教學(xué)配套課件：模具特種加工技術(shù)

1、模具特種加工技術(shù)項(xiàng)目一 方孔沖模的加工任務(wù). 學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)任務(wù). 學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)下一頁(yè)返回項(xiàng)目二 注塑模型腔的加工任務(wù). 電火花成型加工 任務(wù). 數(shù)控電火花加工方法上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目三 沖裁模的電火花線切割加工任務(wù). 電火花線切割的使用、 維護(hù)和保養(yǎng) 任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目四 應(yīng)用 及 代碼編程加工零件任務(wù). 數(shù)控電火花線切割加工的工藝特點(diǎn)任務(wù). 采用補(bǔ)償方式加工凸模零件任務(wù). 加工對(duì)稱凸模任務(wù). 加工帶錐度的凹模任務(wù). 應(yīng)用 代碼編程加工落料凹模上一頁(yè)下一頁(yè)返回項(xiàng)目五 學(xué)習(xí) 數(shù)控線切割自動(dòng)編程軟件任務(wù). 應(yīng)用 線切割 系統(tǒng)繪制模具零件圖 任

2、務(wù). 應(yīng)用 線切割 系統(tǒng)編制程序下一頁(yè)返回上一頁(yè)項(xiàng)目六 多孔板的激光加工和鍍鎳處理任務(wù). 選擇激光加工工藝任務(wù). 正確選擇電鍍工藝上一頁(yè)返回項(xiàng)目一 方孔沖模的加工任務(wù). 學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)任務(wù). 學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)任務(wù)描述本任務(wù)主要描述電火花加工的基本原理、電火花加工機(jī)床的使用方法任務(wù)分析如果方孔沖模零件采用機(jī)械加工的方法加工 它的生產(chǎn)效率很低 表面質(zhì)量也很難滿足零件的需要 而采用電火花加工 可以加工出合格的零件。 但在電火花加工前 必須要掌握電火花加工的基本知識(shí)、工作原理、電火花加工機(jī)床的使用方法等。知識(shí)準(zhǔn)備下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知

3、識(shí)一、電火花加工的基本概念電火花加工又稱放電加工( ) 它是在加工過程中 使工具和電極之間不斷產(chǎn)生脈沖性的火花放電 靠放電時(shí)產(chǎn)生的局部、瞬時(shí)的高溫將金屬蝕除下來。 這種利用火花放電產(chǎn)生的腐蝕作用對(duì)金屬材料進(jìn)行加工的方法叫電火花加工。當(dāng)工具電極與被加工電極逐漸接近時(shí) 因放電間隙有絕緣液存在 加工電流無法通過 但是當(dāng)間隙逐漸縮小到工具電極與工件電極最短距離時(shí) 因電場(chǎng)效應(yīng)形成一個(gè)導(dǎo)電的電離通道而產(chǎn)生火花 形成細(xì)電弧柱 由于電流密度極高上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí) 打擊被加工工件時(shí)產(chǎn)生很高的熱能使被加工工件熔化 被熔化部分變成金屬熔滴和碎屑散布于加工液中 熔化的金屬被拋出后 遺留的痕

4、跡被加工液浸入冷卻 使放電間隙恢復(fù)絕緣 而放電周圍未被除去部分隆起 形成下一個(gè)脈沖電流的放電點(diǎn)。 它可以加工各種高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)度、高純度、高韌性材料 并在生產(chǎn)中顯示出很多優(yōu)越性 因此得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。 在模具制造中被用于凹模型孔和型腔的加工。二、電火花加工的特點(diǎn)上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)電火花加工是與機(jī)械加工完全不同的一種新工藝 它不用機(jī)械能量 不靠切削力去除金屬 而是直接利用電能和熱能來去除金屬 已成為常規(guī)切削、磨削加工的重要補(bǔ)充。 相對(duì)于機(jī)械切削加工而言 電火花加工具有以下特點(diǎn)。() 適用于傳統(tǒng)機(jī)械加工方法難以加工或無法加工的材料。 如淬火鋼、硬質(zhì)合金、耐熱

5、合金鋼等。 因?yàn)椴牧系娜コ强糠烹姛嵛g作用實(shí)現(xiàn)的 材料的加工性主要取決于材料的熱學(xué)性能 如熔點(diǎn)、比熱容、熱導(dǎo)率等 幾乎與其硬度、韌性等力學(xué)性能無關(guān)。 工具電極材料不需要比工件硬 所以電極制造比較容易。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)() 可加工特殊及復(fù)雜形狀的零件。 由于在加工過程中 電極和工件不接觸兩者間的宏觀作用力很小 所以便于加工各種型孔、立體曲面、小孔、深孔、窄縫零件 而不受電極和工件剛度的限制。 由于可以簡(jiǎn)單地將工具電極的形狀反向復(fù)制到工件上 因此特別適用于薄壁、低剛性、彈性、微細(xì)及復(fù)雜形狀表面的加工。 由于其脈沖放電時(shí)間短 材料表面加工受熱影響范圍比較小 所以適宜于熱

6、敏性材料的加工。() 電火花加工可以改變機(jī)械零件的加工工藝路線 由于電火花加工不受材料硬度、脆性等的影響 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)所以可以在零件淬火后進(jìn)行加工 這樣可以避免淬火過程中產(chǎn)生的熱處理變形。 如在模具零件加工制造中 可以將模具零件淬火到 的硬度 再進(jìn)行電火花加工零件。() 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展 電火花加工容易實(shí)現(xiàn)加工過程自動(dòng)化。 加工過程中的電參數(shù)較機(jī)械量易于實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制 所以能進(jìn)行零件加工中的粗加工、半精加工、精加工等各工序 從而簡(jiǎn)化加工工藝過程。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)三、電火花加工的局限性() 電火花加工生產(chǎn)效率低。() 被加工的工件只

7、能是導(dǎo)體。() 存在電極損耗 影響了成型精度。() 加工表面有變質(zhì)層。() 加工過程必須在工作液中進(jìn)行。 電火花加工時(shí)放電部位必須在工作液中 否則將引起異常放電。() 線切割加工有厚度極限。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)四、電火花加工的工作原理電火花加工的原理是基于工具和工件(正、負(fù)電極) 之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金屬 以達(dá)到對(duì)零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。其工作原理如圖 () 所示。 工件 與工具 分別與脈沖電源 的兩輸出端相連接。 自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置 使工具和工件間經(jīng)常保持一很小的放電間隙 這個(gè)間隙的大小與加工電壓、加工介質(zhì)等因素有關(guān) 一般為.

