电火花加工间隙状态的鉴别与检测方法
西安交通大学 连 芩 唐一平 卢秉恒
摘 要 现代工业控制已进入到智能控制阶段,为了获得被控对象准确的工作情况并对其进行控制,它要求更先进的检测作为前置支撑技术。本文就电火花加工(EDM)的智能控制,对检测环节提出一种新的检测间隙电压的方法和工作原理,并设计了试验装置。
Abstract Monitoring the gap conditions of EDM machining process is a problem which could be slid over the development of EDM machining equipment.A new EDM discharge2status detector is developed through the analysis on features of the gap2discharge https://www.doczj.com/doc/2a16947365.html,ing this device,we can easily distinguish normal discharge machning with abnormal status.It offers a supporting technology of intelligent control over the EDM process.
关键词 电火花加工 间隙电压 鉴别和检测
1 引言
电火花加工(EDM)因其独特的优点和在模具制造中举足轻重的作用,使其加工过程控制最优化与加工设备智能化成为科技工作者的主攻方向之一。
智能控制的概念最早出现于60年代。智能控制系统具有自学习和自适应能力,能自主地调节自己的控制结构、参数方法,进行决策规划或广义问题求解,以完成任务。加工过程智能控制目前主要包括三个方面:(1)专家控制;(2)模糊控制;(3)神经网络控制。
智能控制实质上是一种预测控制———预测模型、滚动优化和反馈校正。它把电火花加工控制从严格的数学模型束缚中解脱出来,将过程作为“黑箱”处理,完全撇开对系统的内部描述,用隶属函数来刻画和描述定性信息,达到模拟熟练操作者的思维方式,根据当前的加工状态和前一次的抉择来调整参数,进而实现提高加工效率和稳定加工过程的目的。因此,首要解决前提问题———“黑箱”的输入参数和输出参数是什么,以及需检测和控制什么参量,必须结合电火花加工的特殊工艺规律来决定。
进一步的研究表明,主轴伺服进给、电机提升(抬刀)、放电间隙调节是EDM的主要控制量。事实上至今EDM激励也没有令人满意的解释,对EDM放电间隙状态的检测是EDM智能控制不可
收稿日期:1999-11-29回避的难点。所以必须应用新的先进技术得到准确的放电间隙情况,给研究和实现EDM过程的智能控制提供前置技术支撑。
2 电火花加工过程的控制和间隙放电状态的鉴别
众所周知,电火花放电加工时,放电须是短时间的脉冲放电。持续时间一般为10-6～10-3s。如放电时间等于或大于10-2s,则转变为电弧放电,从而使加工不能正常进行。因此要实时地在微秒级或毫秒级对众多复杂的变化因素进行检测并加以控制。
电火花加工过程控制的目标是:(1)确保避免电弧放电损伤工件,保持稳定的加工状态;(2)满足加工表面粗糙度、精度等各种规格的参数;(3)尽可能满足高速加工的要求。因此首先遇到的问题就是要有高灵敏度的EDM自动控制单元。
与其他传统加工方法相比,电火花加工过程是一个较慢的过程,因此它的控制目标函数就是在保证表面质量和加工精度的条件下,以最短的加工时间(最快的加工速度)来实现。电火花加工控制系统结构框图如图1所示。
实现电火花加工,必须使工具电极和工件间维持合理的距离,在该距离范围内,既可满足脉冲电压不断击穿介质,产生火花放电,又可适应在火花通道熄灭后介质消电离(消除电离子影响)及排出蚀除产物的要求。这段距离称之为“加工间隙”或“放电间隙”。间隙是否合理,受到脉冲电压、火花通道的能
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图1 电火花加工控制系统结构框图
量及介质的介电系数等因素的制约。一般情况下,电火花加工的放电间隙在数微米到数百微米范围内。且在一定时间范围内脉冲放电集中在某一区域;在另一段时间内,则应转移到另一区域。只有如此,才能避免积碳现象,进而避免发生电弧和局部烧伤。因此,放电间隙是控制的主要对象。目前在许多机床上采用间隙电压作为反映间隙大小的传感信号,当间隙偏大时,由于短路和短的击穿延时,U值也小。无论如何,随着间隙电压的增加,放电间隙也增大。这样,加工过程中不可连续测量的放电间隙大小就可用连续测量加工间隙电压的方法来获得。但是,间隙电压与其它控制参数之间的交互作用很大。因此准确检测电火花放电间隙状态已成为不可回避的问题。
研究电火花加工过程单个脉冲波形的“时态”有五种基本形态,即正常火花放电、过渡电弧(可恢复性不稳定电弧)、稳定电弧、短路、开路(空载)。它们的特点是:
(1)正常火花放电:放电期间放电电压波形上有高频杂波分量出现,峰值大,有击穿延时现象。而在形成火花放电过程中,电压电流波形平直,规律性整齐。见图2。
(2)过渡电弧:放电期间放电电压波形上,高频杂波分量几乎没有,击穿延时也不明显,波形无规律。这种波形可通过伺服控制恢复为正常火花放电,也可因间隙状态变化而自行恢复为正常火花放电。因此它是作为理论研究提出的,实际加工控制过程中不需要专门测量(本文不考虑这一状态)。
(3)稳定电弧(不可恢复烧伤性稳定电弧):在间隙放电条件恶劣的情况下,如深孔加工时,稳定电弧形成而烧伤工件,这时工具电极及工件表面都会形成局部凸包或凹坑,电压及电流波形都很光滑,形成烧弧后,如不擦除黑斑,加工过程不可能自行恢复正常。见图3。
(4)短路:电压很低,电流波形光滑。虽然短路本身不蚀除工件,也不损伤电极,但在短路处造成了一个热点,当短路消除时易引发拉弧。
(5)开路:间隙加工介质没有被击穿
。
图2 正常火花放电电压、
电流波形图
图3 稳定电弧放电电压、电流波形图
为了清晰地描述放电间隙状态,文中给出的间隙状态图是经过处理的。在实际电火花加工过程中,这五种类型都可能出现,甚至在一个脉冲单元中同时出现。短路、开路的情况好区别,本文不作详细说明。正常火花放电和稳定电弧放电这两种状态的电压、电流幅值特征较接近,如仅用电压和电流的幅值来区分是较困难的,因为它们的间隙电压和电流幅值差别小,而且随着工艺规准的变化还在一定范围内波动。
