特種加工教案

1、江南大學(xué)特種加工技術(shù)教案特種加工教案江南大學(xué)緒論1.1 特種加工的概念一、引入課題:特種加工產(chǎn)生的條件，之所以產(chǎn)生特種加工普通機(jī)械加工滿(mǎn)足不了加工的要求。一些難加工的材料、一些有特殊要求的零件、加工效率（生產(chǎn)率）、生產(chǎn)成本等等都需要特種加工。比較普通加工與特種加工的區(qū)別來(lái)引入課題。二、講課內(nèi)容1、特種加工的產(chǎn)生及定義隨著社會(huì)生產(chǎn)的需要和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，20世紀(jì)40年代，前蘇聯(lián)科學(xué)家拉扎連柯夫婦研究開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)遭受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時(shí)高溫可使局部的金屬熔化、氣化而被腐蝕掉，開(kāi)創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工。后來(lái)，由于各種先進(jìn)技術(shù)的不斷應(yīng)用，產(chǎn)生了多種有別于傳統(tǒng)機(jī)械加工的新加工方法。這

2、些新加工方法從廣義上定義為特種加工(NTM，Non-Traditional Machining)，也被稱(chēng)為非傳統(tǒng)加工技術(shù)，其加工原理是將電、熱、光、聲、化學(xué)等能量或其組合施加到工件被加工的部位上，從而實(shí)現(xiàn)材料去除。 ©可播放特種加工的一些視頻。三、作業(yè) 1.2 特種加工的特點(diǎn)及發(fā)展 1.3 特種加工的分類(lèi)一、復(fù)習(xí)舊課:特種加工產(chǎn)生的原因及定義。二、引入新課：特種加工范圍廣但有一些共性。與機(jī)械加工比起來(lái)有以下的一些特點(diǎn)。三、講課內(nèi)容1、與傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比，特種加工的不同點(diǎn)是： (1) 不是主要依靠機(jī)械能，而是主要用其他能量(如電、化學(xué)、光、聲、熱等)去除金屬材料。 (2) 加工過(guò)程中

3、工具和工件之間不存在顯著的機(jī)械切削力，故加工的難易與工件硬度無(wú)關(guān)。(3) 各種加工方法可以任意復(fù)合、揚(yáng)長(zhǎng)避短，形成新的工藝方法，更突出其優(yōu)越性，便于擴(kuò)大應(yīng)用范圍。 正因?yàn)樘胤N加工工藝具有上述特點(diǎn)，所以就總體而言，特種加工可以加工任何硬度、強(qiáng)度、韌性、脆性的金屬或非金屬材料，且專(zhuān)長(zhǎng)于加工復(fù)雜、微細(xì)表面和低剛度的零件。2、特種加工技術(shù)的研究主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1) 微細(xì)化。(2) 特種加工的應(yīng)用領(lǐng)域正在拓寬。(3) 廣泛采用自動(dòng)化技術(shù)。3、我國(guó)特種加工技術(shù)的發(fā)展情況 我國(guó)的特種加工技術(shù)起步較早。20世紀(jì)50年代中期我國(guó)工廠已設(shè)計(jì)研制出電火花穿孔機(jī)床，60年代末上海電表廠張維良工程師在陽(yáng)極機(jī)械

4、切割的基礎(chǔ)上發(fā)明了我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的快走絲線切割機(jī)床， 4、特種加工的分類(lèi)分類(lèi)沒(méi)有明確的規(guī)定，一般按能量來(lái)源和作用形式以及加工原理可分為表1-1所示的形式表1-1 常用特種加工方法的分類(lèi)依據(jù)工件材料、尺寸、形狀、精度、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)性等情況作具體分析，區(qū)別對(duì)待，合理選擇特種加工方法。如表1-2所示表1-2 幾種常見(jiàn)特種加工方法的綜合比較四、總結(jié)：1、特種加工的特點(diǎn)和發(fā)展方向。2、特種加工的分類(lèi)2.1 電火花加工的物理本質(zhì)及特點(diǎn)一、復(fù)習(xí)舊課：與機(jī)械加工比較特種加工的特點(diǎn)及它的發(fā)展方向和分類(lèi)。二、引入新課:電火花加工是特種加工的典型代表。我們看見(jiàn)電火花加工中有火花產(chǎn)生材料就被蝕除掉了這是什么原因呢？三、講課

5、內(nèi)容：1、電火花加工的物理本質(zhì)電火花加工基于電火花腐蝕原理，是在工具電極與工件電極相互靠近時(shí)，極間形成脈沖性火花放電，在電火花通道中產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，使金屬局部熔化，甚至氣化，從而將金屬蝕除下來(lái)。分為以下幾個(gè)階段(如圖2-1所示)：圖2-1 電火花加工原理(1) 極間介質(zhì)的電離、擊穿，形成放電通道(如圖2-1(a)所示)。(2) 電極材料的熔化、氣化熱膨脹(如圖2-1(b)、(c)所示)。(3) 電極材料的拋出(如圖2-1(d)所示)。(4) 極間介質(zhì)的消電離(如圖2-1(e)所示)。加工液流入放電間隙，將電蝕產(chǎn)物及殘余的熱量帶走，并恢復(fù)絕緣狀態(tài)。 上述步驟(1)(4)在一秒內(nèi)約數(shù)千次甚至數(shù)萬(wàn)次地

6、往復(fù)式進(jìn)行，即單個(gè)脈沖放電結(jié)束，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間間隔(即脈沖間隔)使工作液恢復(fù)絕緣后，第二個(gè)脈沖又作用到工具電極和工件上，又會(huì)在當(dāng)時(shí)極間距離相對(duì)最近或絕緣強(qiáng)度最弱處擊穿放電，蝕出另一個(gè)小凹坑。(如圖2-2所示)。所以電火花加工是大量的微小放電痕跡逐漸累積而成的去除金屬的加工方式。圖2-2 電火花表面局部放大圖2、電火花加工、電火花線切割加工的特點(diǎn)1）共同特點(diǎn)(1) 二者的加工原理相同，都是通過(guò)電火花放電產(chǎn)生的熱來(lái)熔解去除金屬的，所以二者加工材料的難易與材料的硬度無(wú)關(guān)，加工中不存在顯著的機(jī)械切削力。(2) 二者的加工機(jī)理、生產(chǎn)率、表面粗糙度等工藝規(guī)律基本相似，可以加工硬質(zhì)合金等一切導(dǎo)電材料。(3)

7、最小角部半徑有限制。電火花加工中最小角部半徑為加工間隙，線切割加工中最小角部半徑為電極絲的半徑加上加工間隙。 2）不同特點(diǎn)(1) 從加工原理來(lái)看，電火花加工是將電極形狀復(fù)制到工件上的一種工藝方法(如圖2-3所示)。而線切割加工是利用移動(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線(銅絲或鉬絲)做電極，對(duì)工件進(jìn)行脈沖火花放電，切割成型的一種工藝方法，如圖2-4所示。圖2-3 電火花加工圖2-4 線切割加工(2) 從產(chǎn)品形狀角度看，電火花加工必須先用數(shù)控加工等方法加工出與產(chǎn)品形狀相似的電極；線切割加工中產(chǎn)品的形狀是通過(guò)工作臺(tái)按給定的控制程序移動(dòng)而合成的，只對(duì)工件進(jìn)行輪廓圖形加工，余料仍可利用。(3) 從電極角度看，電火花加工必須

