電火花加工的基本原理及設(shè)備

1、共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)第二章 電火花加工(ji gng)的基本原理及設(shè)備1.電火花加工的基本原理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(cng r)將金屬 蝕除下來(lái)。共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)那么兩電極表面的金屬材料是如何被蝕除下來(lái)的呢？這一過(guò)程大致分為以下(yxi)幾個(gè)階段: 。共一百五十八頁(yè)(1)極間介質(zhì)的電離、擊穿及放電通道的形成.(2)介質(zhì)熱分解、電極材料(cilio)熔化、汽化熱膨脹.(3)電極材料的拋出.(4)極間介質(zhì)的消電離.看圖看圖看圖看圖共一百五十

2、八頁(yè)單脈沖放電(fng din)凹坑多脈沖(michng)放電凹坑電火花表面局部放大圖共一百五十八頁(yè)進(jìn)行電火花加工(ji gng)應(yīng)具備如下條件： (1)工具和工件之間必須保持一定的間隙。 (2)必須采用脈沖電源。 (3)在有一定絕緣性能的介質(zhì)中放電共一百五十八頁(yè)電火花加工(ji gng)的特點(diǎn)特點(diǎn)(tdin)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)共一百五十八頁(yè)（1）能加工用切削的方法(fngf)難于加工或無(wú)法加工的高硬度導(dǎo)電材料在電火花加工過(guò)程中，主要是靠電、熱能進(jìn)行加工，幾乎與力學(xué)性能（硬度、強(qiáng)度等）無(wú)關(guān)。從而使工件的加工不受工具硬度、強(qiáng)度的限制，實(shí)現(xiàn)(shxin)了用軟質(zhì)的材料（如：石墨、銅等）加工硬質(zhì)的材料（如：淬

3、火鋼、硬質(zhì)合金和超硬材料等）。 共一百五十八頁(yè)（2）便于加工細(xì)長(zhǎng)、薄、脆性(cuxng)零件和形狀復(fù)雜的零件由于加工過(guò)程中，工具(gngj)與工件沒(méi)有直接接觸，這樣就使工件與工具(gngj)之間沒(méi)有機(jī)械加工的切削力，機(jī)械變形小，因此可以加工復(fù)雜形狀和進(jìn)行微細(xì)加工。共一百五十八頁(yè)（3）工件變形(bin xng)小，加工精度高 目前，電火花加工的精度(jn d)可達(dá)0.010.05mm，在精密光整加工時(shí)可小于0.005mm。共一百五十八頁(yè)（4）易于(yy)實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的自動(dòng)化電火花加工主要利用電能進(jìn)行(jnxng)加工，而電能、電參數(shù)較機(jī)械量易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。目前我國(guó)電火花加工機(jī)床大多都是數(shù)字控

4、制。共一百五十八頁(yè)(1)極間介質(zhì)的電離、擊穿及放電通道(tngdo)的形成.負(fù)極(fj)工作液放電通道正極共一百五十八頁(yè)(3)電極(dinj)材料的拋出.翻邊突起(tq)凝固微粒共一百五十八頁(yè)(2)介質(zhì)熱分解、電極(dinj)材料熔化、汽化熱膨脹.從正極上熔化(rnghu)并拋出金屬的區(qū)域從負(fù)極上熔化并拋出金屬的區(qū)域氣泡共一百五十八頁(yè)(4)極間介質(zhì)(jizh)的消電離.放電(fng din)形成的凹坑共一百五十八頁(yè)（1）只能對(duì)導(dǎo)電材料進(jìn)行(jnxng)加工 通過(guò)電火花加工原理的分析，我們可以看出，電火花加工所用的工具和工件必需是導(dǎo)體，所以塑料(slio)、陶瓷等絕緣的非導(dǎo)體材料不能用電火花進(jìn)行

5、加工。共一百五十八頁(yè)（2）加工精度受到電極損耗(snho)的限制 由于加工過(guò)程中，工具電極同樣會(huì)受到電、熱的作用而被蝕除，特別是在尖角和底面部分，蝕除量較大(jio d)，又造成了電極損耗不均勻的現(xiàn)象，所以電火花加工的精度受到限制。共一百五十八頁(yè)3）加工(ji gng)速度慢由于火花放電時(shí)產(chǎn)生的熱量只局限在電極表面(biomin)，而且又很快被介質(zhì)冷卻，所以加工速度要比機(jī)械加工慢。共一百五十八頁(yè)（4）最小圓角半徑受到放電間隙(jin x)的限制雖然電火花加工具有一定的局限性，但與傳統(tǒng)的切削加工相比仍有巨大的優(yōu)勢(shì)，因此其應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大，目前已廣泛應(yīng)用于機(jī)械（特別是模具制造）、航空航天、電子、電