70年代以来的检测技术主要有两种:高频检测法和击穿延时法。由于光电技术的引入,我们采用新的方法———设置门槛电压法。从检测放电间隙电压入手,应用光电耦合器屏蔽干扰,采集信息接入PC机处理。
3 电火花放电间隙状态检测方法及工作原理
3.1 高频检测法
高频检测法是通过间隙电压上高频分量的检测来区分火花放电与电弧放电。在火花放电时,间隙电压存在着强而稳定的高频分量(频率从几兆到几
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十兆);而电弧放电时,间隙电压的高频分量很弱,甚至不存在。因此可将间隙电压上的高频信号进行提取、放大、比较,作为区分火花放电和电弧放电的依据。这种方法不仅可区分火花放电和电弧放电,还可将电弧放电进一步区分为稳定电弧放电或是过渡电弧放电,但难以对单个脉冲的放电状态进行判断,且电路复杂、稳定性较差。
3.2 击穿延时法
击穿延时法是根据火花放电时存在一定的击穿延时时间,而电弧放电时一般没有击穿延时时间而设计的。尽管它不能区分过渡电弧放电与稳定电弧放电,并且对单个脉冲内出现的放电状态转换不能有效地区分,但其优点是可对单个脉冲的放电状态进行判别,且检测电路为数字电路,抗干扰性及稳定性都很好,与电火花加工机床上的计算机控制系统连接也很方便。
3.3 设置门槛电压法
从前面放电间隙状态鉴别中可看到,正常火花放电与稳定电弧放电的单个脉冲是在实验室里被极精密的仪器测出来的。在实际应用中会出现各种干扰,正常火花放电和稳定电弧放电的电压、电流特性相似,难以区分。而且,即便被测到也没有标准可让计算机识别。采用设置门槛电压法可解决这个问题。
设置一个参考电压,介于电弧放电与火花放电之间。用放大器线性方法检测火花放电和电弧放电的电压值,利用光电耦合器使它们呈现正比关系。在正常放电电压时,光电耦合器(G D)基本处于截止,在电弧放电时基本处于饱和。如图4所示设置参考电平U ref1。设置门槛电压法由此得名。由于光电耦合器的作用,不仅是正常火花放电和稳定电弧放电的判别变得简单,电路简化,还可大大抑制电路干扰,将机床强电系统与数字系统完全隔离分开。
图4 正常火花放电脉冲与电弧脉冲
在光电耦合后输出的波形
a———正常火花放电脉冲输出, b———电弧脉冲输出
加工中,放电两极的脉冲电压值很高,达几十伏到几百伏,必须预处理电路对间隙电压分压。将衰减后的间隙电压通过光电隔离、运算放大后再输入到采样电路中。由于从安全角度考虑,电火花加工机床的一个电极接地,接地线又和交流电源的中线相通,因而除空间电磁场的耦合外,还有地线的直接耦合。EDM放电间隙不仅是加工区,也是一个很强的高频电磁场干扰源,其频带范围以10～60MHz最强,实验证明,在最大电流的精加工中系统的干扰最强。要使A/D采样不会受到干扰,达到强电与弱电的隔离,放电间隙状态检测接口电路中的隔离采用线形光电隔离技术。
控制的目的是在稳定加工下尽量保持火花放电状态。前面把放电过程描述为四种基本状态:正常火花放电、稳定电弧放电、短路、开路。定时记录放电状态出现的时间,即用时间百分比反映这四种状态及其组合:
空载率:Ψd=Σt d/Σt iΕ100%
火花放电率:Ψe=Σt e/Σt iΕ100%
稳定电弧率:Ψa=Σt a/Σt iΕ100%
短路率:Ψs=Σt s/Σt iΕ100%
式中 t i———脉宽
t d———空载时间
t e———火花放电时间
t a———稳定电弧时间
t s———短路时间
这四种基本状态只有正常火花放电具有蚀除能力,其余对蚀除材料没有作用。因此控制目标是:在稳定加工前提下,尽量提高火花放电率Ψe。由于放电时间极短(10-7～10-3s),采样到单个脉冲内电压波形的变化非常困难,实用意义不大,于是用定量脉冲数与正常火花放电数的比值作为控制伺服参考电压的参量,将监控的输入参量确定为稳定加工时单位脉冲出现的火花放电次数。
4 实验装置及工作原理
4.1 实验装备
(1)D K7180(HCD800ZK)大型精密数控电火花成形机,配MDVA-105K脉冲电源柜和MD-P5扩展柜;
(2)PC-2000系列PC/386/486/586专用AD 卡PS-2117;
(3)放电间隙检测分压接口电路;
(4)放电间隙状态判别与逻辑电路;
(5)计数及与PC机接口电路。
4.2 接口电路的工作原理
(1)放电间隙检测分压接口电路
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它将机床强电系统与数字系统分开。
(2)状态检测电路
状态检测的依据是放电脉冲各种不同状态分量电压的特点。在接口电路完成后开始采集数据,包括脉冲电源输向间隙的同步等宽触发脉冲U p 2、接口电路处理后的放电间隙电压U 0(如图5)。图中电阻器R 1、R 2、R 3、R 4选用合适值可使光电耦合器G D 1、G D 2分别工作于截止与饱和两种工作状态。在分流器W 1、W 2、W 3、W 4的作用下,光电耦合器G D 3、G D 4输入、输出关系在某一电压范围内具有线性放大特性。输出结果为:①反相电源脉冲的内部同步等宽触发信号a (用于作为矩形计时窗和外部中断读与清零的源脉冲);②当R 1输入为低电平,输出高电平信号b (短路信号);③输出正常火花放电的截止电压或稳定电弧放电的饱和电压信号c ;④高电平空载(开路)信号d (这里需要一个参考电平U ref2)
。
图5 取样、光电耦合和局部放大电路原理图
于是根据a 、b 、c 、d 端不同的高低电平,就获得了具有明显差别的不同放电状态。我们只需要设置参考电平U ref1、U ref2,通过比较器comp 1和comp 2逻辑电路组合获得各状态分量:短路信号E 1、正常火花放电E 2、稳定电弧放电E 3、开路放电E 4(原理见图6)
。
图6 状态判别逻辑原理图(3)高频计数与PC 机接口
事实上经过前面电路的处理,我们得到了电源
脉冲内部同步触发信号a ,用这些信号作用于计数
器,完成对E 1、E 2、E 3、E 4分离计数。考虑到微机控制系统运算与终端输入输出的时间损耗,把信号a 进行二分频和四分频得到a 1、a 2,a 、a 1、a 2三者相与得到矩形脉冲窗E ,E 再分别与E 1、E 2、E 3、E 4组合,得到计数器的计数选通信号E 1、E 2、E 3、E 4(即实验时的取样周期等于4个放电脉冲周期之和)。这一部分在实验的初级阶段由软件实现。