8、制作成型用的電極(一般用銅、石墨等材料制作而成)；線切割加工用移動(dòng)的細(xì)金屬導(dǎo)線(銅絲或鉬絲)做電極。(4) 從電極損耗角度看，電火花加工中電極相對(duì)靜止，易損耗，故通常采用多個(gè)電極加工；而線切割加工中由于電極絲連續(xù)移動(dòng)，使新的電極絲不斷地補(bǔ)充和替換在電蝕加工區(qū)受到損耗的電極絲，避免了電極損耗對(duì)加工精度的影響。 (5) 從應(yīng)用角度看，電火花加工可以加工通孔、盲孔，特別適宜加工形狀復(fù)雜的塑料模具等零件的型腔以及刻文字、花紋等(如圖2-5(a)所示)；而線切割加工只能加工通孔，能方便地加工出小孔、形狀復(fù)雜的窄縫及各種形狀復(fù)雜的零件(如圖2-5(b)所示)。 (a) 電火花加工產(chǎn)品 (b) 線切割加工產(chǎn)

9、品 圖2-5 加工產(chǎn)品實(shí)例四、總結(jié)：1、電火花加工的物理本質(zhì)2、電火花加工、電火花線切割加工的異同點(diǎn)五、作業(yè)：1、電火花加工的物理本質(zhì)是什么？2、電火花加工與電火花線切割加工的異同點(diǎn)是什么？2.2 電火花加工機(jī)床簡(jiǎn)介一、復(fù)習(xí)舊課: 電火花加工的物理本質(zhì)及電火花加工、電火花線切割加工的異同點(diǎn)。二、引入課題:知道了電火花加工的本質(zhì)，接下來(lái)分開(kāi)來(lái)介紹電火花加工和線切割加工。先看看電火花加工。三、講課內(nèi)容：1、機(jī)床型號(hào)、規(guī)格、分類(lèi) 我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定，電火花成型機(jī)床均用D71加上機(jī)床工作臺(tái)面寬度的1/10表示。例如D7132中，D表示電加工成型機(jī)床(若該機(jī)床為數(shù)控電加工機(jī)床，則在D后加K，即DK)；71表示

10、電火花成型機(jī)床；32表示機(jī)床工作臺(tái)的寬度為320 mm。電火花加工機(jī)床按其大小可分為小型(D7125以下)、中型(D7125D7163)和大型(D7163以上)；按數(shù)控程度分為非數(shù)控、單軸數(shù)控和三軸數(shù)控。2、電火花加工機(jī)床結(jié)構(gòu)電火花加工機(jī)床主要由機(jī)床本體、脈沖電源、自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)、工作液過(guò)濾和循環(huán)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等部分組成，如圖2-6所示。圖2-6 電火花機(jī)床1）、 機(jī)床本體 機(jī)床本體主要由床身、立柱、主軸頭及附件、工作臺(tái)等部分組成。機(jī)床主軸頭和工作臺(tái)常有一些附件，如可調(diào)節(jié)工具電極角度的夾頭、平動(dòng)頭、油杯等。本節(jié)主要介紹平動(dòng)頭。在電火花加工中當(dāng)用一個(gè)電極進(jìn)行粗加工時(shí)，將工件的大部分余量蝕除掉后

11、，其底面和側(cè)壁四周的表面粗糙度很差，為了將其修光，就得轉(zhuǎn)換規(guī)準(zhǔn)逐擋進(jìn)行修整。但由于中、精加工規(guī)準(zhǔn)的放電間隙比粗加工規(guī)準(zhǔn)的放電間隙小，若不采取措施則四周側(cè)壁就無(wú)法修光了。平動(dòng)頭就是為解決修光側(cè)壁和提高其尺寸精度而設(shè)計(jì)的。平動(dòng)頭是一個(gè)使裝在其上的電極能產(chǎn)生向外機(jī)械補(bǔ)償動(dòng)作的工藝附件。平動(dòng)頭的動(dòng)作原理是：利用偏心機(jī)構(gòu)將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)通過(guò)平動(dòng)軌跡保持機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化成電極上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都能?chē)@其原始位置在水平面內(nèi)作平面小圓周運(yùn)動(dòng)，許多小圓的外包絡(luò)線面積就形成加工橫截面積，如圖2-7所示，其中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑就稱(chēng)為平動(dòng)量，其大小可以由零逐漸調(diào)大，以補(bǔ)償粗、中、精加工的電火花放電間隙之差，從而達(dá)到修光型腔

12、的目的。圖2-7 平動(dòng)頭擴(kuò)大間隙原理圖 (a) 機(jī)械式平動(dòng)頭 (b) 數(shù)控平動(dòng)頭圖2-8 平動(dòng)頭外形2）、 脈沖電源在電火花加工過(guò)程中，脈沖電源的作用是把工頻正弦交流電流轉(zhuǎn)變成頻率較高的單向脈沖電流，向工件和工具電極間的加工間隙提供所需要的放電能量以蝕除金屬。 脈沖電源輸入為380 V、50 Hz的交流電，其輸出應(yīng)滿(mǎn)足如下要求：(1) 要有一定的脈沖放電能量，否則不能使工件金屬氣化。(2) 火花放電必須是短時(shí)間的脈沖性放電，這樣才能使放電產(chǎn)生的熱量來(lái)不及擴(kuò)散到其他部分，從而有效地蝕除金屬，提高成型性和加工精度。(3) 脈沖波形是單向的，以便充分利用極性效應(yīng)，提高加工速度和降低工具電極損耗。(4

13、) 脈沖波形的主要參數(shù)(峰值電流、脈沖寬度、脈沖間歇等)有較寬的調(diào)節(jié)范圍，以滿(mǎn)足粗、中、精加工的要求。(5) 有適當(dāng)?shù)拿}沖間隔時(shí)間，使放電介質(zhì)有足夠時(shí)間消除電離并沖去金屬顆粒，以免引起電弧而燒傷工件。弛張式脈沖電源 弛張式脈沖電源是最早使用的電源，它是利用電容器充電儲(chǔ)存電能，弛張式脈沖電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便，加工精度較高，粗糙度值較小，但生產(chǎn)率低，電能利用率低，加工穩(wěn)定性差，故目前這種電源的應(yīng)用已逐漸減少。如圖2-9所示圖2-9 RC線路脈沖電源閘流管脈沖電源 閘流管是一種特殊的電子管，當(dāng)對(duì)其柵極通入一脈沖信號(hào)時(shí)， 便可控制管子的導(dǎo)通或截止，輸出脈沖電流。由于這種電源的電參數(shù)與加工間隙無(wú)關(guān)

14、，故又稱(chēng)為獨(dú)立式電源。閘流管脈沖電源的生產(chǎn)率較高，加工穩(wěn)定，但脈沖寬度較窄，電極損耗較大。晶體管脈沖電源晶體管脈沖電源其輸出功率大，電規(guī)準(zhǔn)調(diào)節(jié)范圍廣，電極損耗小，故適應(yīng)于型孔、型腔、磨削等各種不同用途的加工。晶體管脈沖電源已越來(lái)越廣泛地應(yīng)用在電火花加工機(jī)床上。四、總結(jié)1、電火花機(jī)床型號(hào)、規(guī)格、分類(lèi)2、電火花機(jī)床的機(jī)床本體和脈沖電源的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)2.2 電火花加工機(jī)床簡(jiǎn)介一、復(fù)習(xí)舊課：電火花機(jī)床型號(hào)、規(guī)格、分類(lèi)及電火花機(jī)床的機(jī)床本體和脈沖電源的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。二、引入新課：上次課介紹了電火花的平動(dòng)頭和脈沖電源是電火花機(jī)床廠家的核心機(jī)密，今天繼續(xù)看以下另外的兩個(gè)部件。三、講課內(nèi)容3、自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在

