南方农机·2010年第1期
在电火花加工中，工具电极材料的选择非常重要，它不仅影响到电火花加工的稳定性，还影响到电火花的加工速度和工具电极的损耗，下面就电火花负极性加工时紫铜电极和石墨电极加工钢时对加工速度的影响作一比较。
一、紫铜和石墨加工钢时对加工速度的影响据周旭光等编著的《特种加工技术》一书，介绍紫铜和石墨电极加工钢时随脉冲宽度的变化呈如图曲线关系
1、总的变化趋势
无论是紫铜电极还是石墨电极，当脉冲电流一定时，在脉冲宽度不太大时，随着脉冲宽度的增加，加工速度增加当脉冲宽度增大到一定数值后，加工速度不仅不再随脉冲宽度增加而增加，反而随脉冲宽度的增加而下降，其原因有关文章和书本叙述很清楚。
2、紫铜电极和石墨电极对加工速度影响的区别
（１）当脉冲宽度较窄时（小于１０ｕｓ）石墨电极
加工速度低于紫铜，随着脉冲宽度增加，两种电极的加工速度都增加，但石墨电极的增加速度高于紫铜电极，当脉冲在１０ｕｓ左右时，石墨电极的加工速度超过紫铜电极。
（２）当脉宽增加到１００ｕｓ左右石墨电极的加工速度达到最大值。
随着脉冲宽度继续增加石墨，电极的加工速度以较快速度下降。而紫铜电极的加工速度仍然－处于随脉冲宽度增加而增加的阶段，直到脉冲宽度增加到数百微秒后紫铜的加工速度才随脉冲宽度的增加而以较慢速度下降。
（３）总之，石墨电极加工速度随脉冲宽度变化
而变化的速度比紫铜电极更明显，更迅速；石墨电极在相同脉冲电流时最大加工速度高于紫铜，但具有较大加工速度的脉冲宽度范围较窄，明显小于紫铜，那么，石墨，紫铜这两种电极在加工铜时的加工速度随脉冲宽度的变化在总趋势相似的情况下为什么会有这些差别呢？就此我提出一下观点供参考。
二、极间介质的电离，击穿及放电通道形成当电场强度增大到一定时，极间介质被电离，击穿，形成放电通道，放电通道由大量高速运动的
带正电和带负电的粒子及中性粒子组成。这些粒子撞击电极，相互碰撞形成局部高温以蚀除电极材料，撞击能量愈大，蚀除速度愈快。
１、当电场强度大到一定时，在电场力作用下，负极的电子摆脱束缚逸出，快速向正极作加速运动，在运动中撞击介质分子，使介质分子获得足够能量而电离，形成带正电的Ｈ离子和带负电的碳离子（介质为水则为ＯＨ离子）介质电离产生的正负离子在电场作用下作定向加速运动，又撞击介质分子使之电离，这样产生连锁反应造成介质被击穿。
电极材料在电火花加工中
对加工速度的影响吕
刚刘勇游向前
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科技之窗·研究制造
摘
要：在电火花加工中，工具电极材料的选择非常重要，它不仅影响到电火花加工的稳
定性，还影响到电火花的加工速度和工具电极的损耗。不同工具电极加工速度之所以不同，其原因在于能量在工具电极和工件间的分配比例不同，这点有关资料及教材都有定论。为什么会分配不同，却少有文章详细阐述，现就电火花加工中就常用的紫铜电极和石墨电极在加工铜时加工速度的差别及原因提出个人观点。
关键词：电火花，紫铜，石墨，加工速度，脉冲宽度38
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２、在电场作用下，介质电离的正，负离子分别向阴，阳极加速运动，一部分在运动中相互复合成中性粒子，一部分分别达到阴，阳极，高速撞击阴极，阳极，使阴极和阳极材料被蚀除并抛入介质中，进入介质的电极材料中的带电粒子在电场作用下也作加速定向运动，一部分被复合，一部分撞出介质使介质电离，最后一部分又分别撞出阳极和阴极。
３、除上所述，在电火花负极性加工中，放电通道由大量的高速运动的带负电的电子，Ｃ及携带电子的铁原子及带正电的Ｈ和Ｃｕ（或Ｃ离子）及中性的铁，碳，铜和油性介质粒子组成。在负极性加工中，到达阴极（工件）的正电粒子的动能之和越大，则加工速度越高。
三、电火花加工中的覆盖效应
负极性加工中，在电场作用下，带正电的Ｈ和Ｃｕ（Ｃ）向阴极工件移动并轰击工件并在阴极获得电子被还原。其中Ｈ还原形成氢气被排出Ｃｕ，Ｃ还原成Ｃｕ和Ｃ后一部分覆盖在工件上形成覆盖层，而大部分进入工作液成电蚀产物。
带负电的向阳极移动最终被阳极俘获Ｃ离子及携带电子的铁粒子在阳极失去电子变成中性的碳粒子和铁粒子，一部分覆盖在阳极电极上形成覆盖层，其余部分进入介质成电阻产物。
覆盖层能否形成，形成的速度快慢同覆盖微粒与被覆盖物之间的粘附能力有极大关系，显而易见的原因，碳粒子覆盖上石墨上明显要优于覆盖在紫铜上。
四、电火花负极性加工时，紫铜电极和石墨电极加工铜时加工速度差别的原因
电火花加工中，电场最终主要转化成热能以蚀除工具电极和工件材料，当加工电流一定时，电场能也一定，所以在加工工件材料相同时，加工速度就取决于电场能在工具电极和工件上的分配比例。当电场上的能量分配较小时，工件上的能量分配就较大，加工速度就较高，而能量的分配比例又取决于轰击工具电极和工件的粒子（主要为带电粒子）的动能大小，轰击工件的带电粒子数量越大，动能越大，加工速度相对就越高，反之则小。
1、脉冲宽度很窄时（小于10us左右）
负极性加工，工具电极为阳极，脉冲宽度很窄时，轰击阳极电极的是以电子为主的负粒子。由于铜的熔点，沸点等热性指标都低于碳，所以在相同能量的负粒子轰击下，紫铜电极的蚀除量大于石墨电极，即进入工作液并轰击阴极工件的Ｃｕ多于Ｃ离子，加上铜离子的质量远大于碳，动能也就大于碳离子，所以脉冲宽度很窄时，紫铜电极加工钢时能量在工件阴极的分配比例大于石墨电极加工钢，故紫铜电极的加工速度高于石墨电极，电极核耗也大于石墨电极。
2、脉冲宽度为中脉冲时（大于10us小于100us左右）
当脉冲宽度增加时，工作液介质在运动粒子的碰撞电离的速度迅速增加，即Ｈ和Ｃ离子迅速增加。在电场作用下，Ｃ向阳极移动，并在阳极失去电子变成中性碳粒子覆盖在阳极电极表面形成覆盖层。由于石墨电极的覆盖效应明显优于紫铜电极，即失去电子的Ｃ多于紫铜电极，因而造成电离区中Ｃ浓度低于紫铜电极电离区的Ｃ浓度，这样就造成介质电离进一步加快，轰击工件阴极的Ｈ也多，因而石墨电极的加工速度增快的速度大于紫铜电极而逐渐超过紫铜。
3、脉冲宽度为宽脉冲时（大于100us左右）
当脉冲宽度进一步增加，工具电极的覆盖效应和工作液介质的电离达到动态平衡，Ｈ离子数维持一定数量，不再增加，由于排屑条件恶化及热传到的原因，加工速度不升反降。
（１）由于石墨电极覆盖效应明显，达到动态平衡的脉冲宽度比紫铜电极小得多，加上覆盖效应明显后，到达工件阴极的Ｃ离子数量减少，因而石墨电极加工速度随脉冲的进一步增加而迅速下降。
（２）紫铜电极覆盖效应小于石墨，所以达到动态平衡的脉冲宽度远大于石墨电极，所以达到最大加工速度时的脉冲速度大大宽于石墨电极，由于覆盖效应小于石墨电极，到达工件阴极的Ｃｕ减少数也小于石墨电极Ｃ的减少量，加上铜的质量大于碳，所以脉宽进一步增加时紫铜电极的加工速度下降较为缓慢，最终又高于石墨电极的加工速度。