6 总结
本实验目的是在线实时采集和检测放电间隙状态的情况。特别是检测正常火花放电与稳定电弧的在线区别。数据采集后的处理完全由程序解决。该程序由C 语言编写,因此带来了一个不容忽视的问题———存在较高的时间损耗。建议在以后的工作中采用硬件,如应用可编程逻辑门阵列器件EPLD A TV2500进行逻辑运算,并用汇编语言编写程序,会大大加快软件的处理速度,甚至采集到准确的各种放电间隙状态延迟的时间。待整个过程包括放电间隙接口电路、状态鉴别、计数及PC 机接口技术成熟之后,考虑用集成电路板将它们综合制成EDM 智能控制卡,接在PC 机ISA 总线槽直接进行模数和数模转换,为智能控制在EDM 的应用提供硬件支持。
本文提出将监控的输入参量确定为稳定加工时
单位脉冲出现的火花放电次数,需要进一步试验以验证其可行性。但它为电火花型腔加工的状态检测提出了一种新的尝试。
本文所述的实验装置是用来进行实时采集电火花加工过程中间隙电压的数据,仅仅需要制作软件便可进行实时数据处理和在线控制。而且本实验引入IPC 机作为EDM 加工过程监测和控制的硬件平台,不仅可方便地解决人机界面问题,对CAD/CAM 软件择优直接用于数据系统,更重要的是就有可能在微机上模拟加工过程进行实时处理和控制。
参 考 文 献
1 卢存伟.电火花加工工艺学.北京:国防工业出版社,1998 2 金庆同.特种加工.北京:航天工业出版社,1998.
3 楚振斌.间隙特性的实验与分析———放电间隙与加工电压.电加
工,1985(5)
4 叶树林.电火花放电间隙状态检测模快的设计 电加工,1999(4)5 张云.电火花加工过程智能控制策略研究:〔博士学位论文〕.杭
州:浙江大学,1999.
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《先进制造技术》课程学习报告 题目：电火花加工技术概述 专业：机械类 姓名：喻娇艳 年级：2013级 班级：机械类 1306 班 学号：201303164193 武汉科技大学机械自动化学院 2016年 6月 10日
电火花加工技术概述 喻娇艳 （武汉科技大学机械自动化学院, 湖北 ,武汉） （13 级机械类专业,学号 201303164193 ） 摘要：电火花加工（ Electrospark Machining ）在日本和欧美又称为放电加工（ 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,本文从电火花加工的 研究现状、基本原理、发展前景等三方面加以论述关键词：电火花加工的研究现状基本原理 . 发展前景 Summarize of Electrospark Machining Technique YU Jiao-yan (College of Machinery and Automation, WuHan University of Science and Technology, HuBei WuHan 430074) Abstract : Electrospark Machining Technique is also called Electrical Discharge Machining(EDM) in Japan and Occident,it ’s a new technology of machining using electrical and heat energy directly.This article discusses it in addition in three aspects including it ’s research status,fundamental principle,future prospects,etc. Keywords: Research status;Fundamental principle; Future prospects 1、前言 从前苏联科学院拉扎连柯夫妇在1943 年研制出世界上第一台实用化电火花加工装置以 来,电火花加工已有 70 多年的历史 ,发展速度是惊人的 ,目前已广泛应用于机械、宇航、航空、电子、电机、仪器仪表、汽车、轻工等行业,它不仅是一种有效的机械加工手段,而且已经成为在某些场合不可替代的加工方法.例如 ,在解决难、硬材料及复杂零件的加工问题时,应用电火花加工技术十分有效 . 据统计 ,目前电火花加工机床的市场占有率已占世界机床市场的6%以上 .而且随着科学技术的不断发展 ,现代制造技术极其相关技术为电火花技术的发展提供了良好机遇.柔性制造、人工智能技术、网络技术、敏捷制造、虚拟制造和绿色制造等现代制造技术正逐渐渗透到电 火花加工技术中来 ,给电火花加工技术的发展带来了新的生机.近年来 ,国内外很多研究机构对电火花加工技术进行了大量的研究,并且在许多方面取得了显著进展[1-5]. 2、电火花加工技术的研究现状 经过60 多年的发展,电火花加工技术已日趋完善.2011年第十二届中国国际展览会 上 ,40余家国内外特种设备生产商携机参展.在高速铣削技术日趋成熟且飞速发展的今天,包
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！
中华人民共和国国家标准GB 4599—94 汽车前照灯配光性能 Photometric characteristics 代替GB 4599—84 of headlamps for motor vehicles 1 主题内容与适用范围 本标准规定了汽车前照灯配光性能、试验方法和检验规则。 本标准适用于M、N类汽车使用的各种类型的前照灯。 2 引用标准 GB 4785汽车及挂车外部照明和信号装置的数量、位置和光色 3 术语 3．1 配光 灯具发射可见光的光度（照度或发光强度等）分布。 3．2 近光 当车辆前方有其他道路使用者时，不致使对方眩目或有不舒适感所使用的近
距离照明光束。 3．3 远光 当车辆前方无其他道路使用者时，所使用的远距离照明光束。3．4 配光镜 根据配光性能要求，由一种或一种以上的光学单元组合的透镜。3．5 灯光组 配光镜、反射镜和光源（灯泡或发光灯丝组件）等的组合体。3．5．1 封闭式灯光组 结合成一个不可拆整体的灯光组。 3．5．2 半封闭式灯光组 配光镜与反射镜固定结合，灯泡可拆卸更换的灯光组。 3．6 封闭式前照灯 采用封闭式灯光组的前照灯。 3．7 半封闭式前照灯