8、 .。 在加工過程中還必須用工具電極的進(jìn)給和調(diào)節(jié)裝置來保持這個(gè)放電間隙 使脈沖放電能連續(xù)進(jìn)行。 若脈沖電壓加到兩極之間 便在當(dāng)時(shí)條件下相對(duì)某一間隙最小處或絕緣強(qiáng)度最低處擊穿介質(zhì)上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)在該局部產(chǎn)生火花放電 瞬時(shí)高溫使工具和工件表面都蝕除掉一小部分金屬 各自形成一個(gè)小凹坑。 從加工原理來看 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。 在實(shí)際中可以加工通孔(穿孔加工) 和盲孔(成型加工) 。電火花加工的主要原理是: 電火花放電時(shí)火花通道中瞬時(shí)產(chǎn)生大量的熱量 能達(dá)到 以上的溫度 此溫度足以使任何金屬材料局部熔化、汽化而被腐蝕掉從而形成放電凹坑。 隨著比較

9、高的頻率連續(xù)不斷地重復(fù)放電 工具電極就會(huì)不斷地向工件進(jìn)給 從而可將工具的形狀復(fù)制在工件上 這樣就可以加工出想要加工的零件。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)五、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。 那么兩電極表面的金屬材料是如何被蝕除下來的呢? 這一過程大致分為以下幾個(gè)階段 如圖 所示。() 極間介質(zhì)的電離、擊穿 形成放電通道 如圖 () 所示。 工具電極與工件電極緩緩靠近 極間的電場(chǎng)強(qiáng)度增大 由于兩電極的微觀表面是凹凸不平的 因此在兩極

10、間距離最近的、 處電場(chǎng)強(qiáng)度最大。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)工具電極與工件電極之間充滿著液體介質(zhì) 液體介質(zhì)中不可避免地含有雜質(zhì)及自由電子 它們?cè)趶?qiáng)大的電場(chǎng)作用下 形成了帶負(fù)電的粒子和帶正電的粒子 電場(chǎng)強(qiáng)度越大 帶電粒子就越多 最終導(dǎo)致液體介質(zhì)電離、擊穿 形成放電通道。 放電通道是由大量高速運(yùn)動(dòng)的帶正電和帶負(fù)電的粒子及中性粒子組成的。 由于通道截面很小 通道內(nèi)因高溫?zé)崤蛎浶纬傻膲毫Ω哌_(dá)數(shù)十兆帕 高溫、高壓的放電通道急速擴(kuò)展 產(chǎn)生一個(gè)強(qiáng)烈的沖擊波向四周傳播。 在放電的同時(shí)還伴隨著光效應(yīng)和聲效應(yīng) 這就形成了肉眼所能看到的電火花。() 電極材料的熔化、氣化熱膨脹 。 液體介質(zhì)被電離、

11、擊穿 形成放電通道后 通道間帶負(fù)電的粒子奔向正極 帶正電的粒子奔向負(fù)極上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí) 粒子間相互撞擊 產(chǎn)生大量的熱能 使通道瞬間達(dá)到很高的溫度。 通道高溫首先使工作液汽化 進(jìn)而氣化 然后高溫向四周擴(kuò)散 使兩電極表面的金屬材料開始熔化直至沸騰氣化。 氣化后的工作液和金屬蒸氣瞬間體積猛增 形成了爆炸的特性。所以觀察電火花加工時(shí)，可以看到工件與工具電極間有冒煙現(xiàn)象 并聽到輕微的爆炸聲（) 電極材料的拋出 。 正、負(fù)電極間產(chǎn)生的電火花現(xiàn)象使放電通道產(chǎn)生高溫、高壓。 通道中心的壓力最高 工作液和金屬氣化后不斷向外膨脹 形成內(nèi)外瞬間壓力差 高壓力處的熔融金屬液體和蒸氣被排擠

12、 拋出放電通道大部分被拋入到工作液中。 仔細(xì)觀察電火花加工 可以看到橘紅色的火花四濺 這就是被拋出的高溫金屬熔滴和碎屑。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)() 極間介質(zhì)的消電離 。 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)。 若電火花放電過程中產(chǎn)生的電蝕產(chǎn)物來不及排除和擴(kuò)散 產(chǎn)生的熱量將不能及時(shí)傳出 使該處介質(zhì)局部過熱 局部過熱的工作液高溫分解、積炭 使加工無法繼續(xù)進(jìn)行 并燒壞電極。 因此 為了保證電火花加工過程的正常進(jìn)行 在兩次放電之間必須有足夠的時(shí)間間隔讓電蝕產(chǎn)物充分排出 恢復(fù)放電通道的絕緣性 使工作液介質(zhì)消電離。上述步驟() () 在 內(nèi)數(shù)千次甚至數(shù)萬(wàn)次

13、地往復(fù)進(jìn)行 即單個(gè)脈沖放電結(jié)束 經(jīng)過一段時(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 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)蝕出另一個(gè)小凹坑。 這樣以相當(dāng)高的頻率連續(xù)不斷地放電 工件不斷地被蝕除 故工件加工表面將由無數(shù)個(gè)相互重疊的小凹坑組成 如圖 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。六、電火花加工的必要條件經(jīng)過多年生產(chǎn)實(shí)際的總結(jié) 要想充分利用好電火花放電的現(xiàn)象來完成對(duì)機(jī)械零件的加工 必須滿足以下 個(gè)條件。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)() 電火花

14、放電時(shí)必須使工具電極和工件被加工表面之間經(jīng)常保持一定的小的放電間隙 這一間隙隨加工條件而定 通常約為幾微米至幾百微米。 如果間隙過小 很容易形成電極間的短路 從而不能產(chǎn)生火花放電現(xiàn)象。 如果間隙過大 兩極間電壓不能擊穿極間介質(zhì) 同樣也不能產(chǎn)生火花放電現(xiàn)象。() 電火花放電時(shí)必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)(工作液) 中進(jìn)行 如煤油、皂化液或去離子水等。 在電火花生產(chǎn)過程中 液體介質(zhì)一方面具有很高的絕緣強(qiáng)度以有利于產(chǎn)生脈沖性的火花放電。 另一方面形成火花放電通道 并在放電結(jié)束后迅速恢復(fù)間隙的絕緣狀態(tài) 同時(shí)能對(duì)在電火花加工過程中產(chǎn)生的電蝕產(chǎn)物清洗和排出 并能對(duì)工具、工件產(chǎn)生冷卻作用。上一頁(yè)下一頁(yè)返回

15、任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)() 電火花放電時(shí)必須是瞬時(shí)的脈沖性放電 放電延續(xù)一段時(shí)間后 需休息一段時(shí)間 這樣才能使放電所產(chǎn)生的熱量來不及傳導(dǎo)擴(kuò)散到其他部分。 為此 在電火花加工中必須采用脈沖電源。七、電火花加工用的脈沖電源電火花加工用的脈沖電源是把工頻交流電壓和電流轉(zhuǎn)換成一定頻率的單向脈沖電壓和電流 以供給兩電極放電間隙所需要的能量來進(jìn)行金屬加工。 脈沖電源對(duì)電火花加工的生產(chǎn)率、表面質(zhì)量、加工精度、加工過程的穩(wěn)定性和工具電極損耗等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有很大的影響。 因此 脈沖電源性能的好壞 在電火花加工設(shè)備和電火花加工工藝技術(shù)中 都具有十分重要的意義。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)

16、八、電火花工作液電火花加工必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行 該液體介質(zhì)通常稱為電火花工作液(或稱為加工液)。 電火花工作液是參與放電蝕除過程的重要因素 它的各種性能均會(huì)影響加工的工藝指標(biāo) 所以要正確地選擇和使用電火花工作液。.電火花工作液的作用電火花加工時(shí) 工作液有以下幾方面的作用。() 消電離作用。 在脈沖間隔火花放電結(jié)束后 盡快恢復(fù)放電間隙的絕緣狀態(tài)(消電離) 以便下一個(gè)脈沖電壓再次形成電火花放電。 工作液有一定的絕緣強(qiáng)度 電阻率較高 放電間隙消電離、恢復(fù)絕緣時(shí)間短。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)() 排除電蝕產(chǎn)物作用。 電火花加工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的電蝕產(chǎn)物 如果這些電