15、電火花成型加工設(shè)備中，自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)占有很重要的位置，它的性能直接影響加工穩(wěn)定性和加工效果。 電火花成型加工的自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要包含伺服進(jìn)給系統(tǒng)和參數(shù)控制系統(tǒng)。伺服進(jìn)給系統(tǒng)主要用于控制放電間隙的大小，而參數(shù)控制系統(tǒng)主要用于控制電火花成型加工中的各種參數(shù)(如放電電流、脈沖寬度、脈沖間隔等)，以便能夠獲得最佳的加工工藝指標(biāo)等。1) 伺服進(jìn)給系統(tǒng)的作用及要求 在電火花成型加工中，電極與工件必須保持一定的放電間隙。 伺服進(jìn)給系統(tǒng)一般有如下要求(1) 有較廣的速度調(diào)節(jié)跟蹤范圍。(2) 有足夠的靈敏度和快速性。(3) 有較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。 這里簡(jiǎn)單介紹電液壓式伺服進(jìn)給系統(tǒng)的原理。2) 電液壓

16、式伺服進(jìn)給系統(tǒng) 圖2-10所示為DYT-2型液壓主軸頭的噴嘴擋板式調(diào)節(jié)系統(tǒng)的工作原理圖。圖2-10 噴嘴擋板式電液壓自動(dòng)調(diào)節(jié)器工作原理當(dāng)放電間隙短路時(shí)，動(dòng)圈兩端電壓為零，此時(shí)動(dòng)圈不受電磁力的作用，擋板受彈簧力處于最高位置，噴嘴與擋板門(mén)開(kāi)口為最大，使工作液流經(jīng)噴嘴的流量為最大，上油腔的壓力下降到最小值，致使上油腔壓力小于下油腔壓力，故活塞桿帶動(dòng)工具電極上升。當(dāng)放電間隙開(kāi)路時(shí)，動(dòng)圈電壓最大，擋板被磁力吸引下移到最低位置，噴嘴被封閉，上、下油腔壓強(qiáng)相等，但因下油腔工作面積小于上油腔工作面積，活塞上的向下作用力大于向上作用力，活塞桿下降。當(dāng)放電間隙最佳時(shí)，電動(dòng)力使擋板處于平衡位置，活塞處于靜止?fàn)顟B(tài)。

17、4、工作液過(guò)濾和循環(huán)系統(tǒng) 電火花加工中的蝕除產(chǎn)物，一部分以氣態(tài)形式拋出，其余大部分是以球狀固體微粒分散地懸浮在工作液中，直徑一般為幾微米。隨著電火花加工的進(jìn)行，蝕除產(chǎn)物越來(lái)越多，充斥在電極和工件之間，或粘連在電極和工件的表面上。蝕除產(chǎn)物的聚集，會(huì)與電極或工件形成二次放電。為了改善電火花加工的條件，一種辦法是使電極振動(dòng)，以加強(qiáng)排屑作用；另一種辦法是對(duì)工作液進(jìn)行強(qiáng)迫循環(huán)過(guò)濾，以改善間隙狀態(tài)。 圖2-11 工作液循環(huán)系統(tǒng)油路圖四、總結(jié)：1、自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)特點(diǎn)及工作原理 2、工作液過(guò)濾和循環(huán)系統(tǒng)作用2.2 電火花加工機(jī)床簡(jiǎn)介一、復(fù)習(xí)舊課: 自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)特點(diǎn)及工作原理并工作液過(guò)濾和循環(huán)系統(tǒng)作用。二

18、、引入新課：現(xiàn)今各種加工機(jī)床都以數(shù)控化，接下來(lái)我們來(lái)看一下電火花機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)功能。三、講課內(nèi)容：5、 數(shù)控系統(tǒng) 1) 數(shù)控電火花機(jī)床的類(lèi)型 根據(jù)機(jī)床的數(shù)控坐標(biāo)軸的數(shù)目，目前常見(jiàn)的數(shù)控機(jī)床有三軸數(shù)控電火花機(jī)床、四軸三聯(lián)動(dòng)數(shù)控電火花機(jī)床、四軸聯(lián)動(dòng)或五軸聯(lián)動(dòng)甚至六軸聯(lián)動(dòng)電火花加工機(jī)床?，F(xiàn)在部分?jǐn)?shù)控電火花機(jī)床還帶有工具電極庫(kù)，在加工中可以根據(jù)事先編制好的程序，自動(dòng)更換電極。 2) 數(shù)控電火花機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)工作原理 數(shù)控電火花機(jī)床能實(shí)現(xiàn)工具電極和工件之間的多種相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以用來(lái)加工多種較復(fù)雜的型腔。目前，絕大部分電火花數(shù)控機(jī)床采用國(guó)際上通用的ISO代碼進(jìn)行編程、程序控制、數(shù)控?fù)u動(dòng)加工等，具體內(nèi)容如下：

19、( ISO代碼編程ISO代碼是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)制定的用于數(shù)控編碼和程序控制的一種標(biāo)準(zhǔn)代碼。代碼主要有G指令(即準(zhǔn)備功能指令)和M指令(即輔助功能指令)，具體見(jiàn)表2-1。 表2-1 常用的電火花數(shù)控指令表2-2 工作坐標(biāo)系以上代碼，絕大部分與數(shù)控銑床、車(chē)床的代碼相同，只有G54、G80、G82、M05等是以前接觸較少的指令，其具體用法如下：圖2-12 工作坐標(biāo)系切換一般的慢走絲線切割機(jī)床和部分快走絲線切割機(jī)床都有幾個(gè)或幾十個(gè)工作坐標(biāo)系，可以用G54、G55、G56等指令進(jìn)行切換(如表2-2所示)。 如圖2-12所示，可以通過(guò)如下指令切換工作坐標(biāo)系。 G92 G54 X0 Y0； G00 X20.

20、Y30.； G92 G55 X0 Y0；這樣通過(guò)指令，首先把當(dāng)前的O點(diǎn)定義為工作坐標(biāo)系0的零點(diǎn)，然后分別把X、Y軸快速移動(dòng)20 mm、30 mm到達(dá)點(diǎn)O，并把該點(diǎn)定義為工作坐標(biāo)系1的零點(diǎn)。 G80: 含義：接觸感知。 格式：G80 軸方向 如：G80 X；/電極將沿X軸的負(fù)方向前進(jìn)，直到接觸到工件，然后停在那里 G82： 含義：移動(dòng)到原點(diǎn)和當(dāng)前位置一半處。 格式：G82軸 如：G92 X100.; /將當(dāng)前點(diǎn)的X坐標(biāo)定義為100. G82 X; /將電極移到當(dāng)前坐標(biāo)系X=50.的地方 M05： 含義：忽略接觸感知，只在本段程序起作用。 如：G80 X； /X軸負(fù)方向接觸感知 G90 G92 X

21、0 Y0； /設(shè)置當(dāng)前點(diǎn)坐標(biāo)為(0，0) M05 G00 X10. /忽略接觸感知且把電極向X軸正方向移動(dòng)10 mm圖2-13 工件找正圖以上代碼通常用在加工前電極的定位上，具體實(shí)例如下： 如圖2-13所示，ABCD為矩形工件，AB、BC邊為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，現(xiàn)欲用電火花加工一圓形圖案，圖案的中心為O點(diǎn)，O到AB邊、BC邊的距離如圖中所標(biāo)。已知圓形電極的直徑為20 mm，請(qǐng)寫(xiě)出電極定位于O點(diǎn)的具體過(guò)程。首先將電極移到工件AB的左邊，Y軸坐標(biāo)大致與O點(diǎn)相同，然后執(zhí)行如下指令： G80 X+;G90 G92 X0;M05 G00 X10.；G91 G00 Y38.； G90 G00 X50.；G80 Y+