采用半封闭式灯光组的前照灯。 3．8 单光束 一灯光组中仅有一根灯丝产生的近光或远光。 3．9 双光束 一灯光，组申有两根灯丝可分别发光，一根产生近光，另一根产生远光或根据需要设计的辅助光束。 3．10 标称电压 灯泡（封闭式灯光组）上标明的电压（单位：V)。 3．11 标称功率 灯泡（封闭式灯光组）或其包装上标明的功率（单位：W）。 3．12 试验电压 测试灯泡或灯光组的光电参数时使用的端电压。 3．13 标准灯泡 测试配光性能的灯泡，具有无色的泡壳和缩小的灯丝几何尺寸公差，每一型
电火花加工工艺 1. 常用工件金属材料 1.1 钢的名称、牌号及用途 普通碳素结构钢：用于一般机器零件，常用的牌号有 A1～A7，代号 A 后的数字愈大，钢的抗拉强度愈高而塑性愈低。 优质碳素结构钢：用于较高要求的机械零件。常用牌号有钢 10～钢 70。钢 15（15 号钢）的平均含碳量为 0.15%，钢 40 为 0.40%，含碳量愈高，强度、硬度也愈高，但愈脆。 合金结构钢：广泛用于各种重要机械的重要零件。常用的有 20Cr、40Cr（作齿轮、轴、杆）、18CrMnTi、38CrMoAlA（重要齿轮、渗氮零件）及 65Mn（弹簧钢）。前边的数字 20 表示平均含碳量为 0.20%，38 表示 0.38%。末尾的 A 表示高级优质钢。中间的合金元素化学符号含义为：Mn 锰、Si硅、Cr 铬、W 钨、Mo 钼、Ti 钛、AL 铝、Co 钴、Ni 镍、Nb 铌、B 硼、V 钒。 碳素工具钢：因含碳量高，硬而耐磨，常用作工具、模具等。碳素工具钢牌号前加 T 字，以此和结构钢有所区别。牌号后的 A 表示高级优质钢。常用的有 T7、T7A、T8、T8A (13) T13A等。 合金工具钢：牌号意义与合金结构钢相同，只是前面含碳量的数字是以 0.10%为单位（含碳量较高）。例如 9CrSi 中平均含碳量为 0.90%。常用作模具的有 CrWMn、Cr12MoV（作冷冲模用）、5CrMnMo（作热压模用）。 1.2 铸铁的名称、牌号及用途 灰口铸铁：牌号中以灰、铁二字的汉语拼音第一字母为首，后面第一组数字为最低抗拉强度，第二组数字为最低抗弯强度。常用的有 HT10-26，HT15-33，HT20-40，HT30-54，HT40-68 等，用以铸造盖、轮、架、箱体等。 球墨铸铁：比灰口铸铁强度高而脆性小，常用的牌号有 QT45-0，QT50-1.5，QT60-2 等。第一组数字为最低抗拉强度，最后的数字为最低延伸率%。 可锻铸铁：强度和韧性更高，有 KT30-6，KT35-10 等，牌号意义同上。 1.3 有色金属及其合金 铜及铜合金：纯铜又称紫铜，有良好的导电性和导热性、耐腐蚀性和塑性。电火花加工中广泛作为电极材料，加工稳定而电极损耗小。牌号有 T1～T4（数字愈小愈纯）。铜合金主要有黄铜（含锌），常用牌号有 H59、H62、H80 等。黄铜电极加工时特别稳定，但电极损耗很大。 铝及铝合金：纯铝的牌号有 L1～L6（数字愈小愈纯）。铝合金主要为硬铝，牌号有 LY11～LY13，用作板材、型材、线材等。 1.4 粉末冶金材料 最常用的是硬质合金，具有极高的硬度和耐磨性，广泛用作工具及模具。由于其成分不同而分为钨钴类和钨钛类两大类硬质合金。
电火花加工原理和特点 电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加 工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。 1943年，苏联学者拉扎连科夫妇研究发明电火花加工，之后随着脉冲电源和控制系统的改进，而迅速发展起来。最初使用的脉冲电源是简单的电阻-电容回路。50年代初，改进为电阻-电感-电容等回路。同时，还采用脉冲发电机之类的所谓长脉冲电源，使蚀除效率提高，工具电极相对损耗降低。 随后又出现了大功率电子管、闸流管等高频脉冲电源，使在同样表面粗糙度条件下的生产率得以提高。60年代中期，出现了晶体管和可控硅脉冲电源，提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗，并扩大了粗精加工的可调范围。 到70年代，出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲和可调波形脉冲等电源，在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具电极损耗等方面又有了新的进展。在控制系统方面，从最初简单地保持放电间隙，控制工具电极的进退，逐步发展到利用微型计算机，对电参数和非电参数等各种因素进行适时控制。 进行电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，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，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。 在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能，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的金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中，迅速冷凝，形成固体的金属微粒，被工作液带走。这时在工件表面上便留下一个微小的凹坑痕迹，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的另一点处击穿，产生火花放电，重复上述过程。这样，虽然每个脉冲放电蚀除的金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用，就能蚀除较多的金属，具有一定的生产率。 在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙的条件下，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的形状来。因此，只要改变工具电极的形状和工具电极与工件之间的相对运动方式，就能加工出各种复杂的型面。 工具电极常用导电性良好、熔点较高、易加工的耐电蚀材料，如铜、石墨、铜钨合金和钼等。在加工过程中，工具电极也有损耗，但小于工件金属的蚀除量，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。常用的工作液是粘度较低、闪点较高、性能稳定的介质，如煤油、去离子水和乳化液等。