17、蝕產(chǎn)物不能及時(shí)排除 會(huì)影響到電火花的正常加工。 而工作液可以使電蝕產(chǎn)物較易從放電間隙中排除出去 免得放電間隙嚴(yán)重污染 從而導(dǎo)致火花放電點(diǎn)不分散而形成有害的電弧放電。() 冷卻作用。 由于電火花放電時(shí)火花通道中瞬時(shí)產(chǎn)生大量的熱量 工作液可以冷卻工具電極和降低工件表面瞬時(shí)產(chǎn)生的局部高溫 使工件表面不會(huì)因局部過熱而產(chǎn)生積炭、燒傷現(xiàn)象。() 增加電蝕量。 工作液可以壓縮火花放電通道 增加通道中被壓縮氣體、等離子體的膨脹及爆炸力 從而拋出更多熔化和氣化的金屬。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí).電火花工作液的要求電火花工作液與脈沖電源及控制系統(tǒng)一樣 也是實(shí)現(xiàn)正常電火花加工不可缺少的條件。 工

18、作液不僅對(duì)加工效率、精度、電極損耗等工藝指標(biāo)有直接的影響 也對(duì)環(huán)保、安全、使用壽命有直接的影響 因此對(duì)工作液提出了更高的要求。. 電火花工作液的種類早期的電火花工作液基本上都是使用水和一般礦物油(如煤油、變壓器油等)。 但近年來 隨著環(huán)保要求的提高、機(jī)床升級(jí)換代以及引進(jìn)國(guó)外不同類型的電火花工作液等 開始出現(xiàn)了合成型、高速型和混合型的電火花工作液。 目前 在我國(guó)市場(chǎng)上 常見的電火花工作液有以下幾種。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)() 煤油。() 水基及一般礦物油型。() 合成型(或半合成型)。 () 高速合成型電火花加工液。 .工作液的使用注意事項(xiàng)隨著電火花加工技術(shù)的不斷完善與發(fā)

19、展 要求對(duì)配套的電火花工作液進(jìn)行正確的使用。 在工作中只有正確使用電火花工作液 才能延長(zhǎng)工作液的使用壽命 才能使電火花設(shè)備安全正常地生產(chǎn) 才能保證加工人員的人身安全。() 防止溶解水帶入。 當(dāng)空氣的溫度和濕度較高時(shí) 空氣中的水分一部分被吸附在油中而成為溶解水 溶解水的出現(xiàn)引起工作臺(tái)的銹蝕和油品混濁 也影響油品的介電性能。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí)() 預(yù)防工作液濺到加工人員身上。 根據(jù)實(shí)驗(yàn)可知 當(dāng)人體皮膚長(zhǎng)時(shí)間接觸工作液時(shí) 會(huì)引起皮膚干燥、開裂及過敏。 因此 當(dāng)皮膚接觸到工作液時(shí)應(yīng)及時(shí)用水加洗滌液洗凈。 當(dāng)衣服沾染較多時(shí)應(yīng)及時(shí)換下 并將身上沾的油洗凈。九、電火花機(jī)床電火花成

20、型機(jī)床主要包括主機(jī)、電源箱、工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)及附件等。 主機(jī)用于支承、固定工具電極及工件 實(shí)現(xiàn)電極在加工過程中穩(wěn)定的伺服進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 圖 所示為一種典型的電火花成型加工機(jī)床。電火花加工機(jī)床既可用于穿孔加工 又可用于成型加工。 因此 我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定 電火花成型機(jī)床均用 加上機(jī)床工作臺(tái)面寬度的/ 表示。 其型號(hào)表示方法如下:上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí). 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)、工作液過濾和循環(huán)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等部分組成。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí). 電火花加工機(jī)床的分類電火花加工機(jī)床按其大小可分為小型( 以下)

21、、中型( ) 和大型( 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。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步 國(guó)外已經(jīng)大批量生產(chǎn)三坐標(biāo)數(shù)控電火花機(jī)床 以及帶有工具電極庫(kù)、能按程序自動(dòng)更換電極的電火花加工中心 我國(guó)的大部分電加工機(jī)床廠現(xiàn)在也正開始研制生產(chǎn)三坐標(biāo)數(shù)控電火花加工機(jī)床。.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 是用以實(shí)現(xiàn)工件和工具電極的裝夾固定和運(yùn)動(dòng)的機(jī)械系統(tǒng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的基本知識(shí) 床身、立柱、坐標(biāo)工作臺(tái)是電火花機(jī)床的骨架 起著支承、定位和便于操作的作用。 因?yàn)殡娀鸹庸ず暧^作用力極小 所以對(duì)機(jī)械系統(tǒng)的強(qiáng)度無嚴(yán)格要求 但為了避免變形和保證精度 要

22、求具有必要的剛度。上一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)任務(wù)描述本任務(wù)主要描述電火花加工中對(duì)電極、工件的要求以及電火花加工工藝指標(biāo)的確定。任務(wù)分析方孔沖模如果采用機(jī)械加工的方法 它的生產(chǎn)效率很低 表面質(zhì)量也很難滿足零件的需要 而采用電火花加工 可以加工出合格的零件。 但在電火花加工前 必須要掌握電火花加工工件電極材料的選用、設(shè)計(jì)、制造等以及對(duì)電火花加工工件的要求和電火花加工參數(shù)指標(biāo)的確定。下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)知識(shí)準(zhǔn)備一、電火花加工工具電極電火花加工用的工具 是火花放電時(shí)電極之一 故稱工具電極。 它用以蝕除工件材料 但是電火花加工用的電極工具又不同于機(jī)加工的刀具或者線切割用

23、的電極絲它不是通用的 而是專用的工具 需要按照工件的材料、形狀及加工要求進(jìn)行電極材料選擇、形狀設(shè)計(jì)、加工制造并安裝到機(jī)床主軸上。 在電火花加工中 工具電極是一項(xiàng)非常重要的因素 電極材料的性能將影響電極的電火花加工性能(材料去除率、工具損耗率、工件表面質(zhì)量等) 因此 正確選擇電極材料對(duì)于電火花加工至關(guān)重要。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)電火花加工用工具電極材料應(yīng)滿足高熔點(diǎn)、低熱脹系數(shù)、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能和力學(xué)性能等基本要求 從而在使用過程中具有較低的損耗率和抵抗變形的能力。 電極具有微細(xì)結(jié)晶的組織結(jié)構(gòu)對(duì)于降低電極損耗也比較有利 一般認(rèn)為減小晶粒尺寸可降低電極損耗率。 此外 工具電

