01 电火花加工技术.pptx

第1页：电火花加工技术封面

电火花加工技术——机械制造工程技术基础。

第2页：课程内容导览

• 1 电火花概述
• 2 电火花原理
• 3 电火花成型机
• 4 电火花线切割
• 5 电火花编程

第3页：电火花的发展

1943年

苏联科学家在研究开关触点火花放电腐蚀损坏现象与原因时，发明了电火花加工。

20世纪60年代初

科学院研制出第一台全模仿形电火花线切割。

20世纪60年代末

上海电表厂发明第一台高速走丝线切割。

第4页：电火花加工原理概述

电火花加工

又称放电加工，通过工具电极和工件之间产生脉冲性火花放电，靠放电瞬间局部产生的高温把金属蚀除下来。

名称由来

放电过程中可见到火花，故称电火花加工。

第5页：电火花放电蚀除过程

1. 两极距离最近点处液体介质被电离、击穿，形成放电通道（依据 E=u/d）。
2. 通道内形成瞬时高温，将电极材料融化、气化，使通道产生热膨胀。
3. 膨胀到达极限时通道爆炸，使电极材料被抛出。
4. 液体介质消除电离状态，恢复绝缘。

第6页：电火花放电的条件

• 两极间隙保证在几微米到数百微米。
• 火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，放电延续时间一般为 10^-7～10^-3 s。
• 火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行。
• 必须有足够的脉冲放电强度，局部集中电流密度高达 10⁵～10⁸ A/cm²。

第7页：电火花加工分类

分类依据

根据工具电极的形状划分。

电火花成型机

采用成形工具电极进行放电加工。

电火花线切割

采用金属丝作电极进行切割加工。

第8页：电火花成型机原理

电火花成型机利用成型的工具电极，按照形状复制的原理，在工件上加工出与工具相对应的形状。常用工具电极一般采用铜或石墨等导电性好、损耗低的材料。

第9页：电火花成型机原理图演示

本页为电火花成型机原理图演示，展示成形工具电极相对工件进给、在液体介质中脉冲放电并复制出对应形状的加工过程。

第10页：电火花型腔加工应用

加工内容

三维型腔、型面加工、电火花雕刻。

主要用途

加工各类热锻模、压铸模、挤压模、塑料模、胶木模型腔。

第11页：电火花穿孔加工应用

• 型孔：圆孔、方孔、多边形孔、异型孔。
• 曲线孔：弯孔、螺旋孔。

第12页：电火花成型机加工工件

本页展示电火花成型机加工完成的工件实物，可见成形电极复制出的型腔与型面。

第13页：电火花高速打孔机

• 主要应用在直径为 0.3～3 mm 的高速小孔加工，可避免小直径钻头（d≤1 mm）易折断的问题。
• 适用于斜面和曲面上加工小孔，可达较高的尺寸精度和形状精度。
• 加工时可采用管状电极，内通高压工作液，电极回转的同时作轴向进给运动，速度可达 60 mm/min。

第14页：电火花线切割

电火花线切割采用移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电而切割成形，可加工任意平面图形及上下异形零件，无需制作工具电极。钼丝常用直径为 0.18 毫米。

第15页：电火花线切割分类

高速走丝线切割

电极丝运行速度高，往复重复使用。

低速走丝线切割

电极丝运行速度低，单向使用。

第16页：高速走丝线切割原理

1. 绝缘底板
2. 工件
3. 脉冲电源
4. 钼丝
5. 导向轮
6. 支架
7. 丝筒

第17页：高速走丝线切割机床

本页展示高速走丝线切割机床，贮丝筒带动电极丝作正反向交替移动，配合脉冲电源在工件上完成轮廓切割。

第18页：线切割工件形成运动形式

本页展示线切割中工件的形成运动形式，即电极丝按预定轨迹相对工件运动，切割出所需轮廓。

第19页：高速走丝线切割特点

• 贮丝筒使电极丝作正反向交替移动。
• 移动速度可达 8～10 米/秒。
• 采用线切割专用乳化液，冲洗式供液。
• 机床结构简单，价格低廉，加工精度较好。

第20页：高速走丝线切割加工工件

本页展示高速走丝线切割加工完成的工件实物，可见窄切缝轮廓与平面图形切割效果。

第21页：低速走丝线切割原理

1. 使用过的电极丝
2. 储丝筒
3. 拉丝模
4. 张力电动机
5. 退火装置
6. 导轮
7. 张紧轮
8. 导向装置
9. 工件

第22页：低速走丝线切割特点

• 加工中利用丝的单向移动切割工件。
• 电极丝运行速度不到 0.2 m/s。
• 工作液大多为去离子水，一般为浸泡式供液。
• 机床结构复杂，价格昂贵，加工精度高。

第23页：低速走丝线切割工件

• 上下异型件
• 配合件

第24页：高速与低速走丝机床比较

高速与低速走丝线切割机床比较：

第25页：线切割与成型机加工区别

• 以线电极代替成形电极，省去成形工具电极的设计和制造费用，缩短生产准备时间。
• 电极丝较细，可加工窄缝、微细异形孔和复杂形状零件。
• 切缝很窄，只作轮廓切割，金属蚀除量少，材料利用率高，对贵重金属加工意义重大。
• 不能加工盲孔类零件表面和阶梯成形表面（立体成形表面）。

第26页：电火花线切割编程

手工编程

分为 3B 代码和 ISO 代码。3B 格式含 X、Y 坐标值、分隔符、计数长度、计数方向、加工指令与分段号。

自动编程

常用软件有 YH 和 CAXA 线切割等，ISO 段含准备功能 G、坐标字、进给速度 F 与分段号 N。

第27页：CAXA线切割软件

本页介绍 CAXA 线切割软件，用于线切割自动编程，可完成图形绘制、加工轨迹生成与代码输出。

第28页：线切割图形设计要点

线切割设计图形应为一条首尾相连的封闭路径，图形特点：没有交点、没有断点、没有重合线。

第29页：电火花线切割作品一

本页展示电火花线切割作品之一，为一次装夹切割成形的平面轮廓创意件。

第30页：电火花线切割作品二

本页展示电火花线切割作品之二，为以曲线轮廓为主的金属创意切割件。

第31页：线切割作品设计要求

• 题材新颖，有意义。
• 设计美观，有较强的艺术效果。
• 轮廓清晰，必须是一条路径，需要有缺口处要画清楚。
• 为增强艺术性并兼顾安全，作品尽量以曲线为主，不要设计成尖角形（如刀、剑等）。

第32页：课程结束致谢页

Thank You !