（３）由于石墨电极覆盖效应优于紫铜，电离区中介质电离和覆盖效应时复合作用的平衡点石墨电极要高于紫铜电极，因而造成在相同加工电流时石墨电极的最高加工速度高于紫铜电极。
参考文献：
[1]周旭光《特种加工技术》西安：西安电子科大出版社，2004年7月
[2]刘晋春《特种加工》第5版北京：机械工业出版社，2008年5月
[3]魏引焕、张晓燕电火花加工中电极材料的选择及其对加工质量的影响陕西：陕西科技大学学报，2005年05期
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2010年第1期·南方农机
电火花加工 一、概述 二、电火花成形加工 1.电火花加工机床 常见的电火花成形加工机床由机床主体、脉冲电源、伺服系统、工作液循环系统等几个部分组成。 （1）机床主体：包括床身、工作台、立柱、主轴头及润滑系统。用于夹持工具电极及支承工件，保证它们的相对位置，并实现电极在加工过程中的稳定进给运动。 （1） 脉冲电源：把工频的交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流。 （2） 伺服进给系统：使主轴作伺服运动。 （3） 工作液循环过滤系统：提供清洁的、有一定压力的工作 2．电火花成形加工的原理 电火花成形加工的基本原理是基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。要达到这一目的，必须创造下列条件： （1）必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以形成放电间隙。一般为0.01～0.1mm左右。 （2）脉冲波形是单向的，如图所示。 （3）放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。 （4）有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属熔化或气化。 如图，自动进给调节装置能使工件和工具电极保持给定的放电间隙。脉冲电源输出的电压加在液体介质中的工件和工具电极(以下简称电极)上。当电压升高到间隙中介质的击穿电压时，会使介质在绝缘强度最低处被击穿，产生火花放电。瞬间高温使工件和电极表面都被蚀除掉一小块材料，形成小的凹坑。 1
一次脉冲放电之后，两极间的电压急剧下降到接近于零，间隙中的电介质立即恢复到绝缘状态。此后，两极间的电压再次升高，又在另一处绝缘强度最小的地方重复上述放电过程。多次脉冲放电的结果，使整个被加工表面由无数小的放电凹坑构成 极性效应 （1）什么是极性效应？ 在脉冲放电过程中，工件和电极都要受到电腐蚀。但正、负两极的蚀除速度不同，这种两极蚀除速度不同的现象称为极性效应。 （2）为什么会有极性效应？ 产生极性效应的基本原因是由于 电子的质量小，其惯性也小，在电场力作用下容易在短时间内获得较大的运动速度，即使采用较短的脉冲进行加工也能大量、迅速地到达阳极，轰击阳极表面。而正离子由于质量大，惯性也大，在相同时间内所获得的速度远小于电子。 ①当采用短脉冲进行加工时，大部分正离子尚未到达负极表面，脉冲便已结束，所以负极的蚀除量小于正极。这时工件接正极，称为“正极性加工”。 ②当用较长的脉冲加工时，正离子可以有足够的时间加速，获得较大的运动速度，并有足够的时间到达负极表面，加上它的质量大，因而正离子对负极的轰击作用远大于电子对正极的轰击，负极的蚀除量则大于正极。这时工件接负极，称为“负极性加工”。 （3）极性效应在电火花加工过程中的作用 在电火花加工过程中，工件加工得快，电极损耗小是最好的，所以极性效应愈显著愈好， 3．电火花加工的特点及应用 1)电火花加工的特点 (1）优点 2
哈尔滨工业大学 创新研修课 绝缘陶瓷电火花线切割加工实验研究报告 指导教师：郭永丰 班号：1108401 姓名：胡昉 学号：111084013 同组人员：张瑞丁海鑫
一、实验目的 1.了解数控线切割机床加工的原理、特点和应用以及编程方法和格式。 2.了解计算机辅助加工的概念和加工过程。 3.熟悉数控线切割机床的操作方法。 二、实验原理 线切割机床加工的基本原理是：利用一根运动着的金属丝（直径为0.02～0.3mm的钼丝或黄铜丝）作为工具电极，在金属丝与工件间施加脉冲电流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。 工件接高频脉冲电源的正极，电极丝接负极，即采用正极性加工，电极丝缠绕在储丝筒上，电机带动储丝筒运动，致使电极丝不断地进入和离开放电区域，电极丝与工件之间浇注工作液介质。当电频脉冲电源通电后，随着工作液的电离、击穿，形成放电通道，电子高速奔向正极，正离子奔向负极，于是电能转变为动能，粒子间的相互撞击以及粒子与电极材料的撞击，又将动能转变为热能。在放电通道内，正极和负极表面分别成为瞬时热源，达到很高的温度，使工作液介质汽化、热裂分解、金属材料熔化、沸腾、汽化。在热膨胀、局部微爆炸、电动力、液体动力等综合作用下，蚀除下来的金属微粒随着电极丝和移动和工作液的冲洗而被抛出放电区，于是在金属表面形成凹坑。在脉冲间隔时间内工作液介质消电离，放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复了工作液的绝缘性。由于加工过程是连续的，步进电机受控系统的控制，使工作台在水平面沿两个坐标方向伺服进给运动，于是工件就逐步被切割成各种形状。
三、实验仪器与设备 1、计算机 2、线切割机床 四、实验内容简述 1. 现场熟悉数控电火花快走丝线切割机的控制组件及功能 2. 练习数控电火花快走丝线切割机的开关机操作 3. 进行数控电火花快走丝线切割机电极丝的安装及调整操作 (1) 电极丝的绕丝、紧丝操作 具体步骤如下： 将购回的丝盘上的电极丝绕在储丝筒上； 使储丝筒移动到其行程的一端，把电极丝通过导丝轮引向储丝筒端部的螺钉处并压紧； 打开张丝电机启停开关，旋动张丝电压调节旋钮，调整电压表读数至电极丝张紧且张力合适； 旋转储丝筒，使电极丝以一定的张力逐渐均匀地盘绕在储丝筒上； 待储丝筒以至其行程的另一端时，关掉张丝电机启停开关，从丝盘处剪断电极丝并固定好丝头。 (2) 电极丝垂直校正 在具有U、V轴的线切割机床上，电极丝运行一段时间、重新穿丝后或加工新工件之前，需要重新调整电极丝对坐标工作台表面的垂直度。校正时使用一个各平面相互平行或垂直的长方体，称为校正器具体步骤如下： 擦净工作台面和校正器各表面，选择校正器上的两个垂直于底面