6、器、儀器儀表等行業(yè)，用來(lái)解決(jiju)難加工材料及復(fù)雜形狀零件的加工問(wèn)題。共一百五十八頁(yè)2.2.1 電火花加工(ji gng)機(jī)床簡(jiǎn)介1、國(guó)產(chǎn)電火花穿孔、成形加工機(jī)床的型號(hào)與參數(shù)我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定， 電火花成形機(jī)床均用D71 加上機(jī)床工作(gngzu)臺(tái)面寬度的 110表示。 例如 。其型號(hào)表示方法如下：機(jī)床工作臺(tái)寬度(320cm)電火花成形加工機(jī)床電加工機(jī)床(如為數(shù)控電加工機(jī)床，則在D后加K)D7132共一百五十八頁(yè)大小(dxio)D7125以下(yxi) 小型D7125D7163 中型D7163以上 大型共一百五十八頁(yè)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，國(guó)外已經(jīng)大批生產(chǎn)三坐標(biāo)數(shù)控電火花機(jī)床，以及帶工具(gng

7、j)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。 共一百五十八頁(yè)單軸數(shù)控電火花成型(chngxng)機(jī)床共一百五十八頁(yè)多軸數(shù)控電火花成型(chngxng)機(jī)床共一百五十八頁(yè)電火花加工(ji gng)中心共一百五十八頁(yè)2.2.2 電火花加工機(jī)床(jchung)結(jié)構(gòu)電火花加工機(jī)床機(jī)床(jchung)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)共一百五十八頁(yè)工作液過(guò)濾(gul)和循環(huán)系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)脈沖(michng)電源自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)機(jī)床本體共一百五十八頁(yè)床身立柱(l zh)主軸(zhzhu)頭及附件工作臺(tái)機(jī)床本體三部

8、分是電火機(jī)床 的骨架，起著支撐 定位和便于操作的作用。共一百五十八頁(yè)立柱(l zh)主軸(zhzhu)頭工作臺(tái)床身共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)電火花加工(ji gng)時(shí)粗加工(ji gng)的電火花放電間隙比中加工(ji gng)的放電間隙要大，而中加工(ji gng)的電火花放電間隙比精加工(ji gng)的放電間隙又要大一些。當(dāng)用一個(gè)電極進(jìn)行粗加工(ji gng)時(shí)，將工件的大部分余量蝕除掉后，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(ji gng)規(guī)準(zhǔn)的放電間隙比粗加工(ji gng)規(guī)準(zhǔn)的放電

9、間隙小，若不采取措施則四周側(cè)壁就無(wú)法修光了共一百五十八頁(yè)平動(dòng)頭就是為解決修光側(cè)壁和提高其尺寸精度(jn d)而設(shè)計(jì)的。共一百五十八頁(yè)平動(dòng)頭的動(dòng)作(dngzu)原理 利用偏心(pinxn)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)都能圍繞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.共一百五十八頁(yè)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(cng r)達(dá)到修光型腔的目的。共一百五十八頁(yè)圖2-7 平動(dòng)頭擴(kuò)大(kud)間隙原理圖共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)數(shù)控

10、平動(dòng)(pngdng)頭共一百五十八頁(yè)平動(dòng)頭電火花加工(ji gng)的特點(diǎn)(1) 可以通過(guò)改變軌跡半徑來(lái)調(diào)整電極的作用尺寸，因此尺寸加工不再受放電間隙的限制(xinzh)。(2) 用同一尺寸的工具電極，通過(guò)軌跡半徑的改變，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換電規(guī)準(zhǔn)的修整，即采用一個(gè)電極就能由粗至精直接加工出一副型腔。共一百五十八頁(yè)(3) 在加工過(guò)程中，工具電極的軸線與工件的軸線相偏移，除了電極處于放電區(qū)域的部分外，工具電極與工件的間隙都大于放電間隙，實(shí)際上減小了同時(shí)(tngsh)放電的面積，這有利于電蝕產(chǎn)物的排除，提高加工穩(wěn)定性。(4) 工具電極移動(dòng)方式的改變，可使加工的表面粗糙度大有改善，特別是底平面處。共一百五十