24、極材料應(yīng)使電火花加工過程穩(wěn)定、生產(chǎn)率高、工件表面質(zhì)量好 且電極材料本身應(yīng)易于加工、來源豐富及價(jià)格低廉。由于電火花加工的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展 對(duì)與之相適應(yīng)的電極材料(包括相應(yīng)的電極制備方法) 也不斷提出新的要求。 隨著材料科學(xué)的發(fā)展 人們對(duì)電火花加工工具電極材料不斷進(jìn)行著探索和創(chuàng)新 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)目前在研究和生產(chǎn)中已經(jīng)使用的工具電極材料有石墨、 或 等單金屬、 或 基合金、鋼、鑄鐵、 基復(fù)合材料、聚合物復(fù)合材料和金剛石等幾大類。 常用電火花加工用工具電極材料) 石墨石墨具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和可加工性 是電火花加工中廣泛使用的工具電極材料。 石墨有不同的種類 可按石墨

25、粒子的大小、材料的密度和機(jī)械與電性能進(jìn)行分級(jí)。 其中 細(xì)級(jí)石墨的粒子和孔隙率較小 機(jī)械強(qiáng)度較高 價(jià)格也較貴 用于電火花加工時(shí)通常電極損耗率較低 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)但材料去除率相應(yīng)也要低一些。 市場(chǎng)上供應(yīng)的石墨等級(jí)平均粒子大小在 以下 選用時(shí)主要取決于電極的工作條件(粗加工、半精加工或精加工) 及電極的幾何形狀。 工件加工表面粗糙度與石墨粒子的大小有直接關(guān)系通常粒子平均尺寸在 以下的石墨等級(jí)專門用于精加工。 用兩種不同等級(jí)的石墨電極加工難加工材料上的深窄槽 比較它們的材料去除率和電極損耗率。 研究結(jié)果表石墨種類的選擇主要取決于具體的電火花加工對(duì)材料去除率和電極損耗率哪

26、方面的要求更高。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)與其他電極材料相比 石墨電極可采用大的放電電流進(jìn)行電火花加工 因而生產(chǎn)率較高。 粗加工時(shí)電極的損耗率較小 但精加工時(shí)電極損耗率增大 加工表面粗糙度較差。 石墨電極重量輕 價(jià)格低。 由于石墨具有高脆性 通常難以用機(jī)械加工方法做成薄而細(xì)的形狀 因此在精細(xì)復(fù)雜形狀電火花加工中的應(yīng)用受到限制 而采用高速銑削可以較好地解決這一問題。 為了改善石墨電極的電火花加工性能 將石墨粉燒結(jié)電極浸入熔化的金屬( 或) 中 并對(duì)液態(tài)金屬施加高壓 使金屬 或 填充到石墨電極的孔隙中 以改善其強(qiáng)度和導(dǎo)熱性。 注入金屬后 石墨電極的密度、熱導(dǎo)率和彎曲強(qiáng)度增大 電

27、阻率大幅度降低 電極表面粗糙度得到改善。 實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明這種新材料電極與常規(guī)石墨電極相比 電極損耗率和材料去除率無明顯差別 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)但加工表面粗糙度更小 尤其是注入 的石墨電極可獲得小得多的加工表面粗糙度。石墨的機(jī)械加工性能優(yōu)良 其切削阻力小 容易磨削 很容易制造成型 無加工毛刺 密度小 只有銅的/ 電極制作和準(zhǔn)備作業(yè)容易。 在石墨的切削加工中 刀具很容易磨損 一般建議用硬質(zhì)合金或金剛石涂層的刀具。 在粗加工時(shí) 刀具可直接在工件上下刀。 精加工時(shí) 易發(fā)生崩角、碎裂的現(xiàn)象 所以常采用輕刀快進(jìn)的方式加工背吃刀量可小于. 。 石墨電極在加工時(shí)產(chǎn)生灰塵比較大 粉

28、塵有毒性 這就要求機(jī)床有相應(yīng)的處理裝置 機(jī)床密封性要好。 在加工前將石墨在煤油中浸泡一段時(shí)間可防止崩角、減少粉塵。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)石墨加工穩(wěn)定性較好 在粗加工或窄脈寬的精加工時(shí) 電極損耗很小。 石墨的導(dǎo)電性能好 加工速度快 能節(jié)省大量的放電時(shí)間 在粗加工中越顯優(yōu)良。 其缺點(diǎn)是在精加工中放電穩(wěn)定性較差 容易過渡到電弧放電 只能選取損耗較大的加工條件來加工。) 紫銅紫銅是目前在電加工領(lǐng)域應(yīng)用最多的電極材料。紫銅材料塑性好 可機(jī)械加工成型、鍛造成型、電鑄成型及電火花線切割成型等能制成各種復(fù)雜的電極形狀 但難以磨削加工。 用于電火花加工的紫銅必須是無雜質(zhì)的電解銅 最好經(jīng)過

29、鍛打。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)) 聚合物復(fù)合材料采用一種導(dǎo)電熱塑性聚合物復(fù)合材料作為電極 以空氣或水作為工作介質(zhì) 進(jìn)行工件表面的電火花加工或拋光。 所用電極是由 的固態(tài)碳材料(如細(xì)的炭黑粉、石墨粉、石墨片甚至碳納米管等的混合物) 均勻分布在熱塑性基體材料(如聚苯乙烯) 中制成的 可反復(fù)軟化并模壓成所需幾何形狀。 與石墨電極相比 這種聚合物碳復(fù)合材料電極成本較低. 可模壓成復(fù)雜幾何形狀. 制作速度比銑削加工快得多. 同時(shí)其密度較低、電阻率較高. 因而電極損耗率較高. 不過電極在使用過程中可通過重新模壓加以修整.上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)該復(fù)合材料的組分仍

30、處于研究開發(fā)階段. 好的可塑性電極應(yīng)有低電阻率、高熱導(dǎo)率、低熱脹系數(shù)以及良好的可成型性和在水中的尺寸穩(wěn)定性. 并能耐熱循環(huán).) 鋼在沖模加工時(shí). 可以用“鋼電極加工鋼” 的方法. 用加長(zhǎng)的上沖頭鋼作為電極.直接加工凹模. 此時(shí)凸模作為工具電極. 要注意的是. 凸模不能選用與凹模同一型號(hào)的鋼材. 否則電火花加工時(shí)將很不穩(wěn)定. 用鋼作為電極時(shí). 一般采用成型磨削加工或者采用線切割直接加工凸模. 為了提高加工速度.上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí) 常將電極工具的下端用化學(xué)腐蝕(酸洗) 的方法均勻腐蝕掉一點(diǎn)厚度. 使電極工具成為階梯形. 這樣剛開始加工時(shí)可用較小的截面、較大規(guī)準(zhǔn)進(jìn)行粗加工

31、. 等到大部分余量被蝕除、型孔基本穿透時(shí). 再用上部較大截面的電極工具進(jìn)行精加工. 從而保證所需的模具配合間隙. 電火花加工電極材料的選擇如何能夠應(yīng)用有限的資源提高產(chǎn)值? 如何在同等條件下節(jié)省時(shí)間、成本與能源?選擇電極材料時(shí) 應(yīng)綜合考慮各方面的因素 對(duì)各種電極材料做出對(duì)比 合理選擇電極材料是電火花加工中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。) 電極材料必須具備的特點(diǎn)上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)在電火花加工的過程中 電極用來傳輸電脈沖 蝕除工件材料。 電極材料必須具有導(dǎo)電性能良好、損耗小、加工成型容易、加工穩(wěn)定、效率高、材料來源豐富、價(jià)格更便宜等特點(diǎn)。) 電極材料的選擇原則合理選擇電極材料 可以從這