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电火花加工 1.概述 电火花加工是一种自激放电，故又称放电加工（EDM）,于20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产，是目前机械制造业中应用最广泛的特种加工方法之一，在难切削材料、复杂型面零件等的加工中得到了广泛应用。 2.原理 火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间(通常为后及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深)，使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用，可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花加工。电火花加工是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电。 3.特点 1.脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响，不受热处理状况影响。 2.脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小。 3.加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。 4.可以改革工件结构，简化加工工艺，提高工件使用寿命，降低工人劳动强度。基于.上述特点，电火花加工的主要用途有以下几项: 1)制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。 2)加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔。 3)在金属板材上切割出零件。4)加工窄缝。 5)磨削平面和圆面。
电火花穿孔机工作原理【解析】 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 更多相关电火花机展览内容，就在深圳机械展！ 电火花穿孔机是什么？ 电火花穿孔机主要用于加工不锈钢、淬火钢、硬质合金、铜、铝等导电材料工件上的深小孔。 电火花穿孔机也称电火花打孔机、电火花小孔机、电火花细孔放电机，其工作原理是利用连续上下垂直运动动的细金属铜管（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属成型。与电火花线切割机床、成型机不同的是，它电脉冲的电极是空心铜棒，介质从铜棒孔中间的细孔穿过，起冷却和排屑作用。电极与金属间放电产生高温腐蚀金属达到穿孔的目的，用于加工超硬钢材、硬质合金、铜、铝及任何可导电性物质的细孔。最小可加工0.015mm 的小孔，也可加工带有锥度的小孔，被广泛使用在精密模具加工中，一般被当作电火花线切割机床的配套设备，用于电火花线切割加工的穿丝孔、化纤喷丝头、喷丝板的喷丝孔、滤板、筛板的群孔、发动机叶片、缸体的散热孔、液压、气动阀体的油路、气路孔等。 穿孔机根据应用的介质不同大致分为两种，一种是液体穿孔机，由于液体加工时要通过铜棒小孔，可能堵塞铜棒小孔，所以最小可加工0.15mm的细孔！深度也只能加工20mm。是普遍应用的，另外一种是气体穿孔机，经过铜棒小孔的介质采用的是气体，所以不易被堵塞，可加工更精密的小孔！ 电火花穿孔机工作原理 电火花穿孔机的其工作原理是利用连续上下垂直运动动的细金属铜管（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属成型。 与电火花线切割机床、成型机不同的是，它电脉冲的电极是空心铜棒，介质从铜棒孔中间的细孔穿过，起冷却和排屑作用。电极与金属间放电产生高温腐蚀金属达到穿孔的目的，用于加工超硬钢材、硬质合金、铜、铝及任何可导电性物质的细孔。最小可加工0.015mm的小孔，也可加工带有锥度的小孔，被广泛使用在精密模具加工中，一般被当作电火花线切割机床的配套设备，用于电火花线切割加工的穿丝孔、化纤喷丝头、喷丝板的喷丝孔、滤板、筛板的群孔、发动机叶片、缸体的散热孔、电火花穿孔机液压、气动阀体的油路、气路孔等。 内容来源网络，由深圳机械展收集整理！ 更多相关内容，就在深圳机械展！
电火花成型加工实验指导 一、实验目的 1.了解电火花成型机床加工的原理、特点和应用； 2.掌握电火花成型机床加工的编程方法； 3.熟悉电火花成型机床的操作过程； 二、实验设备 电火花成型机床，电火花穿孔机床 三、实验方法原理 电火花成型加工是电火花加工的一种，被加工的工件做为工件电极，紫铜（或其它导电材料如石墨）做为工具电极。脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到工件电极和工具电极上，此时工具电极和工件均被淹没在具有一定绝缘性能的工作液（绝缘介质）中。在轴伺服系统的控制下，当工具电极与工件的距离小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，两极间最近点处的工作液（绝缘介质）被击穿，工具电极与工件之间形成瞬时放电通道，产生瞬时高温，使金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来，使局部形成电蚀凹坑。这样以很高的频率连续不断地重复放电，工具电极不断地向工件进给，就可以将工具电极的形状复制到工件上，加工出需要的型面来。 电火花成型加工的特点：由于脉冲放电的能量密度高，使其便于加工用普通的机械加工难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的零件，并不受材料及热处理状况的影响。电火花加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小，工具电极不需要比加工材料硬，即可以柔克刚，故电极制造更容易。 电火花加工需要设置的脉冲电源参数主要包括脉冲宽度t i、脉冲间隔t0 及峰值电流i e。加工工艺参数包括：极性设置，电极抬刀时间，冲油压力等。 四、实验步骤 （1）演示电火花成型加工机床的基本操作； （2）上机操作，了解电火花成型加工机床的组成以及加工零件的过程。 （3）电极的安装和校正； （4）工件的定位和夹紧； （5）编制电火花成型加工程序； （6）改变不同的工艺条件如抬刀时间、冲油压力等对成型加工的影响； （7）了解电火花穿孔加工。