11、八頁(yè)2.脈沖(michng)電源脈沖電源的作用: 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(gngjin)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。共一百五十八頁(yè)加工(ji gng)速度加工(ji gng)精度表面質(zhì)量工具電極損耗性能影響共一百五十八頁(yè)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(bx)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。共一百五十八頁(yè)(4) 脈沖波形的主要參數(shù)(

12、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(dinh)而燒傷工件。共一百五十八頁(yè)電源的好壞直接(zhji)關(guān)系到電火花加工機(jī)床的性能，所以電源往往是電火花機(jī)床制造廠商的核心機(jī)密之一。從理論上講，電源一般有如下幾種。 共一百五十八頁(yè)（1）張弛式脈沖(michng)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，然后瞬時(shí)放出，形成 火花放電來(lái)蝕除金屬。因?yàn)?yn wi)電容器時(shí)而充電，時(shí)而放電，一弛一張，故又稱“弛張式”脈沖電源共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)原理圖

13、如圖4.9 RC線路(xinl)脈沖電源-VARC共一百五十八頁(yè)工作原理：首先直流電源E通過(guò)電阻R向電容器C充電，使電容器兩端的電壓不斷升高，當(dāng)電壓上升到絕緣介質(zhì)的擊穿電壓時(shí)，兩極間的絕緣介質(zhì)被擊穿，形成放電通道，電容器上儲(chǔ)存的能量瞬間釋放，產(chǎn)生較大的脈沖電流。當(dāng)電容C上積蓄的能量釋放完時(shí)，間隙中的工作液又迅速恢復(fù)(huf)絕緣狀態(tài)。此后電容再次充電，又重復(fù)上述過(guò)程，達(dá)到加工的目的。共一百五十八頁(yè)優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便，加工(ji gng)精度較高。缺點(diǎn)：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。共一百五十八頁(yè) （2）閘流管式和電子管式脈沖(michng)電源 閘流管是一種特

14、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(dinyun)的電參數(shù)與加工間隙無(wú)關(guān)，故又稱為獨(dú)立式電源(dinyun)。閘流管脈沖電源(dinyun)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。共一百五十八頁(yè)（3）晶閘管式、晶體管式脈沖(michng)電源晶體管脈沖電源是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的以晶體元件作為(zuwi)開關(guān)元件的用途廣泛的電火花脈沖電源，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。共一百五十八頁(yè)3.自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)(tioji)系統(tǒng)

15、 在電火花成型加工設(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(yngxing)加工穩(wěn) 定性和加工效果。共一百五十八頁(yè)自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)伺服進(jìn)給系統(tǒng)(xtng)參數(shù)(cnsh)控制系統(tǒng)用于控制放電間隙的大小 用于控制電火花成型加工中的各種參數(shù)，以便能夠獲得最佳的加工工藝指標(biāo)等應(yīng)用應(yīng)用共一百五十八頁(yè)1) 伺服進(jìn)給系統(tǒng)(xtng)的作用及要求定義：以機(jī)床移動(dòng)部件的位置和速度作為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，又稱拖動(dòng)系統(tǒng)或位置隨動(dòng)系統(tǒng)。 作用：及時(shí)調(diào)整放電間隙。要求： (1) 有較廣的速度調(diào)節(jié)跟蹤范圍(fnwi)。 (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。共一百五十

16、八頁(yè)2) 電液壓式伺服進(jìn)給系統(tǒng)(xtng)在電液自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)中，液壓缸、活塞是執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于傳動(dòng)鏈短及液體的基本不可壓縮性，因此傳動(dòng)鏈中無(wú)間隙、剛度大、不靈敏區(qū)?。挥忠?yàn)榧庸r(shí)進(jìn)給速度很低，所以正、反向慣性(gunxng)很小，反應(yīng)迅速，特別適合于電火花加工的低速進(jìn)給，故20世紀(jì)80年代前得到了廣泛的應(yīng)用，但它有漏油、油泵噪聲大、占地面積較大等缺點(diǎn)。共一百五十八頁(yè)圖2-10 噴嘴擋板式(bnsh)電液壓自動(dòng)調(diào)節(jié)器工作原理共一百五十八頁(yè)4.工作液過(guò)濾(gul)和循環(huán)系統(tǒng)蝕除產(chǎn)物一部分以氣態(tài)形式(xngsh)拋出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。共一百五十八頁(yè)動(dòng)態(tài)：