22、；G92 Y0；M05 G00 Y2.；/電極與工件分開(kāi)，2 mm表示為一小段距離G91 G00 Z10.；/將電極底面移到工件上面G90 G00 X50. Y28.；四、總結(jié)電火花加工機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)的功能指令和編程方法2.2 電火花加工機(jī)床簡(jiǎn)介2.2.2 電火花加工機(jī)床結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)的搖動(dòng)功能和電火花機(jī)床常見(jiàn)功能一、復(fù)習(xí)舊課：電火花加工機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)的功能指令和編程方法二、引入新課：如前面所述，普通電火花加工機(jī)床為了修光側(cè)壁和提高其尺寸精度而添加平動(dòng)頭，使工具電極軌跡向外可以逐步擴(kuò)張，即可以平動(dòng)。對(duì)數(shù)控電火花機(jī)床，由于工作臺(tái)是數(shù)控的，可以實(shí)現(xiàn)工件加工軌跡逐步向外擴(kuò)張，即搖動(dòng)，故數(shù)控電火花機(jī)床

23、不需要平動(dòng)頭。三、講課內(nèi)容：3）數(shù)控電火花加工中搖動(dòng)加工的作用是：(1) 可以精確控制加工尺寸精度。(2) 可以加工出復(fù)雜的形狀，如螺紋。(3) 可以提高工件側(cè)面和底面的表面粗糙度。(4) 可以加工出清棱、清角的側(cè)壁和底邊。 (5) 變?nèi)婕庸榫植考庸ぃ欣谂判己图庸し€(wěn)定。(6) 對(duì)電極尺寸精度要求不高。搖動(dòng)的軌跡除了可以像平動(dòng)頭的小圓形軌跡外，數(shù)控?fù)u動(dòng)的軌跡還有方形、菱形、叉形和十字形，且搖動(dòng)的半徑可為9.9 mm以?xún)?nèi)任一數(shù)值。4） 搖動(dòng)加工的編程代碼各公司均自己規(guī)定。以漢川機(jī)床廠和日本沙迪克公司為例，搖動(dòng)加工的指令代碼如下(參見(jiàn)書(shū)表2-3)： 5）數(shù)控?fù)u動(dòng)的伺服方式共有以下三種(如圖2

24、-14所示)：(1) 自由搖動(dòng)。選定某一軸向(例如Z軸)作為伺服進(jìn)給軸，其他兩軸進(jìn)行搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)(如圖2-14(a)所示),沿各軸方向可能出現(xiàn)不規(guī)則的進(jìn)進(jìn)退退。(2) 步進(jìn)搖動(dòng)。在某選定的軸向作步進(jìn)伺服進(jìn)給，每進(jìn)一步的步距為2 m，其他兩軸作搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)(如圖2-14(b)所示)。例如：步進(jìn)搖動(dòng)限制了主軸的進(jìn)給動(dòng)作，使搖動(dòng)動(dòng)作的循環(huán)成為優(yōu)先動(dòng)作。步進(jìn)搖動(dòng)用在深孔排屑比較困難的加工中。它較自由搖動(dòng)的加工速度稍慢，但更穩(wěn)定，沒(méi)有頻繁的進(jìn)給、回退現(xiàn)象。(3) 鎖定搖動(dòng)。在選定的軸向停止進(jìn)給運(yùn)動(dòng)并鎖定軸向位置，其他兩軸進(jìn)行搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)。在搖動(dòng)中，搖動(dòng)半徑幅度逐步擴(kuò)大，主要用于精密修擴(kuò)內(nèi)孔或內(nèi)腔(如圖2-14(c)

25、所示)。例如：鎖定搖動(dòng)能迅速除去粗加工留下的側(cè)面波紋，是達(dá)到尺寸精度最快的加工方法。它主要用于通孔、盲孔或有底面的型腔模加工中。如果鎖定后作圓軌跡搖動(dòng)，則還能在孔內(nèi)滾花、加工出內(nèi)花紋等。圖2-14 數(shù)控?fù)u動(dòng)的伺服方式6. 電火花機(jī)床常見(jiàn)功能 電火花機(jī)床的常見(jiàn)功能如下： (1) 回原點(diǎn)操作功能。 (2) 置零功能。將當(dāng)前點(diǎn)的坐標(biāo)設(shè)置為零。 (3) 接觸感知功能。讓電極與工件接觸，以便定位。 (4) 其他常見(jiàn)功能四、總結(jié)1、電火花加工機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)的搖動(dòng)功能2、電火花機(jī)床常見(jiàn)功能2.3 電火花線切割加工機(jī)床簡(jiǎn)介之2.3.1 機(jī)床分類(lèi)、型號(hào) 2.3.2 快走絲線切割機(jī)床簡(jiǎn)介一、復(fù)習(xí)舊課：電火花加工機(jī)

26、床的數(shù)控系統(tǒng)的搖動(dòng)功能和電火花機(jī)床常見(jiàn)功能二、引入新課：電火花的另一類(lèi)加工就是線切割加工，利用電火花放電能腐蝕原理，工具電極是電極絲，用數(shù)控系統(tǒng)控制運(yùn)動(dòng)方向和位置來(lái)實(shí)現(xiàn)加工，接著我們來(lái)看它。三、講課內(nèi)容：1、機(jī)床分類(lèi)、型號(hào) 分類(lèi) 線切割加工機(jī)床可按多種方法進(jìn)行分類(lèi)，通常按電極絲的走絲速度分成快速走絲線切割機(jī)床(WEDM-HS)與慢速走絲線切割機(jī)床(WEDM-LS)。 1) 快速走絲線切割機(jī)床 快速走絲線切割機(jī)床的電極絲作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一般走絲速度為810 m/s，是我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的電火花線切割加工模式?？焖僮呓z線切割機(jī)床上運(yùn)動(dòng)的電極絲能夠雙向往返運(yùn)行，重復(fù)使用，直至斷絲為止。線電極材料常用直徑為0.

27、100.30 mm的鉬絲(有時(shí)也用鎢絲或鎢鉬絲)。對(duì)小圓角或窄縫切割，也可采用直徑為0.6 mm的鉬絲。 工作液通常采用乳化液。快速走絲線切割機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜、生產(chǎn)率高，但由于運(yùn)行速度快，工作時(shí)機(jī)床震動(dòng)較大。鉬絲和導(dǎo)輪的損耗快，加工精度和表面粗糙度就不如慢速走絲線切割機(jī)床，其加工精度一般為0.010.02 mm，表面粗糙度Ra為1.252.5 m。 2) 慢速走絲線切割機(jī)床 慢速走絲線切割機(jī)床走絲速度低于0.2 m/s。常用黃銅絲(有時(shí)也采用紫銅、鎢、鉬和各種合金的涂覆線)作為電極絲，銅絲直徑通常為0.100.35 mm。電極絲僅從一個(gè)單方向通過(guò)加工間隙，不重復(fù)使用，避免了因電極絲的損耗

28、而降低加工精度。同時(shí)由于走絲速度慢，機(jī)床及電極絲的震動(dòng)小，因此加工過(guò)程平穩(wěn)，加工精度高，可達(dá)0.005 mm，表面粗糙度Ra0.32 m。 慢速走絲線切割機(jī)床的工作液一般采用去離子水、煤油等，生產(chǎn)率較高。 慢走絲機(jī)床主要由日本、瑞士等國(guó)生產(chǎn)，目前國(guó)內(nèi)有少數(shù)企業(yè)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)與外企合作生產(chǎn)慢走絲機(jī)床。 型號(hào) 國(guó)標(biāo)規(guī)定的數(shù)控電火花線切割機(jī)床的型號(hào)，如DK7725的基本含義為：D為機(jī)床的類(lèi)別代號(hào)，表示是電加工機(jī)床；K為機(jī)床的特性代號(hào)，表示是數(shù)控機(jī)床；第一個(gè)7為組代號(hào)，表示是電火花加工機(jī)床，第二個(gè)7為系代號(hào)(快走絲線切割機(jī)床為7，慢走絲線切割機(jī)床為6，電火花成型機(jī)床為1)；25為基本參數(shù)代號(hào)，表示工