行业资料：________ 电火花成型加工机床操作规程 单位：______________________ 部门：______________________ 日期：______年_____月_____日 第1 页共4 页
电火花成型加工机床操作规程 1.开机操作前，要穿好工作服，做好操作准备工作。 2.电火花机床必须在专人指导下进行操作，不允许未经许可自行操作。 3.在放电加工前，应仔细安装好工件，找正工具电极和工件的相对位置。 4.电火花成型机床工作液为易燃煤油，必须配备干粉灭火器，以防运行中发生火灾，并且操作者操作前必须掌握干粉灭火器的使用方法。 5.工作油箱中的工作液面高度必须高出被加工工件50mm以上，以防止工作液着火燃烧。 6.在放电加工过程中，严禁手或身体各部位触摸卡头和电极线。 7.在操作过程中如发生意外，首先要按下操作面板上的红色急停按扭，再拔下插头，检查事故原因，待排除故障后再开机，启动时间间隔不得小于50秒。 8.操作过程中，进行移动操作时要特别小心，必须确认移动行程中没有阻挡物，以防撞坏电极和工件，或造成移动轴伺服过载甚至损坏机床。 9.火花成形机床加工过程中，操作者不能随意离开机床，仔细观察放电状态，以防意外事故的发生。 10.电火花机床操作完毕，要将工作液回放到储液槽中，拔下插头切断电源，清扫机床，收捡工具，打扫场地卫生。 第 2 页共 4 页
电火花成型机安全操作规程 1.操作时不准穿背心、拖鞋及西装短裤，不准穿宽松肥大的衣服，严禁在服用含有酒精类钦料和麻醉剂药物后操机。 2.机床通电后，应观察机床有无异常动作和异常声音等情况，在确保无异常时，可以用手动状态进行主轴伺服控制系统的试验。 3.启动工作液系统将工作液注入槽中，使液面达到距槽顶边50mm 时为止，观察工作液槽是否有渗漏现象，以防工作液渗进导轨及丝杆等重要工作部位。 4.为了安全的原因，开机时严禁将脉冲电源中高压电源连接在电极接板上。 5.严禁操机者站立在工作台面上进行其他工作，机床在工作时，操机人员严禁擅离岗位。 6.应避免工具及其他类硬的物品掉落在工作台面上。 7.应经常性的在机床各润滑加油进行润滑，以确保使用寿命，机床边安放在灭火器等消防器材不得挪作他用。 8.工作完毕，按保养规定需要清理机床，切断电源，关闭风扇及照明灯，经仔细查看后方可离开。 编制：审批： 第 3 页共 4 页
电火花成形加工实训 实训四电火花工具电极找正 1、实训目的 掌握电火花工具电极的找正方法。 2、实训项目 电火花工具电极的找正。 3、实训器材 NH7135NC数控电火花成形机床、工具电极、精密刀口角尺、百分表。 4、实训内容 (1)、型腔模工艺分析 电火花加工中，工具电极的装夹尤其重要。撞击方法可用钻夹头装夹，也可用专用夹具装夹，还可用瑞典3R夹具装夹。工具电极的找正是要确保工具电极与工件的垂直，找正的方法主要有用精密刀口角尺找正、用百分表找正、用电火花放电找正和用工件模板找正。 (2)、工具电极的装夹 ①、用钻夹头装夹工具电极先用内六角头扳手将装在主轴夹具上的内六角螺钉旋松，然后将装夹工具电极的钻夹头固定在主轴夹具上。主轴夹具的装夹部分为900靠山的结构，可将钻夹头稳固地贴在靠山上，最后再用内六角扳手将主轴夹具上的内六角螺钉旋紧，完成工具电极的装夹(图1)。
②、用专用夹具装夹工具电极还可以采用电火花线切割加工出电极扁夹，作为专用的夹具来装夹工具电极，电极扁夹用于装夹某些尺寸比较小的扁状电极。 ③、用瑞典3R夹具装夹工具电极采用瑞典3R夹具装夹工具电极时，3R夹具与工具电极固定在一起，在数控机床上加工，加工后再一同装夹到主轴上。这样的方法解决了工具电极拆装后的重复定位问题。 图1 用钻夹头装夹工具电极 (3)工具电极的找正 ①、用精密刀口角尺找正工具电极工具电极装夹完毕后，必须对工具电极进行找正，确保电极的轴线与工件保持垂直，图2所示为用精密刀口角尺找正工具电极。 具体校准方法如下： 图2 用精密刀口角尺找正工具电极图3 用百分表找正工具电极 a．按下手控盒上的“Z-”按钮，将工具电极缓缓放下，使工具
电火花加工技术 学院：机械与汽车工 程学院 专业：材控10-2班 姓名：徐鹏
学号：201001021047 电火花加工技术 电火花是一种加工工艺，主要是利用具有特定几何形状的放电电极（EDM 电极）在金属（导电）部件上烧灼出电极的几何形状。电火花加工工艺常用于冲裁模和铸模的生产。 利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花加工。电火花加工是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电。电火花 加工主要由机械厂完成。电火花是一种自激放电，其特点如下：火花放电 的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后， 随即发生火花放电。伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电 压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间（通常为10-7-10-3s）后 及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极”特性（即通道能量转换的热能来不及 传至电极纵深），使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用，可使电极局 部被腐蚀。 工具电极和工件之间并不直接接触，而是有一个火花放电间隙0.1— 0.01mm，间隙中充满工作液。 加工过程中没有宏观切削力火花放电时，局部、瞬时爆炸力的平均值很小，不足以引起工件的变形和位移。可以“以柔克刚”由于电火花加工直接利用电 能和热能来去除金属材料，与工件材料的强度和硬度等关系不大，因此町以用 软的工具电极加工硬的工件，实现“以柔克刚”。可以加工任何难加工的金属 材料和导电材料 由于加工中材料的去除是靠放电时的电、热作用实现的，材料的可加工性主要取决于材料的导电性及热学特性，如熔点、沸点、比热容、导热系数、 电阻率等，而几乎与其力学性能(硬度、强度等)无关。这样可以突破传统切削 加工对刀具的限制，可以实现用软的工具加工硬、韧的工件甚至可以加工聚晶 金刚行、立方氮化硼一类的超硬材料。目前电极材料多采用紫铜或石墨，因此 工具电极较容易加工。可以加工形状复杂的表面 由于可以简单地将工具电极的形状复制到工件上，因此特别适用于复杂表面形状工件的加工，如复杂型腔模具加工等。特别是数控技术的采用，使得用 简单的电极加工复杂形状零件成为现实。 可以加工特殊要求的零件 可以加工薄壁、弹性、低刚度、微细小孔、异形小孔、深小孔等有特殊 要求的零件。由于加工中工具电极和工件不直接接触，没有机械加工的切削力，因此适宜加工低刚度工件及微细加工。