17、 1)充斥在電極和工件之間 2)粘連在電極和工件的表面上。后果： 蝕除產(chǎn)物的聚集，會(huì)與電極或工件形成(xngchng)二次放電。這就破壞了電火花加工的穩(wěn)定性，降低了加工速度，影響了加工精度和表面粗糙度。共一百五十八頁(yè)怎么辦？共一百五十八頁(yè)方法一： 使電極振動(dòng)，以加強(qiáng)排屑作用；方法二： 對(duì)工作液進(jìn)行強(qiáng)迫循環(huán)過(guò)濾，以改善間隙(jin x)狀態(tài)。 共一百五十八頁(yè)工作液強(qiáng)迫循環(huán)過(guò)濾(gul)是由工作液循環(huán)過(guò)濾(gul)器來(lái)完成的。電火花加工用的工作液過(guò)濾(gul)系統(tǒng)包括工作液泵、容器、過(guò)濾(gul)器及管道等，使工作液強(qiáng)迫循環(huán)。共一百五十八頁(yè)圖2-11 工作液循環(huán)系統(tǒng)(xnhun xtng)油路圖共

18、一百五十八頁(yè)5.數(shù)控系統(tǒng)1) 數(shù)控電火花機(jī)床(jchung)的類型數(shù)控坐標(biāo)(zubio)軸的數(shù)目三軸數(shù)控電火花機(jī)床四軸聯(lián)動(dòng)電火花加工機(jī)床四軸三聯(lián)動(dòng)數(shù)控電火花機(jī)床五軸聯(lián)動(dòng)電火花加工機(jī)床六軸聯(lián)動(dòng)電火花加工機(jī)床共一百五十八頁(yè)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定除了直線移動(dòng)的X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸系統(tǒng)外，還有三個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)的坐標(biāo)系統(tǒng)，即繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)的A軸，繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)的B軸，繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)(zhun dng)的C軸。共一百五十八頁(yè)2) 數(shù)控電火花機(jī)床(jchung)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)(yn li)加工多種較復(fù)雜的型腔。目

19、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。共一百五十八頁(yè)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(y zhn)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)共一百五十八頁(yè)以上代碼，絕大部分與數(shù)控銑床、車床(chchung)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：共一百五十八頁(yè)表2-2 工作(gngzu)坐標(biāo)系G54：工作(gngzu)坐標(biāo)系目的：在加工或找正過(guò)程中定義工作坐標(biāo)系的主要目的是為了坐標(biāo)的數(shù)值更簡(jiǎn)潔。共一百五十八頁(yè)這些定義工作坐標(biāo)系指令

20、可以和G92一起使用，G92代碼(di m)只能把當(dāng)前點(diǎn)的坐標(biāo)系中定義為某一個(gè)值，但不能把這點(diǎn)的坐標(biāo)在所有的坐標(biāo)系中都定義成該值。共一百五十八頁(yè)圖2-12 工作(gngzu)坐標(biāo)系切換oXYXY2030 oG92G54X0Y0G92G55X0Y0共一百五十八頁(yè)G80:含義(hny)：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-X共一百五十八頁(yè)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)(zubio)定義為100.G82 X; /將電極移到當(dāng)前坐標(biāo)系X=50.的地方X10050共一

21、百五十八頁(yè)M05：含義：忽略接觸感知，只在本段程序起作用。具體用法(yn f)是：當(dāng)電極與工件接觸感知并停在此處后，若要移走電極，請(qǐng)用此代碼。如：G80 X； /X軸負(fù)方向接觸感知G90 G92 X0 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+XG90G92X0Y0M05G00X10共一百五十八頁(yè)若去掉上面(shng min)代碼中的M05，則電極往往不動(dòng)作，G00不執(zhí)行。+XG90G92X0Y0G00X10缺少(qusho)G05無(wú)法運(yùn)動(dòng)共一百五十八頁(yè) 圖2-13 工件(gngjin)找正圖G80X+G90G92X0M0