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。
第五章前照灯检测 前照灯检测仪是用来检测机动车前照灯配光性能和照射方向好坏的仪器。因检测方法的不同，检测仪在结构上略有差异，按光学测量方式可分为聚光式、投影式、和自动跟踪光轴式（用光电池或CCD等作传感器）等、按测试方法和功能可分为手动、电动、远光光轴自动跟踪、远近光光轴自动跟踪式。 第一节前照灯检测仪的结构与工作原理 一、投影式前照灯检测仪结构与工作原理 仪器主体由车架和受光箱两部分构成（如南华产QD-100型、佛分产FD-2型）。受光箱用以接受被检前照灯的光束并进行检测。受光箱安装在车架上，可沿立柱由电动机驱动(或摇动手轮)上下移动，并可在地面上沿轨道左右移动，外形结构见图2-5-1。 图2-5-1 灯光仪整体结构 由被检前照灯发出的光束经聚光镜会聚后，由反射镜反射到屏幕上。屏幕呈半透明状态，在屏幕上可看到光束的光分布图形。该图形近似于在10米屏幕上观察的光分部特性。屏幕上对称分布五个光检测器，如图2-5-2所示。№1及№2用以检测垂直方向的光分布，其输出电流经转换成电压
后，连接到垂直方向的指示表上。通过旋转上下刻度盘，使反光镜移动，从而使№1及№2输出信号相等，上下指示表指示为零。此时上下刻度盘指示出光轴偏移量的数值。№3及№4用以检测左右方向的光分布情况，其原理同上。由左右刻度盘指示出光轴偏移量。№5用以检测发光强度，其输出放大后由发光强度指示表指示发光强度数值。 图2-5-2光接受箱内部结构图和硅光电池板 二、自动跟踪光轴式前照灯结构与工作原理（单测远光） 仪器外形如图2-5-3所示。仪器主要由驱动机构及光接收箱构成（如佛山产全自动FD-1型、南华产全自动QD-300型）。底箱内装左右方向驱动系统及垂直方向牵引系统，以驱动仪器整机作左右方向运动及牵引光接收箱作垂直方向运动。仪器可沿导轨左右移动整个设备。 图2-5-3 全自动前照灯检测仪外形结构 在光接收箱内部有一透镜组件（图2-5-4）。在光接受箱的正面装有上下左右四个光电池，用
第三章 电火花加工工艺规律 3.1 电火花加工的常用术语 电火花加工中常用的主要名词术语和符号如下： 1．工具电极 电火花加工用的工具是电火花放电时的电极之一，故称为工具电极，有时简称电极。由于电极的材料常常是铜，因此又称为铜公(如图3-1所示)。 图3-1 电火花加工示意图2．放电间隙 放电间隙是放电时工具电极和工件间的距离，它的大小一般在0.01～0.5 mm 之间，粗加工时间隙较大，精加工时则较小。 3．脉冲宽度ti(μs) 脉冲宽度简称脉宽(也常用ON 、TON 等符号表示)，是加到电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间(如图3-2所示)。为了防止电弧烧伤，电火花加工只能用断断续续的脉冲电压波。一般来说，粗加工时可用较大的脉宽，精加工时只能用较小的脉宽。 图3-2 脉 冲参数与脉冲电压、电流波形4．脉冲间隔to(μs)) 脉冲间隔简称脉间或间隔(也常用OFF 、TOFF 表示)，它是两个电压脉冲之间的间隔时间(如图3-2所示)。间隔时间过短，放电间隙来不及消电离和恢复绝缘，容易产生电弧放电，烧伤电极和工件；脉间选得过长，将降低加工生产率。加工面积、加工深度较大时，脉间也应稍大。 5．放电时间(电流脉宽)te(μ s) 21—工具电极；2—工件； 3—脉冲电源；4—伺服进给系统
放电时间是工作液介质击穿后放电间隙中流过放电电流的时间，即电流脉宽，它比电压脉宽稍小，二者相差一个击穿延时td 。ti 和te 对电火花加工的生产率、表面粗糙度和电极损耗有很大影响，但实际起作用的是电流脉宽te 。 6．击穿延时t d (μs) 从间隙两端加上脉冲电压后，一般均要经过一小段延续时间t d ，工作液介质才能被击穿放电，这一小段时间t d 称为击穿延时(见图3-2)。击穿延时t d 与平均放电间隙的大小有关，工具欠进给时，平均放电间隙变大，平均击穿延时t d 就大；反之，工具过进给时，放电间隙变小，t d 也就小。 7．脉冲周期t P (μs) 一个电压脉冲开始到下一个电压脉冲开始之间的时间称为脉冲周期，显然t P =t i +t o (见图3-2)。 8．脉冲频率f P (Hz) 脉冲频率是指单位时间内电源发出的脉冲个数。显然，它与脉冲周期t P 互为倒数，即 9．有效脉冲频率f e (HZ) 有效脉冲频率是单位时间内在放电间隙上发生有效放电的次数，又称工作脉冲频率。 10．脉冲利用率λ 脉冲利用率λ是有效脉冲频率f e 与脉冲频率f p 之比，又称频率比，即亦即单位时间内 有效火花脉冲个数与该单位时间内的总脉冲个数之比。 11．脉宽系数τ 脉宽系数是脉冲宽度t i 与脉冲周期t p 之比，其计算公式为 12．占空比ψ 占空比是脉冲宽度t i 与脉冲间隔t o 之比，ψ=t i /t o 。粗加工时占空比一般较大，精加工时占空比应较小， 否则放电间隙来不及消电离恢复绝缘，容易引起电弧放电。 13．开路电压或峰值电压(V) 开路电压是间隙开路和间隙击穿之前td 时间内电极间的最高电压(见图3-2)。一般晶体管方波脉冲电源的峰值电压=60～80 V ，高低压复合脉冲电源的高压峰值电压为175～300 V 。峰值电压高时，放电间隙大，生产率高，但成形复制精度较差。 14．火花维持电压 火花维持电压是每次火花击穿后，在放电间隙上火花放电时的维持电压，一般在25 V 左右，但它实际是一个高频振荡的电压(见图3-2)。 15．加工电压或间隙平均电压U(V) 加工电压或间隙平均电压是指加工时电压表上指示的放电间隙两端的平均电压，它是多个开路电压、火花放电维持电压、短路和脉冲间隔等电压的平均值。 16．加工电流I(A) 加工电流是加工时电流表上指示的流过放电间隙的平均电流。精加工时小，粗加工时大，间隙偏开路时小，间隙合理或偏短路时则大。 17．短路电流Is(A) p p 1t f = p e f f =λo i i p i t t t t t +==τ