实验名称电火花成型加工实验 一、实验目的1、使学生了解电火花成型加工机床的一般结构和基本工作原理；2、使学生掌握电火花成型加工机床各部分的功能，及机床的操作使用方法；3、使学生掌握电火花穿孔与成型加工中各种电加工工艺参数的选择，学会电极的安装、工件的装夹及找正方法；4、使学生加深对电火花成型加工技术的原理、特点及应有范围的理解。5、通过实验，督促学生观察电火花加工中极性效应和炭黑吸附效应等特有现象，并以此加深学生对电火花加工理论知识的理解。 二、实验基本原理电火花成型加工是利用工具电极和工件电极，即正、负电极之间产生脉冲性火花放电时产生的电腐蚀现象，来蚀除工件上多余的金属，以达到对工件的尺寸、形状和表面质量预定的加工要求。 如下图所示： 与线切割加工所用的钼丝工具电极不同，电火花成型加工所用的工具电极是按照工件的形状及其它要求专门制造的，其材料一般为紫铜或石墨。 三、实验基本步骤 1、实验指导教师讲解电火花成型加工实验的目的和要求，强调实验的纪律，并进行安全教育。 2、实验指导教师讲解数控电火花成型加工机床的结构、各部分的功能和操作使用方法。 3、实验指导教师讲解并演示工具电极的安装与更换、工件装夹和找正的方法，并说明此次实验属于电火花穿孔加工实验。 4、实验指导教师讲解并演示电火花穿孔加工时对加工深度分组，并说明其意义在于将整个加工过程划分成粗加工、半精加工和精加工，以达到提高加工效率和满足加工精度的要求；加工深度分组方法时对各加工深度内电规准参数选择的依据和输入方法。 5、学生在实验指导教师的指导下，开启数控电火花成型加工机床，完成零件的穿孔加工任务。 6、在机床加工过程中，实验老师提醒学生观察电火花加工的各种现象，包括火花放电状态、工作液冲油式工作方式、工作液介质过滤方式、电极在加工过程中的回退现象、负极性加工时工具电极上的炭黑吸附现象等。 7、实验指导教师讲解电火花成型加工机床用途之一：如何取断丝锥。
电火花成型加工实验 一、实验目的 1．掌握电火花成形机床工作原理、组成； 2．了解电火花加工电参数的选择； 3．熟悉电火花成形机床的基本操作。 二、实验设备及辅助设施 1.设备：福特斯DK7145NC 单轴数控电火花成形机床； 2.电极：紫铜，电极极性正极； 3.量具：0-125mm 游标卡尺、150mm 钢板尺。 三、实验原理 1．电火花加工原理 电火花加工的原理如图 1所示。工件1和工具电极（简称电极）4 分别与脉冲电源 2的两个不同极性输出端相连接，自动进给调节装置3使工件和电极间保持一定的放电间隙。两极间加上脉冲电压后，在间隙最小处或绝缘强度最低处将工作液介质击穿，产生火花放电，如图2(a)所示。放电通道中等离子瞬时高温使工件和电极表面都被蚀除掉一小块材料，使各自形成一个微小的放电凹坑，如图2(b)。脉冲放电结束后，经过脉冲间隔时间，使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲电压又加到两极上，又会在当时间隙相对最小处或绝缘强度最低处击穿放电，电蚀出另一个小凹坑。当这种过程以相当高的频率重复进行时，电极不断地调整与工件的相对位置，其轮廓尺寸就被精确地“复印”在工件上，达到成形加工的目的，加工出所需要的零件。所以，从微观上看，整个加工表面是由无数个小凹坑所组成。 2．实现电火花加工的条件 图1 电火花加工原理图 1—工件；2—脉冲电源；3—自动进给装置；4— 工具电极；5—工作液；6—过滤器；7—工作液 泵 图2 放电间隙状况示意图 1—阳极；2—从阳极上抛出金属的区域；3—熔化的金属微粒；4—工作液；5—在工作液中凝固的金属微粒；6—在阴极上抛出金属的区域；7—阴极；8—气泡；9—放电通道；10—翻边凸起；11 —凹坑
电火花加工及其脉冲功率电源得研究 电火花加工又称放电加工（electrical discharge machining,简称EDM），由于其能进行难切削材料与复杂形状零件得加工，而得到广泛得应用。其中最主要得部分就是脉冲电源，脉冲电源得技术性能好坏直接影响电火花成形加工得各项工艺指标，如加工质量精度、加工速度、电极损耗等。本文将对电火花加工得原理及其脉冲电源进行简要介绍与研究。 一、电火花加工得工作原理 进行电火花加工时，工具电极与工件分别接脉冲电源得两极，并浸入工作液中，或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间得间隙达到一定距离时，两电极上施加得脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。在放电得微细通道中瞬时集中大量得热能，温度可高达一万摄氏度以上，压力也有急剧变化，从而使这一点工作表面局部微量得金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中，迅速冷凝，形成固体得金属微粒，被工作液带走。这时在工件表面上便留下一个微小得凹坑痕迹，放电短暂停歇，两电极间工作液恢复绝缘状态。 紧接着，下一个脉冲电压又在两电极相对接近得另一点处击穿，产生火花放电，重复上述过程。这样，虽然每个脉冲放电蚀除得金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用，就能蚀除较多得金属，具有一定得生产率。在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙得条件下，一边蚀除工件金属，一边使工具电极不断地向工件进给，最后便加工出与工具电极形状相对应得形状来。因此，只要改变工具电极得形状与工具电极与工件之间得相对运动方式，就能加工出各种复杂得型面。 工具电极常用导电性良好、熔点较高、易加工得耐电蚀材料，如铜、石墨、铜钨合金与钼等。在加工过程中，工具电极也有损耗，但小于工件金属得蚀除量，甚至接近于无损耗。 工作液作为放电介质，在加工过程中还起着冷却、排屑等作用。常用得工作液就是粘度较低、闪点较高、性能稳定得介质，如煤油、去离子水与乳化液等。 图1电火花加工基本原理 1-工件；2-脉冲电源；3-自动进给调节装置；4-工具；5-工作液；6-过滤器；7-工作液泵
创新研修课 绝缘陶瓷电火花线切割加工实验研究报告 指导教师：郭永丰 班号：1108401 姓名：胡昉 学号：111084013 同组人员：张瑞丁海鑫