29、作臺(tái)橫向行程為250 mm。2、快走絲線切割機(jī)床簡(jiǎn)介 主要由機(jī)床本體、脈沖電源、數(shù)控系統(tǒng)和工作液循環(huán)系統(tǒng)組成1）機(jī)床本體 機(jī)床本體主要由床身、工作臺(tái)、運(yùn)絲機(jī)構(gòu)和絲架等組成，具體介紹如下： （1） 床身 床身是支承和固定工作臺(tái)、運(yùn)絲機(jī)構(gòu)等的基體。因此，要求床身應(yīng)有一定的剛度和強(qiáng)度，一般采用箱體式結(jié)構(gòu)。床身里面安裝有機(jī)床電氣系統(tǒng)、脈沖電源、工作液循環(huán)系統(tǒng)等元器件。 （2）工作臺(tái) 目前在電火花線切割機(jī)床上采用的坐標(biāo)工作臺(tái)，大多為X、Y方向線性運(yùn)動(dòng)。 （3） 運(yùn)絲機(jī)構(gòu) 在快走絲線切割加工時(shí)，電極絲需要不斷地往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)運(yùn)動(dòng)是由運(yùn)絲機(jī)構(gòu)來(lái)完成的。最常見(jiàn)的運(yùn)絲機(jī)構(gòu)是單滾筒式，電極絲繞在儲(chǔ)絲筒上，并由絲筒

30、作周期性的正反旋轉(zhuǎn)使電極絲高速往返運(yùn)動(dòng)。儲(chǔ)絲筒軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的換向及行程長(zhǎng)短由無(wú)觸點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)及其撞桿控制(如圖2-15中的5、4)，調(diào)整撞桿的位置即可調(diào)節(jié)行程的長(zhǎng)短。這種形式的運(yùn)絲機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便，因而應(yīng)用廣泛。其缺點(diǎn)是繞絲長(zhǎng)度小，電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)動(dòng)頻繁，電極絲張力不可調(diào)。圖2-15 快走絲線切割機(jī)床結(jié)構(gòu)圖（4）絲架 運(yùn)絲機(jī)構(gòu)除上面所敘述的內(nèi)容外，還包括絲架。絲架的主要作用是在電極絲快速移動(dòng)時(shí)，對(duì)電極絲起支撐作用，并使電極絲工作部分與工作臺(tái)平面保持垂直，有些機(jī)床可實(shí)現(xiàn)錐度加工。 2）脈沖電源 電火花線切割加工的脈沖電源與電火花成型加工作用的脈沖電源在原理上相同，不過(guò)受加工表面粗糙度和電

31、極絲允許承載電流的限制，線切割加工脈沖電源的脈寬較窄(260 s)，單個(gè)脈沖能量、平均電流(15 A)一般較小，所以線切割總是采用正極性加工。3）數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)在電火花線切割加工中起著重要作用，具體體現(xiàn)在兩方面： (1) 軌跡控制作用。(2) 加工控制。 目前絕大部分機(jī)床采用數(shù)字程序控制，并且普遍采用繪圖式編程技術(shù)，操作者首先在計(jì)算機(jī)屏幕上畫(huà)出要加工的零件圖形，線切割專(zhuān)用軟件。4） 工作液循環(huán)系統(tǒng)主要包括工作液箱、工作液泵、流量控制閥、進(jìn)液管、回液管和過(guò)濾網(wǎng)罩等。四、總結(jié)1、電火花線切割機(jī)床分類(lèi)、型號(hào)2、快走絲線切割機(jī)床2.3 電火花線切割加工機(jī)床簡(jiǎn)介之2.3.3 慢走絲線切割機(jī)床2.3.

32、4 線切割機(jī)床常見(jiàn)的功能一、復(fù)習(xí)舊課：電火花線切割機(jī)床分類(lèi)、型號(hào)和快走絲線切割機(jī)床二、引入新課：講完快走絲線切割機(jī)床我們來(lái)看看高精度的高成本慢走絲線切割機(jī)床及線切割機(jī)床常見(jiàn)的功能。三、講課內(nèi)容：3、慢走絲線切割機(jī)床簡(jiǎn)介 同快走絲線切割機(jī)床一樣，慢走絲線切割機(jī)床也是由機(jī)床本體、脈沖電源、數(shù)控系統(tǒng)等部分組成的。但慢走絲線切割機(jī)床的性能大大優(yōu)于快走絲線切割機(jī)床，其結(jié)構(gòu)具有以下特點(diǎn)： 1）主體結(jié)構(gòu) （1） 機(jī)頭結(jié)構(gòu) 機(jī)床和錐度切割裝置(U，V軸部分)實(shí)現(xiàn)了一體化，并采用了桁架鑄造結(jié)構(gòu)，從而大幅度地強(qiáng)化了剛度。（2） 主要部件 精密陶瓷材料大量用于工作臂、工作臺(tái)固定板、工件固定架、導(dǎo)絲裝置等主要部件，實(shí)

33、現(xiàn)了高剛度和不易變形的結(jié)構(gòu)。（3） 工作液循環(huán)系統(tǒng) 慢走絲線切割機(jī)床大多數(shù)采用去離子水作為工作液，在較精密加工時(shí)，慢走絲線切割機(jī)床采用絕緣性能較好的煤油作為工作液。2）走絲系統(tǒng) 慢走絲線切割機(jī)床的電極絲在加工中是單方向運(yùn)動(dòng)。在走絲過(guò)程中，電極絲由儲(chǔ)絲筒出絲，由電極絲輸送輪收絲。慢走絲系統(tǒng)一般由以下幾部分組成：儲(chǔ)絲筒、導(dǎo)絲機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向器、張緊輪、壓緊輪、圓柱滾輪、斷絲檢測(cè)器、電極絲輸送輪、其他輔助件(如毛氈、毛刷)等。4、 線切割機(jī)床常見(jiàn)的功能下面簡(jiǎn)單介紹線切割機(jī)床較常見(jiàn)的功能。(1) 模擬加工功能。模擬顯示加工時(shí)電極絲的運(yùn)動(dòng)軌跡及其坐標(biāo)。(2) 短路回退功能。加工過(guò)程中若進(jìn)給速度太快而電腐蝕速度

34、慢，在加工時(shí)出現(xiàn)短路現(xiàn)象，控制器會(huì)改變加工條件并沿原來(lái)的軌跡快速后退，消除短路，防止斷絲。(3) 回原點(diǎn)功能。遇到斷絲或其他一些情況，需要回到起割點(diǎn)，可用此操作。(4) 單段加工功能。加工完當(dāng)前段程序后自動(dòng)暫停，并有相關(guān)提示信息，如：?jiǎn)味瓮Ｖ?按OFF鍵停止加工，按RST鍵繼續(xù)加工。此功能主要用于檢查程序每一段的執(zhí)行情況。(5) 暫停功能。暫時(shí)中止當(dāng)前的功能。(6) MDI功能。手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式輸入程序功能。(7) 進(jìn)給控制功能。能根據(jù)加工間隙的平均電壓或放電狀態(tài)的變化，通過(guò)取樣、變頻電路，不斷定期地向計(jì)算機(jī)發(fā)出中斷申請(qǐng)，自動(dòng)調(diào)整伺服進(jìn)給速度，保持平均放電間隙，使加工穩(wěn)定，提高切割速度和加工精