32、幾方面進(jìn)行考慮: 電極是否容易加工成型。 電極的放電加工性能如何。 加工精度、表面質(zhì)量如何。 電極材料的成本是否合理。 電極的重量如何。 在很多情況下 選擇不同的電極材料各有其優(yōu)劣之處 這就要求抓住加工的關(guān)鍵要素。 如果進(jìn)行高精度加工 不必過多考慮電極材料成本。 如果要求進(jìn)行高速加工 就要將加工精度要求放低。 很多企業(yè)在選擇電極材料上 根本就不作考慮 大小電極一律習(xí)慣選用紫銅上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí) 這種做法在通常加工中不會(huì)發(fā)現(xiàn)其弊端 但在極限加工中就明顯存在問題 影響加工效果 在精細(xì)加工中就往往會(huì)埋怨機(jī)床損耗太大 需要采用很多個(gè)電極進(jìn)行加工 大型電極也選用紫銅 致使加工

33、所耗時(shí)間很多。) 電極材料選擇的優(yōu)化方案即使是同一工件的加工 不同加工部位的精度要求也是不一樣的。 選擇電極材料在保證加工精度的前提下 應(yīng)以大幅提高加工效率為目的。 高精度部位的加工可選用銅作為粗加工電極材料 選用銅鎢合金作為精加工材料。 較高精度部位的粗精加工均可選用銅材料。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)一般加工可用石墨作為粗加工材料 精加工選用銅材料或者石墨也可以。 精度要求不高的情況下 粗精加工均選用石墨。 這里的優(yōu)化方案還是強(qiáng)調(diào)充分利用了石墨電極加工速度快的特點(diǎn)。.電極的結(jié)構(gòu)形式電極的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)電極外形尺寸的大小和復(fù)雜程度、電極的結(jié)構(gòu)工藝性等因素綜合考慮。() 整

34、體式電極.() 組合電極。 () 鑲拼式電極。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí).電極設(shè)計(jì)電極設(shè)計(jì)是電火花加工中的關(guān)鍵點(diǎn)之一。 在設(shè)計(jì)中 第一是詳細(xì)分析產(chǎn)品圖紙確定電火花加工位置。 第二是根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備、材料、擬采用的加工工藝等具體情況確定電極的結(jié)構(gòu)形式。 第三是根據(jù)不同的電極損耗、放電間隙等工藝要求對(duì)照型腔尺寸進(jìn)行縮放 同時(shí)要考慮工具電極各部位投入放電加工的先后順序不同 工具電極上各點(diǎn)的總加工時(shí)間和損耗不同 同一電極上端角、邊和面上的損耗值不同等因素來適當(dāng)補(bǔ)償電極。 電極設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是選擇電極材料 確定結(jié)構(gòu)形式和尺寸等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí). 電極制造電

35、極制造應(yīng)根據(jù)電極類型、尺寸大小、電極材料和電極結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等進(jìn)行考慮。 穿孔加工用電極的垂直尺寸一般無嚴(yán)格要求 而水平尺寸要求較高。 對(duì)這類電極若適合于切削加工 可用切削加工方法粗加工和精加工。 對(duì)于紫銅、黃銅一類材料制作的電極 其最后加工可用刨削或由鉗工精修來完成 也可采用電火花線切割來制作電極。) 電極制造工藝應(yīng)根據(jù)企業(yè)的工藝水平來合理安排電極的制造工藝。 安排電極制造工藝時(shí) 應(yīng)充分考慮電極加工精度要求、加工成本等工藝要點(diǎn)。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)) 電極制造方法電極制造方法有很多 主要應(yīng)根據(jù)選用的材料、電極與型腔的精度 以及電極的數(shù)量來選擇。() 機(jī)械切削加工。

36、() 電火花線切割加工。 () 電鑄加工。. 電極裝夾與定位電極裝夾是指將電極安裝于機(jī)床主軸頭上 電極軸線平行于主軸頭軸線 必要時(shí)使電極的橫剖面基準(zhǔn)與機(jī)床縱橫拖板平行。 定位是指將已安裝正確的電極對(duì)準(zhǔn)工件的加工位置 主要依靠機(jī)床縱橫拖板來實(shí)現(xiàn) 必要時(shí)保證電極的橫截面基準(zhǔn)與機(jī)床的、 軸平行。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)) 電極裝夾在安裝電極時(shí) 一般使用通用夾具或?qū)Ｓ脢A具直接將電極裝夾在機(jī)床主軸的下端。 由于在實(shí)際加工中碰到的電極形狀各不相同 加工要求也不一樣 因此安裝電極時(shí)電極的裝夾方法和電極的夾具也不相同。二、電火花加工工件的準(zhǔn)備電火花加工在整個(gè)零件的加工中屬于最后一道工序或

37、接近最后一道工序 所以在加工前宜認(rèn)真準(zhǔn)備工件 具體內(nèi)容如下。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí).工件的預(yù)加工一般來說 機(jī)械切削的效率比電火花加工的效率高。 所以電火花加工前 盡可能用機(jī)械加工的方法去除大部分加工余料 即預(yù)加工。 預(yù)加工可以節(jié)省電火花粗加工時(shí)間 提高總的生產(chǎn)效率 但預(yù)加工時(shí)要注意以下幾點(diǎn)。() 所留余量要合適 盡量做到余量均勻 否則會(huì)影響型腔表面粗糙度和電極不均勻的損耗 破壞型腔的仿形精度。() 對(duì)一些形狀復(fù)雜的型腔 預(yù)加工比較困難 可直接進(jìn)行電火花加工。() 在缺少通用夾具的情況下 用常規(guī)夾具在預(yù)加工中需要將工件多次裝夾。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知

38、識(shí)() 預(yù)加工后使用的電極上可能有銑削等機(jī)加工痕跡 如圖 所示 如用這種電極精加工則可能影響到工件的表面粗糙度。() 預(yù)加工過的工件進(jìn)行電火花加工時(shí) 在起始階段加工穩(wěn)定性可能存在問題。.工件的熱處理工件在預(yù)加工后 便可以進(jìn)行淬火、回火等熱處理 即熱處理工序盡量安排在電火花加工前面 因?yàn)檫@樣可避免熱處理變形對(duì)電火花加工尺寸精度、型腔形狀等的影響。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)熱處理安排在電火花加工前也有其缺點(diǎn) 如電火花加工將淬火表層加工掉一部分影響了熱處理的質(zhì)量和效果。 所以有些型腔模安排在熱處理前進(jìn)行電火花加工 這樣型腔加工后鉗工拋光容易 并且淬火時(shí)的淬透性也較好。.其他工序工

39、件在電火花加工前還必須除銹去磁 否則在加工中工件吸附鐵屑 很容易引起拉弧燒傷。三、電火花加工工藝指標(biāo)的確定電火花加工中的工藝指標(biāo)包括加工精度、表面粗糙度、加工速度及電極損耗等影響因素有電參數(shù)和非電參數(shù)。 電參數(shù)主要有脈沖寬度、脈沖間隔、峰值電壓、峰值電流、加工極性等。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)非電參數(shù)主要有壓力、流量、抬刀高度、抬刀頻率、平動(dòng)方式和平動(dòng)量等。 這些參數(shù)相互影響 關(guān)系復(fù)雜。.電火花加工精度電火花加工和其他機(jī)械加工一樣 機(jī)床本身的各種誤差以及工件和工具電極的定位、安裝誤差都會(huì)影響到加工精度 但就加工工藝相關(guān)的因素而言 主要是放電間隙的大小及其一致性、工具電極的