一、实验目的 1.了解数控线切割机床加工的原理、特点和应用以及编程方法和格式。 2.了解计算机辅助加工的概念和加工过程。 3.熟悉数控线切割机床的操作方法。 二、实验原理 线切割机床加工的基本原理是：利用一根运动着的金属丝（直径为0.02～0.3mm的钼丝或黄铜丝）作为工具电极，在金属丝与工件间施加脉冲电流，产生放电腐蚀，对工件进行切割加工。 工件接高频脉冲电源的正极，电极丝接负极，即采用正极性加工，电极丝缠绕在储丝筒上，电机带动储丝筒运动，致使电极丝不断地进入和离开放电区域，电极丝与工件之间浇注工作液介质。当电频脉冲电源通电后，随着工作液的电离、击穿，形成放电通道，电子高速奔向正极，正离子奔向负极，于是电能转变为动能，粒子间的相互撞击以及粒子与电极材料的撞击，又将动能转变为热能。在放电通道内，正极和负极表面分别成为瞬时热源，达到很高的温度，使工作液介质汽化、热裂分解、金属材料熔化、沸腾、汽化。在热膨胀、局部微爆炸、电动力、液体动力等综合作用下，蚀除下来的金属微粒随着电极丝和移动和工作液的冲洗而被抛出放电区，于是在金属表面形成凹坑。在脉冲间隔时间内工作液介质消电离，放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复了工作液的绝缘性。由于加工过程是连续的，步进电机受控系统的控制，使工作台在水平面沿两个坐标方向伺服进给运动，于是工件就逐步被切割成各种形状。
三、实验仪器与设备 1、计算机 2、线切割机床 四、实验内容简述 1. 现场熟悉数控电火花快走丝线切割机的控制组件及功能 2. 练习数控电火花快走丝线切割机的开关机操作 3. 进行数控电火花快走丝线切割机电极丝的安装及调整操作 (1) 电极丝的绕丝、紧丝操作 具体步骤如下： 将购回的丝盘上的电极丝绕在储丝筒上； 使储丝筒移动到其行程的一端，把电极丝通过导丝轮引向储丝筒端部的螺钉处并压紧； 打开张丝电机启停开关，旋动张丝电压调节旋钮，调整电压表读数至电极丝张紧且张力合适； 旋转储丝筒，使电极丝以一定的张力逐渐均匀地盘绕在储丝筒上； 待储丝筒以至其行程的另一端时，关掉张丝电机启停开关，从丝盘处剪断电极丝并固定好丝头。 (2) 电极丝垂直校正 在具有U、V轴的线切割机床上，电极丝运行一段时间、重新穿丝后或加工新工件之前，需要重新调整电极丝对坐标工作台表面的垂直度。校正时使用一个各平面相互平行或垂直的长方体，称为校正器具体步骤如下： 擦净工作台面和校正器各表面，选择校正器上的两个垂直于底面的相邻侧面作为基准面，选定位置将两侧面沿X、Y坐标轴方向平行放好；
实验一电火花成形加工实验 一、实验目的 （1）了解电火花成形机床的组成、工作原理及操作方法。 （2）验证极性效应特性。 （3）了解轴向放电间隙的控制方法。 （4）了解电参数变化对加工质量及加工速度的影响。 （5）了解不同电极材料的电火花加工工艺性。 二、实验设备及工具 （1）电火花成型机床一台。 （2）工具电极（尺寸为φ10mm×100mm的紫铜电极、石墨电极、钢电极）各一根。（3）加工试件（材料为Cr12，尺寸为90mm×30mm×10mm上、下平面的表面粗糙度R α为3.2μm）一块。 （4）游标卡尺和活动扳手各一把。 三、实验内容及步骤 首先由实验教师介绍电火花加工机床的主要构成，机床和控制柜上各旋钮及按键的功用，工件的装夹，平动量的调节以及加工的操作过程。然后由学生在实验教师的指导下，按下列步骤进行实验。 （1）将试件和工具电极分别安装在工作台和主轴头上，按要求找正它们之间的位置关系，再将控制柜的两脉冲电源分别接到试件和工具电极上（或接到与它们相连的其它导电零件上）。 （2）起动介质循环系统，使介质液面高于加工面，达到规定高度（按机床说明书规定），然后开启脉冲电源，根据加工条件选择电规准，并调整好相应旋钮的档位，按下加工执行键，用手动缓慢下移工具电极，使之进入加工区，待发现有火花出现时转入电极进给的自动控制，加工即可开始。加工时注意观察主轴头、加工区和控制柜上各显示仪表的工作情况及彼此之间变化的关系，记下加工参数，填入表1中。 （3）三根直径相同但材料不同的工具电极在同样的电规准条件下，对同一块钢板的三处依次进行电火花加工，主轴垂直进给距离均为5mm（以工具电极端面刚与工件表面接触开始，用百分表读数）。观察它们的加工状况有何不同，待加工结束之后，分别
电火花线切割加工概述 电火花线切割机（Wire cut Electrical Discharge Machining简称WEDM），属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。线切割机也于1960年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家 1、电火花线切割加工原理 在电火花线切割加工中，利于移动的细金属导线（铜丝或钼丝）作一个电极，工件作另一个电极，并按照预定的轨迹运动，通过不断的火花放电对工件进行放电蚀除，以切割出成型的各种二维、三维表面。及也就是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。在这个阶段，两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。然后通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。 图1电火花线切割加工示意图 1-贮丝筒2-电极丝3-丝架4-导轮5-脉冲电源6-工作台7-工作液箱 2、电火花线切割加工的特点 电火花线切割加工的过程的工艺和机理与电火花穿孔成型加工既有共同性，又有特殊性。 ★电火花线切割加工与电火花穿孔成型加工的共同点 两者在加工原理、工作机理、工艺、适应材料等方面相同，具体表现为：（1）线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。单个脉冲也有多种形式的放电形态，如开路、短路、正常火花放电等。 （2）线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，材料的可加工性等也都与电火花加工的基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。 ★电火花线切割加工与电火花穿孔成型加工的不同点 两者在加工极性、工作液、放电状态、接触方式、电极形式、电极丝的加工特点、工具损耗等方面有不同处，具体表现为：