电火花加工工艺 模具制造行业中,电火花加工是一种很很普通和极重要的加工方法之一:其加工原理是电极(阳极)进入钢件(阴极)成型的一个过程.为了提高具制作效率和加工质量,火花加工工艺越需要规范化,合理化. 一.放电加工的工艺流程. 1).仔细审图,确定加工方向,加工尺寸. 2).去除工件,铜公毛刺,清洁磁台,以便找数的准确性,确保加工出来之产品误差减小到最小.. 3).装夹并校正工件,铜公,并找出加工坐标. 4).根据加工工位的实际情况,合理地选用各参数,以便达到最好的加工效果和最快的加工效率.[下载自管理资源吧] 5)根据加工工位的排渣的难易度选择冲油方,式切忌过猛和逆向冲油,否则会导致积碳的产生而损坏工件和过猛冲油引起放电不均而使工件深度不一. 6).放前可模拟试放一次,可确认现加工中的坐标是否与图纸要求的数据相符,尽早地发现由于错误加工带来不必要的损失.当确定准确无误,方可开始放电加工. 7).开始放电之后,还应检查各参数设定是否合理,可根据加工情况修改不合理之参数,以达到最好的加工效果. 8).开始放电之后,要保证勤巡加工,确保加工中出现的不良状况能得到实时解决. 9).当工件加工完之后,仔细检查加工形状,加工尺寸是否与要求相符,确保加工出来之工件质量无误. 二.放电参数的主要攻能及它的设定选择: 1).电流:(又叫低压电流)它主要决定加工速度和表面精细度,设定值愈大,加工速度愈快,表面粗细度就愈精;反之,则速度慢,表面精细度愈细.当加工时,可根据放电的余量和铜公的数量(一般可粗,中,精三种,特殊则只为一个粗或一个精公),以及加工的实际情况来设定所需之电流.在允许范围内,书量用到偏大范围,这样可保证加工效率. 2).放电幅:由于机床的不同,它分为分段式和直接输入式两种.总之,它所表示的设定值愈小,表示放电频率高,加工物表面精细度愈细,电极消耗愈大;反之放电频率低,加工物表面粗细度愈粗,电极消耗愈小.可根据实际情况配合电流的大小使用,设定电幅时,选择放电时间长短,与电流配合可决定工件表面粗细度.电极消耗,加工速度,在同一电流放电时,放电时间愈短,表面精度愈佳.但电极消耗较大,放电时间长,表面精度愈粗.但电极消耗较大,低消耗加工时,放电时间
毕业论文（设计） 课题名称电火花加工间隙状态的鉴别与检测方法 目录 摘要 (2) 关键词 (2) 引言 (3) 一、高频检测法 (4) 二、击穿延时法 (5) 三、间隙电压(电流)的检测法 (5) 四、放电间隙状态的识别 (6) （一）传统识别方法 (6)
（二）智能识别方法 (6) 结论 (9) 参考文献 (9) 电火花加工间隙状态的鉴别与检测方法 摘要 现代工业控制已进入到智能控制阶段，为了获得被控对象准确的工作情况并对其进行控制，它要求更先进的检测作为前置支撑技术。本文简要介绍了电火花间隙放电的状态分类和特征，电火花加工间隙常见检测方法以及检测间隙电压(电流)的常见电路。对放电状态的识别方法进行了总结，主要包括传统识别方法和智能识别方法(模糊法、神经网络法、模糊神经法、小波分析法等)，指出了其优缺点。对放电间隙检测与识别技术的发展方向进行了展望。 关键词 电火花加工；间隙电压(电流)法；间隙检测；放电状态识别
引言 实现电火花的加工，必须使工具电极和工件间维持合理的距离，在该距离范围内，既可满足脉冲电压不断的击穿介质，产生火花放电，又可适应在火花通道熄灭后介质消电离（消除电离子影响）及排出蚀除产物的要求。这段距离称之为“加工间隙”或“放电间隙”。间隙是否合理，受到脉冲电压、火花通道的能量及介质的介电系数等因素的制约。一般情况下，电火花加工的放电间隙在数微米到数百微米范围内。且在一定时间范围内脉冲放电集中在某一区域；在另一段时间内，则应转移到另一区域。只有如此，才能避免积碳现象，进而避免发生电弧和局部烧伤。因此，放电间隙是控制的主要对象。目前在许多机床上采用间隙电压作为反映间隙大小的传感信号，当间隙偏大时，由于短路和短的击穿延时，U 值也小。无论如何，随着间隙电压的增加，放电间隙也增大。这样，加工过程中不可连续测量的放电间隙大小就可用连续测量加工间隙电压的方法来获得。但是，间隙电压与其它控制参数之间的交互作用很大。因此准确检测电火花放电间隙状态已成为不可回避的问题。 电火花放电状态可分为开路、正常火花放电、过渡电弧放电、稳定电弧放电和短路五种放电状态（如图1），这五种放电状态具有以下特征： (一) 开路。间隙加工介质没有被击穿。 (二) 正常火花放电。放电瞬间放电电压波形上有高频杂波分量出现，峰值大，有击穿延时现象。而在形成火花放电过程中电压电流波形平直规律性整齐。 (三) 稳定电弧放电（不可恢复烧伤性稳定电弧）：在间隙放电条件恶劣的情况下，如深孔加工时，稳定电弧形成而烧伤工件，这时工具及工件表面都会形成局部凸包或凹坑。产生稳定电弧时，其电压波形及电流波形都很平滑，形成烧弧后，如果不擦除黑斑，加工过程不可能自行恢复正常。 (四) 过渡电弧放电。放电期间放电电压波形上，高频杂波分量几乎没有，击穿延时也不明显，波形无规律。这种波形可通过伺服控制恢复为正常火花放电，也可因间隙状态变化而自行恢复为正常火花放电。因此它是作为理论研究提出的，实际加工控制过程中不需要专门测量。 (五) 短路。电压很低，电流波形光滑。虽然短路本身不蚀除工件，也不损伤电极，但在短路处造成了一个热点，当短路消除时易引发拉弧。
先进制造技术结课论文题目：电火花加工参数影响加工精度简析 学生 学院机电工程学院 专业机械工程 学号
电火花加工参数影响加工精度简析 摘要：随着我国机械制造业的快速发展，电火花加工技术在民用和国防工业中的应用越来越多，特别是数控电火花成形加工机床和数控电火花线切割加工机床不仅在模具制造业中广泛应用，而且在一般机械加工企业中逐渐普及。本篇要点是电火花加工的精度，通过对放电间隙的大小及其一致性、工具电极的损耗及其稳定性和“二次放电”去改善，提高电火花加工精度。 关键词：电火花；线切割；二次放电；加工精度