35、度。(8) 間隙補(bǔ)償功能。線切割加工數(shù)控系統(tǒng)所控制的是電極絲中心移動(dòng)的軌跡。因此，加工零件時(shí)有補(bǔ)償量，其大小為單邊放電間隙與電極絲半徑之和。(9) 自動(dòng)找中心功能。電極絲能夠自動(dòng)找正后停在孔中心處。(10) 信息顯示功能?？蓜?dòng)態(tài)顯示程序號(hào)、計(jì)數(shù)長(zhǎng)度、電規(guī)準(zhǔn)參數(shù)、切割軌跡圖形等參數(shù)。 (11) 斷絲保護(hù)功能。在斷絲時(shí)，控制機(jī)器停在斷絲坐標(biāo)位置上，等待處理，同時(shí)高頻停止輸出脈沖，絲筒停止運(yùn)轉(zhuǎn)。(12) 停電記憶功能?？杀４嫒?jī)?nèi)存加工程序，當(dāng)前沒(méi)有加工完的程序可保持24小時(shí)以?xún)?nèi)，隨時(shí)可停機(jī)。(13) 斷電保護(hù)功能。在加工時(shí)如果突然發(fā)生斷電，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將當(dāng)時(shí)的加工狀態(tài)記下來(lái)。(14) 分時(shí)控制功能。

36、可以一邊進(jìn)行切割加工，一邊編寫(xiě)另外的程序。 (15)倒切加工功能(16) 平移功能。主要用在切割完當(dāng)前圖形后，在另一個(gè)位置加工同樣圖形等場(chǎng)合。這種功能可以省掉重新畫(huà)圖的時(shí)間。(17) 跳步功能?？梢院?jiǎn)化加工的操作過(guò)程。圖中，實(shí)線為零件形狀，虛線為電極絲路徑。(18) 任意角度旋轉(zhuǎn)功能?？梢源蟠蠛?jiǎn)化某些軸對(duì)稱(chēng)零件的程編工藝，如齒輪只需先畫(huà)一個(gè)齒形，然后讓它旋轉(zhuǎn)幾次，就可圓滿(mǎn)完成。 (19) 代碼轉(zhuǎn)換功能。能將ISO代碼轉(zhuǎn)換為3B代碼等。(20) 上下異性功能?？杉庸こ錾舷卤砻嫘螤畈灰恢碌牧慵缟厦鏋閳A形，下面為方形等。四、總結(jié)1、慢走絲線切割機(jī)床 2、線切割機(jī)床常見(jiàn)的功能五、作業(yè)4、線切割機(jī)床

37、有哪些常用的功能？3.1 電火花加工的常用術(shù)語(yǔ)一、復(fù)習(xí)舊課:電火花線切割機(jī)床的簡(jiǎn)介二、引入新課:要很好的掌握電火花加工，先要知道電火花加工有哪些常用術(shù)語(yǔ)。接下來(lái)就來(lái)看電火花加工的常用術(shù)語(yǔ)。三、講課內(nèi)容1、工具電極電火花加工用的工具是電火花放電時(shí)的電極之一，故稱(chēng)為工具電極，有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)電極。由于電極的材料常常是銅，因此又稱(chēng)為銅公(如圖3-1所示)。 圖3-1 電火花加工示意圖2、放電間隙 放電間隙是放電時(shí)工具電極和工件間的距離，它的大小一般在0.010.5 mm之間，粗加工時(shí)間隙較大，精加工時(shí)則較小。3、脈沖寬度ti(s) 脈沖寬度簡(jiǎn)稱(chēng)脈寬(也常用ON、TON等符號(hào)表示)，是加到電極和工件上放電間隙

38、兩端的電壓脈沖的持續(xù)時(shí)間(如圖3-2所示)。 圖3-2 脈沖參數(shù)與脈沖電壓、電流波形4、脈沖間隔to(s) 脈沖間隔簡(jiǎn)稱(chēng)脈間或間隔(也常用OFF、TOFF表示)，它是兩個(gè)電壓脈沖之間的間隔時(shí)間(如圖3-2所示)。5、放電時(shí)間(電流脈寬)te(s) 放電時(shí)間是工作液介質(zhì)擊穿后放電間隙中流過(guò)放電電流的時(shí)間，即電流脈寬，它比電壓脈寬稍小，二者相差一個(gè)擊穿延時(shí)td。6、擊穿延時(shí)td(s)從間隙兩端加上脈沖電壓后，一般均要經(jīng)過(guò)一小段延續(xù)時(shí)間td，工作液介質(zhì)才能被擊穿放電，這一小段時(shí)間td稱(chēng)為擊穿延時(shí)(見(jiàn)圖3-2)。7、脈沖周期tP(s)一個(gè)電壓脈沖開(kāi)始到下一個(gè)電壓脈沖開(kāi)始之間的時(shí)間稱(chēng)為脈沖周期，顯然tP

39、=ti+to(見(jiàn)圖3-2)。 8、脈沖頻率fP(Hz)脈沖頻率是指單位時(shí)間內(nèi)電源發(fā)出的脈沖個(gè)數(shù)。顯然，它與脈沖周期tP互為倒數(shù)，即 9、有效脈沖頻率fe(HZ) 有效脈沖頻率是單位時(shí)間內(nèi)在放電間隙上發(fā)生有效放電的次數(shù)，又稱(chēng)工作脈沖頻率。10、脈沖利用率 脈沖利用率是有效脈沖頻率fe與脈沖頻率fp之比，又稱(chēng)頻率比，即11、脈寬系數(shù) 脈寬系數(shù)是脈沖寬度ti與脈沖周期tp之比，其計(jì)算公式為12、占空比 占空比是脈沖寬度ti與脈沖間隔to之比，=ti/to。13、開(kāi)路電壓或峰值電壓(V) 開(kāi)路電壓是間隙開(kāi)路和間隙擊穿之前td時(shí)間內(nèi)電極間的最高電壓(見(jiàn)圖3-2)。14、火花維持電壓 火花維持電

40、壓是每次火花擊穿后，在放電間隙上火花放電時(shí)的維持電壓，一般在25 V左右，但它實(shí)際是一個(gè)高頻振蕩的電壓(見(jiàn)圖3-2)。15、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(shí)電壓表上指示的放電間隙兩端的平均電壓。16、加工電流I(A) 加工電流是加工時(shí)電流表上指示的流過(guò)放電間隙的平均電流。17、短路電流Is(A) 短路電流是放電間隙短路時(shí)電流表上指示的平均電流。18、峰值電流(A) 峰值電流是間隙火花放電時(shí)脈沖電流的最大值(瞬時(shí))，在日本、英國(guó)、美國(guó)常用Ip表示(見(jiàn)圖3-2)。19、短路峰值電流(A) 短路峰值電流是間隙短路時(shí)脈沖電流的最大值，它比峰值電流要大2040，與短路電流