电火花加工的基本原理 车辆工程6班、20124415、赵幸摘要：电火花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining，简称EDM），是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺。 关键词：电火花、电腐蚀、工艺技术 电火花加工的原理是基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。电腐蚀现象早在20世纪初就被人们发现，但是长期以来，电腐蚀一直被认为是一种有害的现象，人们不断地研究电腐蚀现象的原因并设法减轻和避免电腐蚀的发生。1940年，前苏联科学电工研究所拉扎连柯夫妇的研究结果表明，电火花腐蚀的主要原因是：电火花放电时火花通道中瞬间产生大量的热，达到很高的温度，足以使任何金属材料局部熔化、气化而被蚀除掉，形成放电凹坑。这样，人们在研究抗腐蚀办法的同时，开始研究利用电腐蚀现象对金属材料进行尺寸加工，终于在1943年拉扎连柯夫妇研制出利用电容器反复充放电原理的世界上第一台实用化的电火花加工装置。 实践经验表明，要把有害的火花放电转化为有用的加工技术，必须创造条件： 1.使工件的电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，这一间隙随加工条件而定，通常约为几微米至几百微米。如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，因而不会产生火花放电；如果间隙过小，很容易形成短路接触，同样也不能产生火花放电。因此，在电火花加工过程中必须具有工具电极的自动进给和调节装置。 2.使火花放电为瞬间的脉冲性放电，并在放电延续一段时间后，停歇一段时间（放电延续的时间一般为10-7-10-3s)。这样才能使放电所产生的热量来不及传导扩散到其余部分，把每一次的放电点分别局限在很小的范围内；否则，像持续弧放电那样，使放电点表面大量发热、熔化、烧伤，只能用于焊接或切割，而无法用作尺寸加工，故电火花加工必须采用脉冲电源。 3.使火花放电在有一定绝缘性能的液体介质中进行，例如煤油、皂化液或去离子水等。液体介质又称工作液，必须具有较高的绝缘强度（103-107Ω?cm），以有利于产生脉冲性的火花放电。同时，液体介质还能把电火花加工过程中产生的金属小屑、碳黑等电蚀产物从放电间隙中的悬浮排出去，并且对工具电极和工件表面有较好的冷却作用。
模块十二电火花加工 教学要求 根据电火花成型机床的操作过程分组进行机床操作训练; 根据电火花成型加工机床操作过程加工零件; 根据电火花线切割机床操作过程操作机床; 利用线切割机床加工工件。 教学重点 掌握所用电火花成型机床的主要结构及组成。 能进行开机和关机操作。 能用手控盒移动机床工作台。 正确维护与调整所用电火花成型机床。 掌握编程代码及指令格式。 能手工编制简单程序。 正确维护与调整所用电火花成型加工机床。 能进行开机和关机操作。 掌握3B编程代码及指令格式。 能手工编制简单的3B程序。 正确维护与调整所用电火花线切割机床。 教学难点 掌握编程代码及指令格式。 正确维护与调整所用电火花成型加工机床。 掌握3B编程代码及指令格式。
能手工编制简单的3B程序。课时安排 本模块安排30课时。 教学大纲 课题一电火花成型加工 1．电火花成型加工 2．电火花成型加工工艺范围 实训一操作机床 一、实训内容 二、学习目标 1．知识目标 2．技能目标 三、工艺知识 1．电火花成型加工必须具备的条件2．电火花成型机床主要结构及组成四、实训操作 1．开机 2．手动移动工作台 3．关机 五、评分标准 实训二电火花成型零件加工
一、实训内容 二、学习目标 1．知识目标 2．技能目标 三、工艺知识 1．工具电极的设计 2．工具电极的安装找正 3．编程代码及指令格式 四、电火花成形加工实训操作1．加工分析 2．工具电极的设计与制作1．安装与找正工具电极 2．安装与找正工件 3．编程并选择合理的加工参数4．工作液面的调整 5．放电加工 6．机床维护 五、评分标准 课题二电火花线切割加工实训一操作机床 一、实训内容
电火花加工技术 摘要本文主要介绍了电火花加工技术的原理，电火花加工技术的发展历程以及应用现状和发展前景 关键词电火花加工发展历程发展现状应用前景 一加工原理及原理图 加工原理图： 加工原理： 电火花加工时，脉冲电源的一极接工具电极，另一极接工件电极，两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质（常用煤油或矿物油或去离子水）中。工具电极由自动进给调节装置控制，以保证工具与工件在正常加工时维持一很小的放电间隙（0.01～0.05mm）。当脉冲电压加到两极之间，便将当时条件下极间最近点的液体介质击穿，形成放电通道。由于通道的截面积很小，放电时间极短，致使能量高度集中（10～107W／mm），放电区域产生的瞬时高温足以使材料熔化甚至蒸发，以致形成一个小凹坑。第一次脉冲放电结束之后，经过很短的间隔时间，第二个脉冲又在另一极间最近点击穿放电。如此周而复始高频率地循环下去，工具电极不断地向工件进给，它的形状最终就复制在工件上，形成所需要的加工表面。与此同时，总能量的一小部分也释放到工具电极上，从而造成工具损耗。 二电火花加工发展历程
电火花加工是利用两极见脉冲放电时产生的电腐蚀现象，对材料进行加工的方法。 早在十九世纪，人们就发现了电器开光的触点开闭时，以为放电，使接触部位烧蚀，造成接触面的损坏。这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。起初，电腐蚀被认为是有害的，为减少和避免这种有害的电腐蚀，人们一直在研究电副食产生的原因和防止的办法。当人们掌握了它的规律之后，便创造条件，转害为益，把电腐蚀用于生产中。研究结果表明，当两极产生放电的过程中，放电通道瞬时产生大量的热，足以使电极材料表面局部熔化或汽化，并在一定条件下，熔化或汽化的部分能抛离电极表面，形成放电腐蚀的坑穴。 二十世纪四十年代初，人们进一步认识到，在液体介质中进行重复性脉冲放电时，能够对导电材料进行尺寸加工，因此，创立了“电火花加工法”。 电火花加工技术作为特种加工领域的重要技术之一，最早应用于二战时期折断丝锥取出时的加工。随着人类进入信息化时代，电加工技术取得了突飞猛进的发展，可控性更高，数字化程度更好。 在中国电火花加工技术起步稍晚。根据中国的国情，实现电火花加工技术的原始创新是很困难的，只能采取引进消化吸收再创新的策略，因为这套系统集成了很多学科领域的知识，如计算机的软硬件、微电子、数控、电力半导体、机械技术、电气技术等，是多方面、多学科集成的产品，是比较复杂的高科技产品。国内现在显然还没有一个能够独立进行原始创新的团队，因此注定要经历一个长时间痛苦的积淀过程，所以我认为中国的电火花技术创新之路别无选择。政府也越来越认识到高校已经不再是创新的主战场，必须依托企业才能实现。 制造业是一个传统行业。一个国家的发展终归要落脚于制造业，因此作为基础工业，制造业必定拥有永久的生命力，而电加工行业也不例外。随着各项技术的不断发展，电加工技术也在进步，至于一项技术能够发展多久，也要看这个行业中的人怎样去尽心敬业、钻研并推进它。 众所周知，模具也是一个国家发展的基础行业，许多批量生产的产品都离不开模具，而电火花加工是制造模具的最主要技术之一。电火花加工仿形逼真以柔克刚，只要是导电的材料均可加工，而不受硬度、脆性、粘性等材料特性的限制，这是其他加工方法无法比拟的。电火花加工的另一个特点是可进行精密微细加工，微小孔、异型腔等的微细加工是其他设备无法替代的。这些特点决 从技术发展过程来看，电火花加工技术经历了手动电火花加工、液压伺服、直流电机、步进电机、交流伺服电机等一系列过程。控制系统也越来越复杂，从