引言 随着现代工业的深入发展，越来越精密化的市场需求，对企业也提出了更高的加工精度要求，使高精密模具制造能力成为企业的核心竞争力。公司原±0.005mm的电火花加工精度，已不能满足松下、住友、高野精密、技研新阳等越来越多客户，提出的模具工件电火花加工尺寸±0.002mm、清角加工R0.02mm以下高精度要求。只有满足客户的高精度加工要求，公司才可能实现高精密模具从国外进口到国内制造，降低模具制造成本，提升企业竞争力。 1 电火花加工原理 电火花加工是一种利用电能和热能进行加工的新工艺，俗称放电加工（EDM）。电火花加工与一般切削加工的区别在于，电火花加工时工具与工件并不接触，而是靠工具与工件间不断产生的脉冲性火花放电，利用放电时产生局部、瞬时的高温把金属材料逐步蚀除下来，由于在放电过程中有可见火花产生，故称电火花加工。 电火花加工是基于在绝缘的工作液中工具和工件之间脉冲性火花放电局部、瞬时产生的高温，是工件表面的金属熔化、气化、抛离工件表面的原理。 电火花加工的原理图如下图所示，当工件与工具两电极间电压加到直流 100V左右，极间某一间隙最小处或绝缘强度最低处介质被击穿引起电离并产生火花放电，产生瞬时高温，使工具与工件表面蚀除掉一小部分金属，各自形成一个小凹坑。然后经过一段时间间隔，排除电蚀产物和介质恢复绝缘，再在两级间加电…，如此连续的重复放电，工具电极不断地向工件进给就可将工具的形状复制在工件上，加工出所需要的零件。 电火花加工原理图
汽车技术等级评定的检测方法 1 主要内容与适用范围 本标准规定了汽车技术等级评定的检测方法。 本标准适用于公路及城市道路上行驶的总质量26t以下(含26t)的汽车和总质量45t以下(含45t)的汽车列车。 2 引用标准 GB3798 汽车大修竣工出厂技术条件 GB/T 3845 汽油车排放污染物的测量试怠速法 GB/T 3846 柴油车自由加速烟度的测量滤纸烟度法 GB 4599 汽车前照灯配光性能 GB 5624 汽车维修术语 GB 7258 机动车运行安全技术条件 GB 7454 机动车前照灯使用和光束调整技术规定 GB/T 12480 客车防雨密封性试验方法 3 检测方法 3.1 动力性 3.1.1 检测项目 a.发动机功率； b.底盘输出功率； c.汽车直接档加速时间 3.1.2 检测方法 3.1.2.1 用发动机无外载测功仪(以下简称测功仪)检测发动机功率。 a.起动发动机，并预热至正常热状态，与此同时接通测功仪电源，连接传感器； b.按仪器使用说明书进行操作； c.从测功仪上读取(或换算成)发动机的功率值。 3.1.2.2 用汽车底盘测功机检测底盘输出功率。 a.起动发动机，变速器顺序换至直接档(无直接档的用最高档)，使汽车预热至正常热状态； b.测量时，使变速器在直接档，逐渐加大节气门开度，同时对测功机加载，直到节气门全开，发动机达到额定转速； c.车速稳定后，读取车速值及测功机显示的功率值； d.换算成发动机功率。 3.1.2.3 用装有模拟质量的底盘测功机检测汽车直接档加速时间。 测量规定车速段的加速时间，再换算成发动机功率。 3.2 燃料经济性 3.2.1 检测项目 汽车等速百公里油耗。 3.2.2 检测方法 用底盘测功机检测等速百公里油耗。 起动发动机，使汽车运转至正常热状态。在测功机上变速置直接档(无直接档的用最高档)，测功机加载至限定条件，使汽车稳定在测试车，测量燃料消耗量，并换算成百公里燃料消耗量。 3.3 制动性 3.3.1 检测项目 a.制动力； b.制动力平衡； c.车轮阻滞力； d.制动系统协调时间； e.驻车制动力。 3.3.2 检测方法 用滚筒反力式制动检验台及轮重仪检测制动力、制动力平衡、车轮阻滞力、制动系统协调时间、驻车制动力。
电火花加工技术 摘要：电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。本文简要介绍了电火花加工技术的发展历程、国内外研究现状以及未来发展趋势。 关键词：电火花加工；发展历程；现状；发展趋势 一、电火花加工简介 电火花加工（英语：Electrical Discharge Machining，简称EDM），是特种加工技术的一种，广泛应用在模具制造、机械加工行业。放电加工可以用来加工传统切削方法难以加工的超硬材料和复杂形状的工件，通常用于加工导电的材料，可以在诸如钛合金、工具钢、碳钢和硬质合金等难加工材料上加工复杂的型腔或者轮廓。 其原理是在导电的工具电极和工件之间施加上周期性快速变化的电压脉冲，通过浸没在绝缘介质中的工具电极与工件之间的脉冲性放电所产生的局部高温使工件表面金属熔化、气化，从而蚀除金属。因此在加工过程中几乎不存在切削力。 二、电火花加工发展历程 1943年，苏联学者拉扎连科夫妇（Dr. B.R. Lazarenko 及 Dr. N.I. Lazarenko ）发明电火花机，使用电阻、电容回路，即RC 回路。50年代，改进为电阻、电感、电容等回路，即既RLC回路。60年代，改进为晶体管，可控硅脉冲电源。 70年代，改进为高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲、可调波形脉冲电源。80年代，采用工业级CPU控制，能实现G码编辑等功能，极大的提升了使用性能。日本牧野（Makino）公司在1980年发明第一台数字控制放电加工机。至1990年代，采用了多轴控制及刀库（ATC）技术。近些年，无电阻技术、直线导轨技术、混粉技术等一批新工艺也成功运用在电火花机上。 在我国，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，从单轴数控到3轴数控、再到多轴联动。20世纪90年代初期，3轴电火花机在国内还是空白，主要是从日本和瑞士弓I进。直到90年代中期，北京市电加工研究所才和日本沙迪克公司合作开始制造3轴电火花加工机，也可以说开始步人国内电火花加工机的真正快速发展轨道，后来在此基础上又生产研发了4轴4联动电火花加工机[1]。 三、电火花加工国内外研究现状 1 独特的精密、微细加工能力 根据国外的调查和统计，在众多的微细加工方法中(切削、线切割、磨削、激光、超声、电子束等加工)，电火花微细加工的应用占第一位[2]，这说明了电火花微细加工的重要作用。 实现精密、微细加工的一个重要条件是加工单位(即每次放电的蚀除量)尽可能小。随着现代电力电子技术的发展，电火花加工的加工精度与表面质量得到了极大的提高，加工单位也日趋变小，有些零件的加工精度已属于微纳加工的范畴。目前，应用电火花成形加工技术已可稳定地得到尺寸精度高于0.1μm、表面粗糙度Ra <0.01μm的加工表面。电火花成形加工已成为零件精、微加工的有效手段之一。 对于微细孔和微细轴的加工，日本东京大学生产技术研究所增泽隆久教授加工出的5μm微细孔和2.5μm微细轴，代表了当前这一领域的世界先进水平。 我国生产的数控高速电火花小孔加工机的工艺指标已达到国际先进水平，加工的小孔深径比已超过1000:1，可加工不锈钢、硬质合金、铜、铝等各种导电难加工材料。具有从斜面和曲面穿人、直接使用自来水工作液等特点．最高加工速度可达60mm/min。 除了微细孔和微细轴的加工外，微细电火花加工技术更深远的意义在于通过微细