40、損耗及其穩(wěn)定性兩個(gè)因素。) 放電間隙的大小及其一致性) 工具電極的損耗及其穩(wěn)定性上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí).電火花加工的表面粗糙度電火花加工零件的表面粗糙度是指被加工表面上的微觀幾何形狀誤差 波峰與波峰或者波谷與波谷的距離稱為波距 一般小于 并呈周期性變化的幾何形狀誤差這種幾何誤差就稱為表面粗糙度。電火花加工表面和機(jī)械加工的表面不同 它是由無方向性的無數(shù)小坑和硬凸邊所組成 特別有利于保存潤(rùn)滑油。 而機(jī)械加工表面則存在著切削或磨削痕跡 具有方向性。 兩者相比 在相同的表面粗糙度和有潤(rùn)滑油的情況下 表面的潤(rùn)滑性能和耐磨損性能均比機(jī)械加工表面好。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加

41、工的工藝知識(shí)工件的材料對(duì)加工表面粗糙度也有影響 熔點(diǎn)高的材料(如硬質(zhì)合金) 在相同能量下加工的表面粗糙度要比熔點(diǎn)低的材料(如鋼) 好。 精加工時(shí) 工具電極的表面粗糙度也將影響到加工粗糙度。 由于石墨電極很難加工到非常光滑的表面 因此用石墨電極的加工表面粗糙度較差。.電火花加工速度電火花加工速度是指電火花加工時(shí) 工具和工件遭到不同程度的電蝕 單位時(shí)間內(nèi)工件的電蝕量稱之為加工速度 亦即生產(chǎn)率。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)加工速度一般采用體積加工速度 ( / ) 來表示 即被加工掉的體積 除以加工時(shí)間 常用公式 / 來表示。 有時(shí)為了測(cè)量方便 也采用質(zhì)量加工速度 來表示 即被加工掉

42、的質(zhì)量 除以加工時(shí)間 單位為/ 常用公式 / 來表示。通常情況下 電火花成型加工的加工速度要求為: 粗加工(加工表面粗糙度為 ) 時(shí)可達(dá) / 。 半精加工(. ) 時(shí)降低到 / 。 精加工(. . ) 時(shí)一般都在 / 以下。 隨著表面粗糙度值的減小 加工速度顯著下降。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí). 電極損耗電火花加工過程中 工具電極和工件之間的瞬時(shí)高溫的火花放電使工具電極和工件的表面都會(huì)被腐蝕 從而會(huì)產(chǎn)生電極損耗的現(xiàn)象。電極損耗分為絕對(duì)損耗和相對(duì)損耗。 絕對(duì)損耗最常用的是體積損耗 和長(zhǎng)度損耗兩種方式 它們分別表示在單位時(shí)間內(nèi) 工具電極被蝕除的體積和長(zhǎng)度 即 /、 / 。 相對(duì)

43、損耗是工具電極絕對(duì)損耗與工件加工速度的百分比。 通常采用長(zhǎng)度相對(duì)損耗比較直觀 測(cè)量也比較方便。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù).學(xué)習(xí)電火花加工的工藝知識(shí)在電火花加工過程中 為了防止電極的過多損耗 一般要注意以下要點(diǎn)。() 如果用石墨電極作粗加工時(shí) 電極損耗一般可以達(dá)到以下。() 用石墨電極采用粗、中加工規(guī)準(zhǔn)加工得到的零件的最小表面粗糙度 能達(dá)到. 但通常只能在. 左右。() 若用石墨作電極且加工零件的表面粗糙度 。 。極絲材料。 絲速為 / 工作液為的 。) 走絲速度對(duì)工藝指標(biāo)的影響對(duì)于快走絲線切割機(jī)床。 高速運(yùn)動(dòng)的電極絲能把工作液帶入工件的放電間隙中。有利于放電加工穩(wěn)定進(jìn)行和排屑。 同時(shí)在一定的范圍內(nèi)。

44、 隨著走絲速度(簡(jiǎn)稱絲速)的提高。 有利于脈沖結(jié)束時(shí)放電通道迅速消電離。 故在一定加工條件下。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝隨著絲速的增大。 加工速度提高。 快走絲線切割機(jī)床的走絲速度與切割速度關(guān)系的實(shí)驗(yàn)曲線如圖 所示。 實(shí)驗(yàn)證明。 當(dāng)走絲速度由. / 上升到 / 時(shí)。 走絲速度對(duì)切割速度的影響非常明顯。 當(dāng)繼續(xù)增大走絲速度時(shí)。 切割速度開始下降。 這是因?yàn)榻z速再增大。排屑條件雖然仍在改善。 蝕除作用基本不變。 但是儲(chǔ)絲筒一次排絲的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間減少。使其正反向換向次數(shù)增多。 非加工時(shí)間增多。 從而使加工速度降低。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝對(duì)應(yīng)最大加工速度的最佳

45、走絲速度。 與工藝條件、加工對(duì)象有關(guān)。 特別是與工件材料的厚度有很大關(guān)系。 當(dāng)其他工藝條件相同時(shí)。 工件材料厚一些。 對(duì)應(yīng)于最大加工速度的走絲速度就高些。在快走絲機(jī)床中。 有相當(dāng)一部分機(jī)床的走絲速度可調(diào)節(jié)。 一般線切割機(jī)床的走絲速度有 / 、 / 、 / 、 / 。 可根據(jù)不同的加工工件厚度選用最佳的加工速度。 當(dāng)然也有一些機(jī)床只有一種走絲速度。 一般為 / 。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝對(duì)慢走絲線切割機(jī)床來說。 同樣也是走絲速度越快。 加工速度越快。 因?yàn)槁呓z機(jī)床的走絲比較平穩(wěn)均勻。 電極絲抖動(dòng)小。 加工出的零件表面粗糙度好、加工精度高。對(duì)加工速度的影響因?yàn)殡姌O絲的線速度

46、范圍約為每秒零點(diǎn)幾毫米到幾百毫米。 但絲速慢導(dǎo)致放電產(chǎn)物不能及時(shí)被帶出放電間隙。 易造成短路及不穩(wěn)定放電現(xiàn)象。 提高電極絲走絲速度。 工作液容易被帶入放電間隙。 放電產(chǎn)物也容易排出間隙之外。 從而改善了間隙狀態(tài)。 進(jìn)而可提高加工速度。 但在一定的工藝條件下。 當(dāng)絲速達(dá)到某一值后。 加工速度就趨向穩(wěn)定。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝慢走絲線切割機(jī)床的最佳走絲速度與加工對(duì)象、電極絲材料、直徑等有關(guān)。 大多慢走絲機(jī)床的操作說明書中都會(huì)推薦相應(yīng)的走絲速度值。) 線切割產(chǎn)生的黑白條紋采用往返式高速走絲方式的電火花線切割機(jī)床加工工件。 所加工的工件表面往往都會(huì)出現(xiàn)明顯的黑白相間的條紋。