电火花加工实验 一、实验目的 1、了解电火花成型加工的原理、特点和应用。 2、了解编制电火花成型加工程序的方法。 3、了解电火花成型加工机床的操作方法。 二、实验内容 1、讲解电火花成型加工机床的组成、原理、特点及应用。 2、演示电火花成型加工机床的加工过程。 3、熟悉电火花成型加工机床加工零件的过程。 三、实验设备 EDM-300电火花成型加工机床一台，电极 四、电火花成型加工简介 1、电火花成型加工的原理、特点和应用 原理：电火花成型加工是电火花加工的一种，其基本原理如图1所示。 被加工的工件做为工件电极，紫铜（或其它导电材料如石墨）做为工具电极。脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到工件电极和工具电极上，此时工具电极和工件均被淹没在具有一定绝缘性能的工作液（绝缘介质）中。在轴伺服系统的控制下，当工具电极与工件的距离小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，两极间最近点处的工作液（绝缘介质）被击穿，工具电极与工件之间形成瞬时放电通道，产生瞬时高温，使金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来，使局部形成电蚀凹坑。这样以很高的频率连续不断地重复放电，工具电极不断地向工件进给，就可以将工具电极的形状“复制”到工件上，加工出需要的型面来。 特点：（1）由于脉冲放电的能量密度高，使其便于加工用普通的机械加工难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的零件，并不受材料及热处理状况的影响。 （2）电火花加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小，工具电极不需要比加工材料硬，即可以柔克刚，故电极制造更容易。 应用：电火花成型加工一般应用在加工各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的导电材
料，并且常用于模具的制造过程中。 2、实现电火花加工的条件 1）工具电极和工件电极之间必须加以60V~300V的脉冲电压，同时还需维持合理的工作距离——放电间隙。大于放电间隙，介质不能被击穿，无法形成火花放电；小于放电间隙，会导致积炭，甚至发生电弧放电，无法继续加工。 2）两极间必须充放具有一定绝缘性能的液体介质。电火花成型加工一般用煤油做为工作液。 3）输送到两极间的脉冲能量应足够大。即放电通道要有很大的电流密度，一般为 104～109A/cm2。 4）放电必须是短时间的脉冲放电。一般放电时间为1цs~1ms。这样才能使放电产生的热量来不及扩散，从而把能量作用局限在很小的范围内，保持火花放电的冷极特性。 5）脉冲放电需要多次进行，并且多次脉冲放电在时间上和空间上是分散的，避免发生局部烧伤。 6）脉冲放电后的电蚀产物应能及时排放至放电间隙之外，使重复性放电能顺利进行。 电火花加工过程见图2所示。 五、电火花成型加工机床的组成 组成：包括机床本体、脉冲电源、轴伺服系统（Z轴）、工作液的循环过滤系统和基于窗口的对话式软件操作系统。 1、机床本体：床身、工作台、主轴箱等组成。 1）床身：主要用于支承和连接工作台等部件，安放工作液箱等。 2）工作台：用于安装夹具和工件，并带动工件在X、Y向作往复运动。 3）主轴箱：用于装夹工具电极，并带动工具电极作Z向往复运动。 2、脉冲电源：其作用是把50Hz交流电转换成高频率的单向脉冲电流。加工时，工具电 极接电源正极，工件电极接负极。 3、轴向伺服系统：其作用是控制Z轴的伺服运动。 4、工作液循环过滤系统：由工作液、工作液箱、工作液泵、滤芯和导管组成。工作液起 绝缘、排屑、冷却和改善加工质量的作用。每次脉冲放电后，工件电极与工具电极之间
第三篇数控电火花成型机床实验 实验一基本操作 一、实验目的 1. 了解该机床的坐标系统； 2. 了解该机床的基本特性； 3. 了解该机床工作原理； 4. 了解对一个编程的编制、调用及加工过程； 5. 掌握开机、关机的操作步骤； 6. 熟练掌握手控盒各键的操作； 7. 掌握回原点的操作步骤； 8. 掌握各功能页面的相互切换。 二、实验设备 1. 数控电火花成形机； 2. 铜棒料?20X100mm； 3. 钢板200X200X30mm。 三、实验要求 1. 装夹电极要牢固，工件装夹在工作台的有效区内； 2. 机床在运动过程中，实习人员不准用手触摸电极及工件； 3. 实习人员必须在指导教师指导下进行操作，不得擅自独立操作。 四、实验内容 1. 开机操作过程 （1）打开电源主开关（如图III_1-1所示，在数控电源柜的左侧）； （2）打开急停按钮（位于控制面板及工作台两处）； （3）按电柜控制面板上的绿色按钮，系统NC即启动，屏幕上显示出如图III_1-2所示准备屏的画面； （4）按电柜控制面板上的白色按钮，系统动力部分即启动； 2. 回原点操作过程（返回机床的绝对零点） （1）开机显示准备屏后，按键盘上的光标键，选择回原点模块，再按键盘上的Enter 键开始执行，这时回原点功能块变为黄色，光标在选择区开始处（见回原点页面示意图III_1-3）； （2）仔细检查机床回原点的路径有无障碍，用键盘上的↑或↓键，将光标移到三轴回原点处； （3）按键盘上的Enter键开始执行，回原点的顺序为Z、Y、X及C轴，当达到原点后， 56
各轴显示的坐标值自动变为零； 图III_1-1 SF211电火花机床外形图 图III_1-2 准备屏示意图 （4）也可以用键盘上的↑或↓键，选定一个轴，单独回原点。 3. 利用手动盒移动机床各轴 （1）选择手控盒上的点动速度选择键（如图III_1-4所示），开机后系统默认为中速， 57