22、5G00X-10G91G00Y-38G90G00X50G80Y+M05G00Y-2G90G00X50Y28G91G00Z10G92Y0共一百五十八頁(yè)數(shù)控?fù)u動(dòng)(yo dng)加工普通電火花加工機(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(gngj)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)，共一百五十八頁(yè)搖動(dòng)加工的作用：(1) 可以精確(jngqu)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。共一百五十八頁(yè)(4) 可以加工出清棱、清角的側(cè)壁和底邊。(5) 變?nèi)?/p>

23、面加工為局部(jb)加工，有利于排屑和加工穩(wěn)定。(6) 對(duì)電極尺寸精度要求不高。共一百五十八頁(yè)LN X X X STEP XXXX搖動(dòng)幅度(fd)的大小，四位數(shù)，搖動(dòng)(yo dng)幅度，其后為四位數(shù)05：搖動(dòng)軌跡形式02：搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)的所在平面02：搖動(dòng)加工的伺服方式搖動(dòng)加工共一百五十八頁(yè)表2-3 電火花數(shù)控?fù)u動(dòng)(yo dng)類型一覽表共一百五十八頁(yè)自由搖動(dòng)(yo dng)： 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)。共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)G01 LN001 STEP30 Z-10.G01表示沿Z軸方向進(jìn)行伺服進(jìn)給。LN001中的00表示在X

24、Y平面內(nèi)自由搖動(dòng)，1表示工具電極各點(diǎn)繞各原始(yunsh)點(diǎn)作圓形軌跡搖動(dòng)，STEP30表示搖動(dòng)半徑為30 m，Z-10.表示伺服進(jìn)給至Z軸向下10 mm為止。其實(shí)際放電點(diǎn)的軌跡見圖2-14(a)，沿各軸方向可能出現(xiàn)不規(guī)則的進(jìn)進(jìn)退退共一百五十八頁(yè)(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(qt)兩軸作搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)(如圖2-14(b)所示)。例如：共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)G01 LN101 STEP20 Z-10.G01表示沿Z軸方向進(jìn)行伺服進(jìn)給。LN101中的10表示在XY平面內(nèi)步進(jìn)搖動(dòng)，1表示工具電極各點(diǎn)繞各原始點(diǎn)作圓形軌跡搖動(dòng)，STEP20表示搖動(dòng)半徑為2

25、0 m，Z-10.表示伺服進(jìn)給至Z軸向下10 mm為止。其實(shí)際放電點(diǎn)的軌跡見圖2-14(b)。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(sd)稍慢，但更穩(wěn)定，沒(méi)有頻繁的進(jìn)給、回退現(xiàn)象。共一百五十八頁(yè)(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(jnxng)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)所示)。例如：共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)G01 LN202 STEP20 Z-5.G01表示沿Z軸方向(fngxing)進(jìn)行伺服進(jìn)給。LN202中的

26、20表示在XY平面內(nèi)鎖定搖動(dòng)，2表示工具電極各點(diǎn)繞各原始點(diǎn)作方形軌跡搖動(dòng)，Z-5.表示Z軸加工至-5 mm處停止進(jìn)給并鎖定，X、Y軸進(jìn)行搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)。其實(shí)際放電點(diǎn)的軌跡見圖2-14(c)。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。共一百五十八頁(yè)6. 電火花機(jī)床常見功能 電火花機(jī)床的常見功能如下：(1) 回原點(diǎn)操作功能。數(shù)控電火花在加工前首先要回到機(jī)械坐標(biāo)的零點(diǎn)，即X、Y、Z軸回到其軸的正極限處。這樣，機(jī)床的控制系統(tǒng)才能復(fù)位(f wi)，后續(xù)操作機(jī)床運(yùn)動(dòng)不會(huì)出現(xiàn)紊亂。(2

27、) 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) 其他常見功能(如圖2-15所示)。共一百五十八頁(yè)圖2-15 電火花機(jī)床常見(chn jin)功能共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)線切割加工原理(yunl)及特點(diǎn)線切割加工原理：電火花線切割加工是用連續(xù)移動(dòng)的電極絲作為工具電極與工件之間產(chǎn)生火花放電腐蝕工件，進(jìn)行(jnxng)切割加工。 共一百五十八頁(yè)線切割加工(ji gng)原理圖共一百五十八頁(yè)(1)極間介質(zhì)的電離、擊穿及放電(fng din)通道的形成.(2)介質(zhì)熱分解、電極材料熔化、汽化熱膨脹.(3)電極材料的拋出.(4)極間介質(zhì)的消電

