使火花放电为瞬时的脉冲性放电，并在放电延续一段时间后，停歇一段时间（放电延续时间一般为0.0001～1μs）。3、使火花放电在有一定绝缘性能的液体介质中进行电火花加工机床的基本组成数控电火花成型加工机床由于功能的差异，导致在布局和外观上有很大的不同，但其基本组成是一样的，都由脉冲电源、数控装置、工作液循环系统、伺服进给系统、基础部件等组成，如图7-3所示。主轴头：主轴头是电火花成型加工机床的一个关键部件，由伺服进给机构、导向和防扭机构、辅助机构三部分组成，控制工件与工具电极之

3、间的放电间隙。一、对主轴头的要求    主轴头的好坏直接影响加工的工艺指标，因此主轴头应具备以下条件：1、有一定的轴向和侧向刚度及精度；2、有足够的进给和回升速度；3、主轴运动的直线性和防扭转性能好；4、灵敏度要高，无爬行现象；5、不同的机床要具备合理的承载电极的能力。二、主轴头运动控制方式1、电液伺服进给2、步进电机伺服进给3、直（交）流伺服进给进给装置：火花放电加工是一种无切削力不接触的加工手段，要保证加工继续，就必须始终保持一定的放电间隙S。这个间隙必须在一定的范围内，间隙过大就不能击穿放电介质，过小则容易短路。因此，电极的进给速度Vd必须大于电腐蚀的速度Vw，如图7-4所

4、示。同时，电极还要频繁的靠近和离开工件，以便于排渣，而这种运动是无法用手动来控制的，故必须由伺服系统来自动控制电极的的运动。 自动进给调节系统就是用来改变、调节进给速度，使进给速度接近并等于电腐蚀速度，维持一定的放电间隙，使放电加工稳定进行，获得比较好的加工效果。工作液循环过滤装置：如图7-5所示，电火花成型加工用的工作液循环过滤系统包括工作液泵、容器、过滤器及管道等，使工作液强迫循环，其中a）、b）为冲油式，c）、d）为抽油式。冲油是把经过过滤的清洁工作液经液压泵加压，强迫冲入电极与工件之间的放电间隙里，将放电蚀除的电蚀产物随同工作液一起从放电间隙中排除，以达到稳定加工。在加工

5、时，冲油的压力可根据不同工件和几何形状及加工的深度随时改变，一般压力选在0～200KPa之间。对不通孔加工，如图7-4b）和d）所示，从图中可看出采用冲油的方法循环效果比抽油更简单，特别在型腔加工中大都采用这种方式，可以改善加工的稳定性。图7-6为工作液循环系统油路图，它既能冲油又能抽油。其工作过程是：储油箱的工作液首先经过粗过滤器1、单向阀2吸入液压泵3，这时高压油经过不同形式的精过滤器7输向机床工作液槽，溢流安全阀5控制系统的压力不超过400KPa，快速进油控制阀10供快速进油用，待油注满油箱时，可及时调节冲油选择阀13，由阀9来控制工作液循环方式及压力，当阀13在冲油位置时

6、，补油冲油都不通，这时油杯中油的压力由阀9控制。当阀13在抽油位置时，补油和抽油两路都通，这时压力工作液穿过射流抽吸管12，利用流体速度产生负压，达到实现抽油的目的。工作液循环过滤装置的过滤对象主要是金属粉屑和高温分解出来的碳黑，其过滤方式和特点见表7-2。脉冲电源：一、作用    电火花成型加工用脉冲电源的原理及作用与电火花线切割相同。二、分类1、按其作用原理和所用的主要元件、脉冲波形等可分为多种类型，见表7-3。2、按功能可分为等电压脉宽(等频率)、等电流脉宽脉冲电源，以及模拟量、数字量、微机控制、适应控制、智能化等脉冲电源。工作台与工作液箱：工作台主要用来支承和装夹工件。在

7、实际加工中，通过转动纵向丝杠来改变电极和工件的相对位置。工作台上装有工作液箱，用来容纳工作液，使电极和工作液浸泡在工作液中，起到冷却和排屑的作用。工具电极：一、对工具电极的要求    工具电极材料必须具有导电性能良好、电腐蚀困难、电极损耗小，并且具有足够的机械强度、加工稳定、效率高、材料来源丰富、价格便宜等特点。二、工具电极的种类及性能特点    电火花成型加工中常用的电极材料有紫铜、石墨、黄铜、钢、铸铁等，其性能及应用特点如表7-4所示。三、工具电极的制造方法电极的制造方法应根