常州恢宦廊耄技斯学院 CHANGZHOU INSTTTUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 第4章模具成型表面的电火花立
常州恢宦脐耄技斯学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 教学纳容及达到要求 教学要求和 知识点 了解理解掌握 4.1电火花加工的基本原理 3 √和 4.2电火花成形加工与编程 1.电火花成形加工的特点 2.电火花成形加工机床及附件 √ 3.电火花成形加工的基本规律和 √ 4.电极的设计与制造 5.电加工规准的选择 K 6.工作液的选择 √和 了.加工程序的编制 4.3电火花线切割加工与编程 1.电火花线切割加工原理和特点？ 2.电火花线切割加工机床和 √ 3.加工规准的选择和 4.工作液的选择和 5.加工程序的编制 6.电火花线切割加工工艺及应用
常州恢宦脐耄粒斯学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 电火花加工又称电蚀加工， 主要包括 ,电火花成形加工 ,线切割加工； 电火花成形磨削加工； 电火花刻字； 电火花表面强化等工艺方法。 在模具加工中主要使用： 电火花成形幼加工 和电火花线切割加工
电火花加工又称电蚀加工， 主要包括 ➢ 电火花成形加工; ➢ 线切割加工; ➢ 电火花成形磨削加工; ➢ 电火花刻字; ➢ 电火花表面强化等工艺方法。 在模具加工中主要使用: 电火花成形加工 和电火花线切割加工
常州挨宣脑耄枝斯粤院 CHANGZHOU INSTTTUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 4.1电火花成形加工的基本原理 1一工件：2一脉冲电源：3一自动进给装置：4一工具电极：5一工作液：6一过滤器：7一泵 图4-1电火花成型加工原理图
4.1 电火花成形加工的基本原理
常州恢宦筋耄技斯学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 4.4.1基本原理 液体介质中进行，自动进给调节装置使工件与工具 电极之间保持适当的放电间隙，当在电极和工件之间 施加很强的脉冲电压（使间隙中液体介质被击穿的电 压)时，就会击穿介质绝缘强度最低处（间隙最小处） 形成瞬间火花放电，电流密度很大，放电区能量高度 集中，瞬时温度达10000-12000℃，工件和电极表 面金属放电点就被熔化，甚至汽化而被蒸发
4.4.1基本原理 液体介质中进行，自动进给调节装置使工件与工具 电极之间保持适当的放电间隙，当在电极和工件之间 施加很强的脉冲电压（使间隙中液体介质被击穿的电 压）时，就会击穿介质绝缘强度最低处（间隙最小处） 形成瞬间火花放电，电流密度很大，放电区能量高度 集中，瞬时温度达10000－12000℃，工件和电极表 面金属放电点就被熔化，甚至汽化而被蒸发
常州恢霞欲耄枝斯粤院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 这尝熔化感汽化的金属在电热流体、化学等条 种的作更、下被抛工作液中冷却为金属九颗粒 后被工作液迅速冲离工作区 ,使电极和工件表面形成 个黛小挖慰电过猩并，电随之滋 速降为零，个质绝缘性能恢复，等待下一次放电。 如此反复，电极丕断下隆、工件不断被蚀除最后 就工件上复制出了电极形状型腔内彩，迭到成彩 工的目的。 所以，电火花加工就是不断放电腐蚀金属的过程。 电极 件
这些熔化或汽化的金属在电、热、流体、化学等各 种力的作用下被抛入工作液中冷却为金属小颗粒，然 后被工作液迅速冲离工作区，使电极和工件表面形成 一个个微小的凹坑，同时放电过程中，电压又随之迅 速降为零，介质绝缘性能恢复，等待下一次放电。 如此反复，电极不断下降，工件不断被蚀除，最后 就在工件上复制出了电极形状型腔内形，达到成形加 工的目的。 所以，电火花加工就是不断放电腐蚀金属的过程