41、Is相差一個(gè)脈寬系數(shù)的倍數(shù)。四、總結(jié)特別是脈寬、脈間、峰值電壓、電流等。3.2 影響材料放電腐蝕的因素一、復(fù)習(xí)舊課：電火花加工的常用術(shù)語(yǔ)有哪些、各自的定義二、引入新課：講完專(zhuān)業(yè)的術(shù)語(yǔ)對(duì)電火花的加工有所了解，接著便深入一些講重點(diǎn)。極性效應(yīng)和覆蓋效應(yīng)，電加工過(guò)程中兩極間的腐蝕量是不同的。這跟電極采用不同的接法、放電間隙、脈寬、電流都有關(guān)。覆蓋效應(yīng)是在電極間形成碳素層覆蓋可以保護(hù)電極的腐蝕。1、極性效應(yīng)對(duì)電蝕量的影響 在生產(chǎn)中，將工件接脈沖電源正極(工具電極接脈沖電源負(fù)極)的加工稱(chēng)為正極性加工(如圖3-3所示)，反之稱(chēng)為負(fù)極性加工(如圖3-4所示)。 圖3-3 “正極性”接線法圖 圖3-4 “負(fù)極性

42、”接線法圖 在實(shí)際加工中，極性效應(yīng)受到電極及電極材料、加工介質(zhì)、電源種類(lèi)、單個(gè)脈沖能量等多種因素的影響，其中主要原因是脈沖寬度。 在電場(chǎng)的作用下，放電通道中的電子奔向正極，正離子奔向負(fù)極。在窄脈寬度加工時(shí)，由于電子慣性小，運(yùn)動(dòng)靈活，大量的電子奔向正極，并轟擊正極表面，使正極表面迅速熔化和氣化；而正離子慣性大，運(yùn)動(dòng)緩慢，只有一小部分能夠到達(dá)負(fù)極表面，而大量的正離子不能到達(dá)，因此電子的轟擊作用大于正離子的轟擊作用，正極的電蝕量大于負(fù)極的電蝕量，這時(shí)應(yīng)采用正極性加工。 在寬脈沖寬度加工時(shí)，因?yàn)橘|(zhì)量和慣性都大的正離子將有足夠的時(shí)間到達(dá)負(fù)極表面，由于正離子的質(zhì)量大，它對(duì)負(fù)極表面的轟擊破壞作用要比電子強(qiáng)，

43、同時(shí)到達(dá)負(fù)極的正離子又會(huì)牽制電子的運(yùn)動(dòng)，故負(fù)極的電蝕量將大于正極，這時(shí)應(yīng)采用負(fù)極性加工。 在實(shí)際加工中，要充分利用極性效應(yīng)，正確選擇極性，最大限度地提高工件的蝕除量，降低工具電極的損耗。2、覆蓋效應(yīng)對(duì)電蝕量的影響 在材料放電腐蝕過(guò)程中，一個(gè)電極的電蝕產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電極表面上，形成一定厚度的覆蓋層，這種現(xiàn)象叫做覆蓋效應(yīng)。合理利用覆蓋效應(yīng)，有利于降低電極損耗。 在油類(lèi)介質(zhì)中加工時(shí)，覆蓋層主要是石墨化的碳素層，其次是粘附在電極表面的金屬微粒粘結(jié)層。碳素層的生成條件主要有以下幾點(diǎn)：(1) 要有足夠高的溫度。(2) 要有足夠多的電蝕產(chǎn)物，尤其是介質(zhì)的熱解產(chǎn)物碳粒子。(3) 要有足夠的時(shí)間，以便在這一表

44、面上形成一定厚度的碳素層。(4) 一般采用負(fù)極性加工，因?yàn)樘妓貙右自陉?yáng)極表面生成。(5) 必須在油類(lèi)介質(zhì)中加工。影響覆蓋效應(yīng)的主要因素有如下：(1) 脈沖參數(shù)與波形的影響。(2) 電極對(duì)材料的影響。(3) 工作液的影響。(4) 工藝條件的影響。覆蓋層的形成還與間隙狀態(tài)有關(guān)。在電火花加工中，覆蓋層不斷形成，又不斷被破壞。為了實(shí)現(xiàn)電極低損耗，達(dá)到提高加工精度的目的，最好使覆蓋層形成與破壞的程度達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。3、電參數(shù)對(duì)電蝕量的影響 單個(gè)脈沖能量與平均放電電壓、平均放電電流和脈沖寬度成正比。由上可見(jiàn)，要提高電蝕量，應(yīng)增加平均放電電流、脈沖寬度及提高脈沖頻率。但在實(shí)際生產(chǎn)中，這些因素往往是相互制約的。

45、4、金屬材料對(duì)電蝕量的影響 當(dāng)脈沖放電能量相同時(shí)，金屬工件的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比熱容、熔化熱、氣化熱等愈高，電蝕量將愈少，愈難加工。 5、工作液對(duì)電蝕量的影響 電火花加工一般在液體介質(zhì)中進(jìn)行。液體介質(zhì)通常叫做工作液，工作液作用主要是：(1) 壓縮放電通道，并限制其擴(kuò)展，使放電能量高度集中在極小的區(qū)域內(nèi)，既加強(qiáng)了蝕除的效果，又提高了放電仿型的精確性。(2) 加速電極間隙的冷卻和消電離過(guò)程，有助于防止出現(xiàn)破壞性電弧放電。(3) 加速電蝕產(chǎn)物的排除。(4) 加劇放電的流體動(dòng)力過(guò)程，有助于金屬的拋出。四、總結(jié)1、極性效應(yīng)2、覆蓋效應(yīng)3、其他因素的影響五、作業(yè)1什么是極性效應(yīng)？在電火花加工中如何充分利用極性效

46、應(yīng)？2什么是覆蓋效應(yīng)？3.3 電火花加工工藝規(guī)律3.3.1 影響加工速度的主要因素一、復(fù)習(xí)舊課：極性效應(yīng)、覆蓋效應(yīng)、其他因素對(duì)電火花腐蝕的影響二、引入新課：講述加工工藝規(guī)律的重要性，加工速度、加工精度、表面粗糙度之間的矛盾。三、講課內(nèi)容：、加工速度定義：電火花成形加工的加工速度，是指在一定電規(guī)準(zhǔn)下，單位時(shí)間內(nèi)工件被蝕除的體積V或質(zhì)量m。一般常用體積加工速度Vw=V/T(單位為mm3/min)來(lái)表示，有時(shí)為了測(cè)量方便，也用質(zhì)量加工速度Vm=m/t(單位為g/min)表示。、電規(guī)準(zhǔn)的影響 1) 脈沖寬度對(duì)加工速度的影響單個(gè)脈沖能量的大小是影響加工速度的重要因素。對(duì)于矩形波脈沖電源，當(dāng)峰值電流一定時(shí)

47、，脈沖能量與脈沖寬度成正比。圖3-5 脈沖寬度與加工速度的關(guān)系曲線2）脈沖間隔對(duì)加工速度的影響在脈沖寬度一定的條件下，若脈沖間隔減小，則加工速度提高(如圖3-6)。若脈沖間隔過(guò)小，會(huì)因放電間隙來(lái)不及消電離引起加工穩(wěn)定性變差，導(dǎo)致加工速度降低。圖3-6 脈沖間隔與加工速度的關(guān)系曲線3）峰值電流的影響當(dāng)脈沖寬度和脈沖間隔一定時(shí)，隨著峰值電流的增加，加工速度也增加(如圖3-7)。圖3-7 峰值電流與加工速度的關(guān)系曲線、非電參數(shù)的影響）加工面積的影響圖3-8是加工面積和加工速度的關(guān)系曲線。由圖可知，加工面積較大時(shí)，它對(duì)加工速度沒(méi)有多大影響。但若加工面積小到某一臨界面積時(shí)，加工速度會(huì)顯著降低，這種現(xiàn)象叫