28、離.過(guò)程(guchng)：共一百五十八頁(yè)(1) 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) 可以加工硬質(zhì)合金等一切(yqi)導(dǎo)電材料。(3) 最小角部半徑有限制。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。（4)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)行脈特點(diǎn)(tdin)：共一百五十八頁(yè)2.1 電火花線切割加工(ji gng)的特點(diǎn)1）電火花線切割能切割加工傳統(tǒng)方法難于加工或無(wú)法加工的高硬度、高強(qiáng)度、高脆性、高忍性等導(dǎo)電(dodin)材料及半導(dǎo)體材料。 2）由于電極絲極細(xì)，可以加工細(xì)微異形孔、窄縫和復(fù)雜形狀零件。 3）工件被加工表面受熱影

29、響小，適合于加工熱敏感性材料。同時(shí)，由于脈沖能量集中在很小的范圍內(nèi)，加工精度較高，線切割加工精度可達(dá)0.020.01mm,表面粗糙度可達(dá)Ra1.6m。 共一百五十八頁(yè)必須具備下列條件:1.電極絲與工件的被加工表面之間必須保持一定間隙，間隙的寬度由工作電壓、加工量等加工條件而定。 2.必須采用脈沖電源，即火花放電(hu hu fn din)必須是脈沖性、間歇性。3.電火花線切割機(jī)床加工時(shí)，必須在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行.共一百五十八頁(yè)1.1 電火花線切割加工機(jī)床(jchung)簡(jiǎn)介1.1 機(jī)床(jchung)分類、型號(hào) 按電極絲的走絲速度快速走絲線切割機(jī)床慢速走絲線切割機(jī)床共一百五十八頁(yè)共

30、一百五十八頁(yè)1) 快速走絲線切割(qig)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。快速走絲線切割機(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0.100.30 mm的鉬絲(有時(shí)(yush)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。共一百五十八頁(yè) 工作液通常采用乳化液?？焖僮呓z線切割機(jī)床結(jié)構(gòu)(jigu)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

31、 mm，表面粗糙度Ra為1.252.5 m。 共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)2) 慢速走絲線(sxin)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)(yush)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。共一百五十八頁(yè)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)

32、有少數(shù)企業(yè)(qy)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。共一百五十八頁(yè)2型號(hào)(xngho)國(guó)標(biāo)規(guī)定的數(shù)控電火花線切割機(jī)床的型號(hào)(xngho)，如的基本含義為：D K X X X 類別代號(hào):表示是電加工機(jī)床特性代號(hào):表示是數(shù)控機(jī)床組代號(hào):表示是電火花加工機(jī)床系代號(hào):快走（慢走）絲線切割機(jī)床參數(shù)代號(hào):表示工作臺(tái)橫向行程共一百五十八頁(yè)DK7725基本含義為：D為機(jī)床的類別代號(hào)，表示(biosh)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)，表示工作

33、臺(tái)橫向行程為250 mm。共一百五十八頁(yè)2.2 快走絲線(sxin)切割機(jī)床簡(jiǎn)介線切割機(jī)床機(jī)床(jchung)本體脈沖電源數(shù)控系統(tǒng)工作液循環(huán)系統(tǒng)共一百五十八頁(yè)1機(jī)床(jchung)本體機(jī)床(jchung)本體床身絲架運(yùn)絲機(jī)構(gòu)工作臺(tái)共一百五十八頁(yè)運(yùn)絲機(jī)構(gòu)(jgu)絲架工作臺(tái)床身共一百五十八頁(yè)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(jchung)電氣系統(tǒng)、脈沖電源、工作液循環(huán)系統(tǒng)等元器件。共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)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)。不論是哪種控制方式，電火花線

34、切割機(jī)床最終都是通過(guò)坐標(biāo)工作臺(tái)與絲架的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成零件加工的，坐標(biāo)工作臺(tái)應(yīng)具有很高的坐標(biāo)精度和運(yùn)動(dòng)精度，而且要求運(yùn)動(dòng)靈敏、輕巧，一般都采用“十”字滑板、滾珠導(dǎo)軌，傳動(dòng)絲杠和螺母之間必須(bx)消除間隙，以保證滑板的運(yùn)動(dòng)精度和靈敏度。2) 工作臺(tái)共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)3) 運(yùn)絲機(jī)構(gòu)(jgu)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)(jgu)來(lái)完成的。最常見的運(yùn)絲機(jī)構(gòu)(jgu)是單滾筒式，電極絲繞在儲(chǔ)絲筒上，并由絲筒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)接近開關(guān)及其撞桿控制(如圖2-16中的5、4)，調(diào)整撞桿的位置即可