常州恢宣酶耄枝斯学院 CHANGZHOU INSTTTUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 由此可见，电火花成形设备必须符合以下条件： ①电极与工件必须保持一定的间隙，并可以自动 调节。 ②放电的电流密度要足够高，使放电点的能量足 以熔花和汽化金属，(106-108A/cm2) ③放电应该是瞬时脉冲性的。 ④每次放电后，能及时消除电离和恢复介质绝缘 性能，并迅速将电蚀物带离极间间隙。 常用的绝缘介质：煤油、皂化液和去离子水等
由此可见，电火花成形设备必须符合以下条件： ①电极与工件必须保持一定的间隙，并可以自动 调节。 ②放电的电流密度要足够高，使放电点的能量足 以熔化和汽化金属，（106－108A/cm2） ③放电应该是瞬时脉冲性的。 ④每次放电后，能及时消除电离和恢复介质绝缘 性能，并迅速将电蚀物带离极间间隙。 常用的绝缘介质：煤油、皂化液和去离子水等
常州恢宦筋耄技斯学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 从电火花成形的机理分析，一次放电的过程必须进行如下 4个阶段： (1)极间介质的电离、击穿和放电通道的形成 (2)能量转换 击穿通道形成后，电流快速增加，电子高速流动，相互碰 撞产生高温热源，介质热分解，材料熔化或汽化并受热膨 胀，产生微爆炸现象。 (3)电极与工件材料被抛出 瞬时高温引发的微爆炸产生很高的瞬时压力，将熔化的材 料抛向工作液，迅速冷却为微小颗粒，表面留下凹坑。 (4)极间介质消电离 放电结束，通道中的带电粒子复合为中性粒子，介质恢复 绝缘强度。必须有一定的脉冲间隔
从电火花成形的机理分析，一次放电的过程必须进行如下 4个阶段: ⑴极间介质的电离、击穿和放电通道的形成 ⑵能量转换： 击穿通道形成后，电流快速增加，电子高速流动，相互碰 撞产生高温热源，介质热分解，材料熔化或汽化并受热膨 胀，产生微爆炸现象。 ⑶电极与工件材料被抛出 瞬时高温引发的微爆炸产生很高的瞬时压力，将熔化的材 料抛向工作液，迅速冷却为微小颗粒，表面留下凹坑。 ⑷极间介质消电离 放电结束，通道中的带电粒子复合为中性粒子，介质恢复 绝缘强度。必须有一定的脉冲间隔
常州恢宦藏耄粒撕学院 CHANGZHOU INSTITUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 4.4.2电火花成形加工的特点和应用范围 ■与普通机械加工相比有如下特点： ①以柔克钢，可以加工各种硬材料，电极材料不受工件材料 的影响。 ②不产生切削力，电极和工件都不会产生变形。 ③调节脉冲参数，可以进行粗加工、精加工和精微加工。 ④易于实现自动控制和自动化。 ■电火花注要应用于模具加工，加工范围主要有： ①穿孔加工，加工模具中的各种异形孔和微形孔； ②型腔加工； ③强化金属表面，凸凹模刃口 ④磨削平面或圆柱面
4.4.2电火花成形加工的特点和应用范围 ◼ 与普通机械加工相比有如下特点： ①以柔克钢，可以加工各种硬材料，电极材料不受工件材料 的影响。 ②不产生切削力，电极和工件都不会产生变形。 ③调节脉冲参数，可以进行粗加工、精加工和精微加工。 ④易于实现自动控制和自动化。 ◼ 电火花主要应用于模具加工，加工范围主要有： ①穿孔加工，加工模具中的各种异形孔和微形孔； ②型腔加工； ③强化金属表面，凸凹模刃口 ④磨削平面或圆柱面
常州挨宣脑耄枝斯学院 CHANGZHOU INSTTTUTE OF MECHATRONIC TECHNOLOGY 4.3.3电火花成形设备 机床的组成：机床主体、脉冲电源、 自动进给调节系统、 工作液过滤循环系统、机床附件等组成。 1、机床主体 主轴头、床身、立柱、工作台和工作液槽等组成。 主轴头由进给系统、导向机构， 电极夹具和调节机构组成， 是关键部件。 2、脉冲电源（脉冲发生器） 调节电流辐值、脉宽和脉冲间歇 等参数，满足粗、中、精 加工的需要。 图54电火花成形加工机床示意图 脉冲电源2一床身3一工作液循环过滤 系统4一油箱5一主轴头6一立柱
4.3.3电火花成形设备 机床的组成：机床主体、脉冲电源、自动进给调节系统、 工作液过滤循环系统、机床附件等组成。 1、机床主体 主轴头、床身、立柱、工作台和工作液槽等组成。 主轴头由进给系统、导向机构、 电极夹具和调节机构组成， 是关键部件。 2、脉冲电源（脉冲发生器） 调节电流辐值、脉宽和脉冲间歇 等参数，满足粗、中、精 加工的需要