48、做“面積效應(yīng)圖3-8 加工面積與加工速度的關(guān)系曲線2）排屑條件的影響在電火花加工過(guò)程中會(huì)不斷產(chǎn)生氣體、金屬屑末和碳黑等，如不及時(shí)排除，則加工很難穩(wěn)定地進(jìn)行。加工穩(wěn)定性不好，會(huì)使脈沖利用率降低，加工速度降低。為便于排屑，一般都采用沖油(或抽油)和電極抬起的辦法。電極抬起有自適應(yīng)“抬刀”和定時(shí)“抬刀”兩種。3）電極材料和加工極性的影響在電參數(shù)選定的條件下，采用不同的電極材料與加工極性，加工速度也大不相同。采用石墨電極，在同樣加工電流時(shí)，正極性比負(fù)極性加工速度高。 在加工中選擇極性，不能只考慮加工速度，還必須考慮電極損耗。如用石墨做電極時(shí)，正極性加工比負(fù)極性加工速度高，但在粗加工中，電極損耗會(huì)很大。

49、故在不計(jì)電極損耗的通孔加工、取折斷工具等情況，用正極性加工；而在用石墨電極加工型腔的過(guò)程中，常采用負(fù)極性加工。中等脈沖寬度、負(fù)極性加工時(shí)，石墨電極的加工速度高于銅電極的加工速度。在脈沖寬度較窄或很寬時(shí)，銅電極加工速度高于石墨電極。此外，采用石墨電極加工的最大加工速度，比用銅電極加工的最大加工速度的脈沖寬度要窄。4)工件材料的影響在同樣加工條件下，選用不同工件材料，加工速度也不同。這主要取決于工件材料的物理性能(熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)、熔化熱和汽化熱等)。一般說(shuō)來(lái)，工件材料的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)越高，比熱、熔化潛熱和氣化潛熱越大，加工速度越低，即越難加工。5)工作液的影響在電火花加工中，工作液的種類(lèi)、

50、粘度、清潔度對(duì)加工速度有影響。就工作液的種類(lèi)來(lái)說(shuō)，大致順序是：高壓水>(煤油機(jī)油)>煤油>酒精水溶液。在電火花成形加工中，應(yīng)用最多的工作液是煤油。四、總結(jié)：、電參數(shù)脈寬、脈間、峰值電流對(duì)加工速度的影響。、非電參數(shù)對(duì)加工速度的影響。3.3 電火花加工工藝規(guī)律3.3.2 影響電極損耗的主要因素一、復(fù)習(xí)舊課：電參數(shù)脈寬、脈間、峰值電流對(duì)加工速度的影響。非電參數(shù)對(duì)加工速度的影響。二、引入新課：電極損耗是電火花成型加工中的重要工藝指標(biāo)三、講課內(nèi)容：、電極損耗的定義在生產(chǎn)中，常用相對(duì)損耗或損耗比作為衡量工具電極耐損耗的指標(biāo)，即電火花加工中，電極的相對(duì)損耗小于1%，稱(chēng)為低損耗電火花加工。、

51、電參數(shù)對(duì)電極損耗的影響1) 脈沖寬度的影響在峰值電流一定的情況下，隨著脈沖寬度的減小，電極損耗增大。脈沖寬度越窄，電極損耗上升的趨勢(shì)越明顯(如圖3-所示)。圖3- 脈沖寬度與電極相對(duì)損耗的關(guān)系2) 峰值電流的影響用紫銅電極加工鋼時(shí)，隨著峰值電流的增加，電極損耗也增加。要降低電極損耗，應(yīng)減小峰值電流。由上可見(jiàn)，脈沖寬度和峰值電流對(duì)電極損耗的影響效果是綜合性的。只有脈沖寬度和峰值電流保持一定關(guān)系，才能實(shí)現(xiàn)低損耗加工。3) 脈沖間隔的影響在脈沖寬度不變時(shí)，隨著脈沖間隔的增加，電極損耗增大。4) 加工極性的影響 在其他加工條件相同的情況下，加工極性不同對(duì)電極損耗影響很大,一般情況下，采用石墨電極和銅電

52、極加工鋼時(shí)，粗加工用負(fù)極性，精加工用正極性。但在鋼電極加工鋼時(shí)，無(wú)論粗加工或精加工都要用負(fù)極性，否則電極損耗將大大增加。、非電參數(shù)對(duì)電極損耗的影響1) 加工面積的影響在脈沖寬度和峰值電流一定的條件下，加工面積對(duì)電極損耗影響不大，當(dāng)電極相對(duì)損耗小于l%，并隨著加工面積的繼續(xù)增大，電極損耗減小的趨勢(shì)越來(lái)越慢。當(dāng)加工面積過(guò)小時(shí)，則隨著加工面積的減小而電極損耗急劇增加。2) 沖油或抽油的影響沖油或抽油壓力過(guò)大會(huì)加大電極的損耗。因?yàn)閺?qiáng)迫沖油或抽油會(huì)使加工間隙的排屑和消電離速度加快，這樣減弱了電極上的“覆蓋效應(yīng)”。沖、抽油方式對(duì)電極損耗無(wú)明顯影響，但對(duì)電極端面損耗的均勻性有較大區(qū)別。沖油時(shí)電極損耗呈凹形端

53、面，抽油時(shí)則形成凸形端面。3) 電極的形狀和尺寸的影響在電極材料、電參數(shù)和其他工藝條件完全相同的情況下，電極的形狀和尺寸對(duì)電極損耗影響也很大,如圖3-0(a)所示的型腔，用整體電極加工較困難。在實(shí)際中首先加工主型腔(如圖3-0(b)所示)，再用小電極加工副型腔(如圖3-0(c)所示)。圖3-10 分解電極圖4) 工具電極材料的影響工具電極損耗與其材料有關(guān)，損耗的大致順序如下：銀鎢合金 < 銅鎢合金 < 石墨(粗規(guī)準(zhǔn)) < 紫銅 < 鋼 < 鑄鐵 < 黃銅 < 鋁。四、總結(jié)影響電極損耗的主要因素3.3 電火花加工工藝規(guī)律3.3.3影響表面粗糙度主要因素-

54、 3.3.7 合理選擇電火花加工工藝一、復(fù)習(xí)舊課：影響電極損耗的主要因素二、引入新課：表面粗糙度、加工精度時(shí)電火花加工兩個(gè)中的指標(biāo)。三、講課內(nèi)容：、影響表面粗糙度的主要因素電火花加工表面粗糙度的形成與切削加工不同，它是由若干電蝕小凹坑組成的，能存潤(rùn)滑油，其耐磨性比同樣粗糙度的機(jī)加工表面要好。當(dāng)峰值電流一定時(shí)，脈沖寬度越大，單個(gè)脈沖的能量就大，放電腐蝕的凹坑也越大、越深，所以表面粗糙度就越差。在脈沖寬度一定的條件下，隨著峰值電流的增加，單個(gè)脈沖能量也增加，表面粗糙度就變差。在一定的脈沖能量下，不同的工件電極材料表面粗糙度值大小不同，熔點(diǎn)高的材料表面粗糙度值要比熔點(diǎn)低的材料小。工具電極表面的粗糙度值大小也影響工件的加工表面粗糙度值。由于電極的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，工件側(cè)邊的表面粗糙度值比端面小。干凈的工作液有利于得到理想的表面粗糙度。、影響加工精度的主要因素1）放電間隙間隙大小對(duì)形狀精度也有影響，間隙越大，則復(fù)制精度越差，特別是對(duì)復(fù)雜形狀的加工表面。2）加工斜度進(jìn)入行腔后二次放電，產(chǎn)生加工斜度。 3）工具電極的損耗工具電極的損耗錐度反映到工件上是加工斜度。、電火花加工表面變化層和機(jī)械性能圖3-11 電火花加工表面變化層）表面變化層的機(jī)械性能顯微硬度及耐磨性 工件在加工前由于