35、調(diào)節(jié)行程的長(zhǎng)短。共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)4) 絲架作用：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。注意：為獲得良好的工藝效果(xiogu)，上、下絲架之間的距離宜盡可能小。錐度加工：最常見的方法是在上絲架的上導(dǎo)輪上加兩個(gè)小步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，使上絲架上的導(dǎo)輪作微量坐標(biāo)移動(dòng)(又稱U、V軸移動(dòng))，其運(yùn)動(dòng)軌跡由計(jì)算機(jī)控制。共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)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(yunl)上相同，不過(guò)受加工表面粗糙度和電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

36、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。共一百五十八頁(yè)2脈沖(michng)電源作用: 把工頻交流電流轉(zhuǎn)換成一定頻率的單向脈沖電流，以供給火花放電間隙所需要的能量來(lái)蝕除金屬。脈沖電源對(duì)線切割加工的生產(chǎn)率、表面質(zhì)量、加工速度(sd)、加工過(guò)程的穩(wěn)定性和電極絲損耗等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有很大的影響，應(yīng)給予足夠的重視。共一百五十八頁(yè)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。它精確地控制電極絲相對(duì)于工件的運(yùn)動(dòng)軌跡，使零件獲得(hud)所需的形狀和尺寸。 (2) 加工控制。它能根據(jù)放電間隙大小與放電狀態(tài)控制進(jìn)給速度，使之與工件材料的

37、蝕除速度相平衡，保持正常的穩(wěn)定切割加工。 共一百五十八頁(yè)4. 工作液循環(huán)系統(tǒng)(xnhun xtng)工作液循環(huán)與過(guò)濾裝置是電火花線切割機(jī)床不可缺少的一部分，其主要(zhyo)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。工作液的作用：是及時(shí)地從加工區(qū)域中排除電蝕產(chǎn)物，并連續(xù)充分供給清潔的工作液，以保證脈沖放電過(guò)程穩(wěn)定而順利地進(jìn)行。目前絕大部分快走絲機(jī)床的工作液是專用乳化液。乳化液種類繁多，大家可根據(jù)相關(guān)資料來(lái)正確選用。共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)2.3.3 慢走絲線切割機(jī)床(jchung)簡(jiǎn)介同快走絲線切割機(jī)床(jchung)一樣，慢走絲線切割機(jī)床(jchung)也是由機(jī)床(

38、jchung)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(jchung)的性能大大優(yōu)于快走絲線切割機(jī)床(jchung)。共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)慢走絲線切割的原理圖共一百五十八頁(yè)主體結(jié)構(gòu)機(jī)頭結(jié)構(gòu)(jigu)主要(zhyo)部件工作液循環(huán)系統(tǒng)共一百五十八頁(yè)機(jī)頭結(jié)構(gòu)(jigu)主要(zhyo)部件共一百五十八頁(yè)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(zhzo)結(jié)構(gòu)，從而大幅度地強(qiáng)化了剛度。共一百五十八頁(yè)2) 主要(zhyo)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)現(xiàn)了高剛度和不易變形的結(jié)構(gòu)。共一百五十

39、八頁(yè)3) 工作液循環(huán)系統(tǒng)(xnhun xtng)慢走絲線切割機(jī)床大多數(shù)采用去離子水作為工作液，所以有的機(jī)床(如北京阿奇)帶有去離子系統(tǒng)(如圖2-17所示)。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。共一百五十八頁(yè)圖2-17 去離子(lz)系統(tǒng) 濾芯 過(guò)濾筒 潔水箱污水箱共一百五十八頁(yè)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)(yndng)(即電極絲是一次性使用)的。走絲過(guò)程：電極絲由儲(chǔ)絲筒出絲，由電極絲輸送輪收絲。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。共一百五十八頁(yè)圖2-18 電極(dinj)絲送絲裝置2356789共一百五十八頁(yè)共一百五十八頁(yè)2.3.4 線切割機(jī)床常見的功能下面簡(jiǎn)單介紹線切割機(jī)床較常