47、如圖 所示。 條紋的出現(xiàn)與電極絲的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝) 黑白條紋產(chǎn)生的原因黑白條紋的出現(xiàn)與電極絲的往復(fù)運(yùn)動(dòng)有關(guān)。 電極絲進(jìn)入處呈黑色。 出口處呈白色。這是因?yàn)榕判己屠鋮s條件不同造成的。 電極絲從上往下運(yùn)動(dòng)時(shí)。 工作液由電極絲從上部帶入切縫內(nèi)。 放電產(chǎn)物則由電極絲從下部帶出加工區(qū)。 這時(shí)。 上部工作液充分。 冷卻條件好。 下部工作液少。 冷卻條件差。 但排屑條件較上部好。 工作液在放電區(qū)域內(nèi)受高溫影響瞬時(shí)放出高壓氣體。 并急速向外擴(kuò)散。 對(duì)上部的電蝕產(chǎn)物排出造成困難。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝這時(shí)。 放電產(chǎn)生的炭黑等物質(zhì)凝聚附著在上部加工

48、表面。 使之呈現(xiàn)黑色。 在下部。 排屑條件較好。 工作液少。 放電產(chǎn)物中炭黑較少。 況且放電常常是在氣體中發(fā)生。 因此加工表面呈現(xiàn)白色。 同理。 當(dāng)電極絲從下向上移動(dòng)時(shí)。 下部呈黑色。 而上部呈白色。這樣。 往返走絲的電火花線切割加工表面。 就形成了黑白交錯(cuò)相間的條紋。 這也是高速走絲線切割加工的特征之一。這種黑白相間的條紋。 通常都會(huì)對(duì)加工表面粗糙度值產(chǎn)生一定的影響。 根據(jù)運(yùn)絲系統(tǒng)穩(wěn)定性不同。 白色條紋會(huì)比黑色條紋凸起幾微米至幾十微米。 因?yàn)殡姌O絲進(jìn)口處工作液充分。 放電是在工作液(乳化液) 中進(jìn)行。而在電極絲出口處。 液體少。 氣體多。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝在低壓

49、放電的條件下。 氣體中放電間隙相對(duì)較小。 所以。 進(jìn)口處的放電間隙比出口處大。 結(jié)果使白色條紋比黑色條紋凸出。由于加工表面兩端出現(xiàn)黑白相間的條紋。 使工件加工表面兩端的表面粗糙度比中部稍差一點(diǎn)。 當(dāng)電極絲較短、儲(chǔ)絲筒換向周期較短時(shí)。 或者切割較厚工件時(shí)。 盡管加工結(jié)果看上去似乎沒有條紋。 實(shí)際上是條紋很密。 互相重疊而已。) 限制黑白條紋的對(duì)策根據(jù)黑白條紋產(chǎn)生的原因可知。 在電極絲往復(fù)移動(dòng)的情況下。 產(chǎn)生黑白條紋是不可避免的。 但生產(chǎn)實(shí)踐表明。 黑白條紋的深淺變化異常。 有的十分明顯。 凹凸相差幾十微米。有的則是黑白條紋并不明顯。 凹凸相差也只有幾個(gè)微米。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線

50、切割的工藝說明黑白條紋是可以限制的。 限制黑白條紋的方法。 在生產(chǎn)實(shí)踐中主要有以下幾種。() 儲(chǔ)絲筒運(yùn)轉(zhuǎn)平衡。() 導(dǎo)向?qū)л啛o軸向竄動(dòng)和徑向跳動(dòng)現(xiàn)象。() 采取過跟蹤控制。 抑制電極絲振動(dòng)。() 采用螺旋式噴嘴。 使工作液沿電極絲軸線噴出。 且上下均勻。() 選用洗滌性強(qiáng)的皂化液作線切割加工工作液。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝.工作液的影響) 工作液的性能工作液在電火花線切割加工中起到作為電極擊穿放電的工作介質(zhì)、冷卻、清洗、防銹等作用。 因此。 工作液對(duì)加工工藝指標(biāo)的影響很大。 對(duì)切割速度、表面粗糙度、加工精度也有很大影響。 快走絲的線切割機(jī)床在加工中。 常用乳化液作為工作液

51、。而乳化液也有很多種類。 同種類乳化液的濃度可有所不同。 從而對(duì)切割速度產(chǎn)生不同程度的影響。 在慢走絲線切割機(jī)床加工中。 普遍采用去離子水加導(dǎo)電液作為工作液。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝目前供應(yīng)的乳化液有多種。 各有特點(diǎn)。 有的適于快加工。 有的適于大厚度切割。也有的是在原來工作液中添加某些化學(xué)成分來提高其切割速度或增加防銹能力等。.電參數(shù)的影響脈沖電源的電參數(shù)對(duì)材料的電腐蝕過程影響極大。 它們會(huì)直接影響切割的表面粗糙度、切縫寬度的大小和鉬絲的損耗率。 進(jìn)而影響加工的工藝指標(biāo)。 脈沖電源的電參上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝數(shù)主要包括波形的頻率和寬度、放電的峰值

52、電流、平均加工電流、脈沖電流的上升速度及空載電壓等。 一般情況下。 電火花線切割加工脈沖電源的單個(gè)脈沖放電能量的大小。 除受工件加工表面粗糙度要求的限制外。 還受電極絲允許承載放電電流的限制。欲獲得較好的表面粗糙度。 每次脈沖放電的能量不能太大。 表面粗糙度要求不高時(shí)。單個(gè)脈沖放電的能量可以取大些。 以便得到較高的切割速度。 在實(shí)際應(yīng)用中。 脈沖寬度為 。 而脈沖重復(fù)頻率為 。 有時(shí)也可以高于或低于這個(gè)范圍。 脈沖寬度窄、重復(fù)頻率高。 有利于降低表面粗糙度。 提高切割速度。 實(shí)踐證明。 在其他工藝條件大體相同的情況下。 脈沖電源的波形及參數(shù)對(duì)工藝效果的影響是相當(dāng)大的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)

53、控電火花線切割的工藝目前廣泛應(yīng)用的脈沖電源波形是矩形波。 下面以矩形波脈沖電源為例。 說明脈沖參數(shù)對(duì)加工工藝指標(biāo)的影響。.非電參數(shù)的工藝參數(shù)的影響) 進(jìn)給速度對(duì)工藝指標(biāo)的影響() 進(jìn)給速度對(duì)加工速度的影響。 在線切割加工時(shí)。 既有蝕除速度又有進(jìn)給速度。蝕除速度即工件不斷被蝕除的速度。進(jìn)給速度即為了電火花放電正常進(jìn)行。 電極絲必須向前進(jìn)給的速度。 在正常加工中。 蝕除速度大致等于進(jìn)給速度。 從而使放電間隙維持在一個(gè)正常的范圍內(nèi)。 使線切割加工能連續(xù)進(jìn)行下去。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝蝕除速度與機(jī)器的電參數(shù)、非電參數(shù)、性能、工件的材料等有關(guān)。 但一旦對(duì)某一工件進(jìn)行加工時(shí)。 它就

54、可以看成是一個(gè)常量。在國(guó)產(chǎn)的快走絲機(jī)床中。 有很多機(jī)床的進(jìn)給速度需要人工調(diào)節(jié)。 它又是一個(gè)隨時(shí)可變的可調(diào)節(jié)參數(shù)。正常的電火花線切割加工就要保證進(jìn)給速度與蝕除速度大致相等。 使進(jìn)給均勻平穩(wěn)。 若進(jìn)給速度太慢(欠跟蹤)。 即電極絲的進(jìn)給速度明顯落后于工件的蝕除速度。 則電極絲與工件之間的距離越來越大。 造成開路。 這樣出現(xiàn)工件蝕除過程暫時(shí)停頓。 整個(gè)加工速度自然會(huì)大大降低。 若進(jìn)給速度過高(過跟蹤)。 即電極絲的進(jìn)給速度明顯超過蝕除速度。 則放電間隙會(huì)越來越小。 以致產(chǎn)生短路。 當(dāng)出現(xiàn)短路時(shí)。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝電極絲馬上會(huì)產(chǎn)生短路而快速回退。 當(dāng)回退到一定的距離時(shí)。

55、電極絲又以大于蝕除速度的速度向前進(jìn)給。 又開始產(chǎn)生短路、回退。 這樣頻繁的短路現(xiàn)象。 一方面造成加工的不穩(wěn)定。 另一方面造成斷絲。 由此可見。 在線切割加工中調(diào)節(jié)進(jìn)給速度雖然本身并不具有提高加工速度的能力。 但它能保證加工的穩(wěn)定性。如何調(diào)節(jié)到最佳進(jìn)給速度很關(guān)鍵。 首先。 最佳進(jìn)給速度約為產(chǎn)生短路電流時(shí)速度的。 這一規(guī)律可用于判斷進(jìn)給速度調(diào)整是否合適。 其次。 可通過加工電流表指針的搖動(dòng)情況來進(jìn)行判斷。 正常加工時(shí)電流表指針基本不動(dòng)。 若經(jīng)常向上擺動(dòng)。 則說明是過跟蹤。 這時(shí)應(yīng)將跟蹤調(diào)慢。若經(jīng)常向下擺動(dòng)。 則說明是欠跟蹤。 這時(shí)應(yīng)將跟蹤調(diào)快上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝 若指針來

56、回較大幅度搖擺。 則說明加工不穩(wěn)定。 這時(shí)應(yīng)判明原因。 做好參數(shù)調(diào)節(jié)(如調(diào)整脈沖寬度、脈沖間隔、峰值電流、工作液流量等) 再加工。 否則易斷絲。 最后。 可以通過示波器觀察加工中的脈沖波形來判別。 如圖 所示。 在正常條件下。應(yīng)該是加工波最濃密。 空載波和短路波基本一致。 波形穩(wěn)定。 如出現(xiàn)波形在空載波和短路波之間來回跳動(dòng)。 則說明加工不穩(wěn)定。 這時(shí)需要調(diào)節(jié)常用的電參數(shù)和非電參數(shù)。需要指出的是。 并不是每臺(tái)機(jī)床都需要在加工中人工調(diào)節(jié)進(jìn)給速度。 慢走絲機(jī)床、部分快走絲機(jī)床(如北京阿奇公司生產(chǎn)的) 都沒有在控制面板中設(shè)置這種類型的按鈕。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝() 進(jìn)給速度對(duì)

57、工件表面質(zhì)量的影響。 進(jìn)給速度調(diào)節(jié)不當(dāng)。 不但會(huì)造成頻繁的短路、開路。 而且還影響加工工件的表面粗糙度。 致使出現(xiàn)不穩(wěn)定條紋。 或者出現(xiàn)表面燒蝕現(xiàn)象。) 火花通道壓力對(duì)工藝指標(biāo)的影響在液體介質(zhì)中進(jìn)行脈沖放電時(shí)。 產(chǎn)生的放電壓力具有急劇爆發(fā)的性質(zhì)。 對(duì)放電點(diǎn)附近的液體、氣體和蝕除物產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊作用。 使之向四周噴射。 同時(shí)伴隨發(fā)生光、聲等效應(yīng)。 這種火花通道的壓力對(duì)電極絲產(chǎn)生較大的后向推力。 使電極絲發(fā)生彎曲。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝.穿絲孔加工及其影響) 穿絲孔精度對(duì)定位誤差的影響工藝孔(即穿絲孔) 在線切割加工工藝中是不可缺少的。 它有 個(gè)作用: 用于加工凹模。減小凸

58、模加工中的變形量和防止因材料變形而發(fā)生夾絲現(xiàn)象。保證被加工部分跟其他有關(guān)部位的位置精度。 對(duì)于前兩個(gè)作用來說。 工藝孔的加工要求不需過高。但對(duì)于第 個(gè)作用來說。 就需要考慮其加工精度。 顯然。 如果所加工的工藝孔的精度差。 那么工件在加工前的定位也不準(zhǔn)。 被加工部分的位置精度自然也就不符合要求。在這里。 工藝孔的精度是位置精度的基礎(chǔ)。 通常影響工藝孔精度的主要因素有兩個(gè)。即圓度和垂直度。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝如果利用精度較高的鏜床、鉆床或銑床加工工藝孔。 圓度就能基本上得到保證。 而垂直度的控制一般是比較困難的。 在實(shí)際加工中。 孔越深。 垂直度越不易保證。 尤其是在

59、孔徑較小、深度較大時(shí)。 要滿足較高垂直度的要求非常困難。 因此。 在較厚工件上加工工藝孔。 其垂直度如何就成為工件加工前定位準(zhǔn)確與否的重要因素。) 提高工藝孔定位精度的方法從 ( /) 可知。 減少上述的定位誤差的方法有兩個(gè): 一是減小傾角。另一個(gè)是減小。 采用第一種方法時(shí)。 需要加工設(shè)備的精度高、鉆頭的剛度強(qiáng)。 以及加工效率受影響等。 當(dāng)孔徑較小、工件較厚時(shí)往往還得不到滿意的效果。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝如果采用第二種方法。 則可以將原工藝孔的大部分進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)大。 如圖 所示。 高度 可以大大減小。 尤其是厚工件切割時(shí)。 從而定位精度有了較大幅度的提高。對(duì)于所擴(kuò)的孔并

60、無特殊的要求。 因?yàn)樗诙ㄎ粫r(shí)不起作用。 故用一般設(shè)備就可加工。 至于其孔徑應(yīng)大于原孔徑多少。 應(yīng)根據(jù)工件的厚度和可能產(chǎn)生的最大傾斜度來考慮。 一般只要滿足擴(kuò)張部分不至參與定位就行。 需要注意的是。 所擴(kuò)的孔需要清除干凈。 否則將在加工中造成短路或加工不穩(wěn)的現(xiàn)象。 所以。 加工前一定要仔細(xì)進(jìn)行檢查并清除。上一頁(yè)下一頁(yè)返回任務(wù). 數(shù)控電火花線切割的工藝當(dāng)然。 線切割加工前的定位準(zhǔn)不準(zhǔn)還涉及其他一些因素。 如設(shè)備本身的精度。 所采用的測(cè)量方法以及因人而異的觀察誤差等。 當(dāng)工件找平、找正后。 也可在本機(jī)床上用鉬絲將原來不太精確的工藝孔(穿絲孔) 切割成稍大的圓孔作定位工藝孔。) 穿絲孔的加工方法()