电火花加工 电火花加工（Electrical Discharge Machining,简称EDM）是通过工件和工具电极间的放电而有控制地去除工件材料，以及使材料变形、改变性能的特种加工。其中成形加工适用于各种孔、槽模具，还可刻字、表面强化等；切割加工适用于各种冲模、粉末冶金模及工件，各种样板、磁钢及硅钢片的冲片，钼、钨、半导体或贵重金属。 一、电火花加工原理 电火花加工（Electrical Discharge Machining,简称EDM）是通过工具电极和工件之间产生脉冲性的火花放电，靠放电的瞬间产生局部高温把金属蚀除下来。由于在放电过程中可见到火花，故称之为电火花加工。电火花加工原理如图15-19所示。 图15-19 电火花加工原理示意图1-自动进给调节装置 2-工具 3-工作液 4-工件 5-工作液泵 6-脉冲电源 二、实现电火花加工的条件 1.工具电极和工件电极之间必须施加 60V～300V 的脉冲电压，同时还需维持合理的放电间隙。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。电火花成形加工一般用煤油做工作液。
3.输送到两极间的脉冲能量应足够大，放电通道间的电流密度，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 1μs～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。 5.脉冲放电需要多次进行，并且在时间上和空间上是分散的，以避免发生局部烧伤。 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。 三、电火花加工的特点 1.适合于难切削材料的加工，能“以柔克刚” 。 2.工具电极与工件不接触，两者间作用力很小。 3.脉冲参数可调节，能在同一机床连续进行粗、半精、精加工，加工过程易于自动控制。 4.主要用于加工金属等导电材料，在一定条件下也可以加工半导体和非金属材料。 5.电极的耗损影响加工精度。 四、电火花加工的应用范围 1.加工各种金属及合金材料、特殊热敏感材料、半导体材料等； 2. 加工各种形状复杂的型腔和型孔，如各种模具的型腔、型孔，样板、成形刀具以及小孔（直径0.01mm）、异型孔等； 3.加工范围已达到小至十微米的孔、缝，大到几米的大型模具和零件
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：
电火花加工工艺介绍 电火花加工是使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把工件材料蚀除下来，电火花加工也有自己的分类和原理。 电火花成型加工基本原理 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。 电火花加工的分类 电火花加工在电加工行业中应用最为广泛的一种加工方法，约占该行业的90%。按工具电极和工件相对运动的方式不同，大致可分为电火花成型加工、线切割加工、电火花磨削加工、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字加工等六大类。其中线切割加工占了电火花加工的60%，电火花成型加工占了30%。随着电加工工艺的蓬勃发展，线切割加工就成了先进工艺制作的标志。 线切割放电加工基本原理 线切割放电加工以铜线作为工具电极，在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60~300V 的脉冲电压，并保持5~50um间隙，间隙中充满煤油、纯水等绝缘介质，使电极与被加工物之间发生火花放电，并彼此被消耗、腐蚀。在工件表面上电蚀出无数的小坑，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。
车灯耐环境试验条件和方法 机动车辆及挂车外部照明和光信号装置的环境耐久性试验的一般要求、试验项目、（前照明和前雾等的热循环试验、通用的热循环试验、热冲击试验、热变形试验、盐雾试验、防尘试验、随机振动试验、防水试验、配光镜强度试验、耐润滑油、耐燃油和耐清洗液试验、光源辐照试验)、适用性、设备、试样、试验条件、试验方法和结果判定等。本标准适用于M、N和O类机动车辆及挂车外部照明和光信号装置（回复反射器除外）. 参考标准：GB/T10485-2007 道路车辆外部照明和光信号装置环境耐久性试验方法 GB 4599—2007汽车用灯丝灯泡前照灯 1.前照灯和前雾灯的热循环试验 试验目的：前照灯和前雾灯（使用塑料配光镜的除外）的热循环试验耐抗性。 试验设备：高低温交变试验箱（JL-GDW) 试样：两只前照明等或者前雾灯 试验条件：箱体气流速度为1m/s~2m/s.试样与箱壁间距离应大于200mm 试验方法：试验需进行5个高低温循环试验，每个循环历时8小时。即：温度转换速率：0.6~4.0℃/min;循环开始温度：20℃；低温-30℃/至少2h;高温60℃/至少2h； 点灯方式：从-30℃开始升温时点亮至高温60℃停留2h时关闭。试验结束时在室温23 ±5℃和相对湿度30~60%R.H的环境条件下存放1h. 结果判定：目视检验试样应无锈蚀，反射镜和配光镜应不变形、不起泡，赔光镜性能应符合相关标准要求。 2.通用的热循环试验 试验目的：前照灯和前雾灯（使用塑料配光镜的除外）的热循环试验耐抗性。 试验设备：高低温交变湿热试验箱（JL-GDJS) 试样：两只前照明等或光信号装置 试验条件：试验前后应检验配光性能。
放电加工工艺 电火花加工在模具制造中是十分重要的工艺环节，尤其在塑料模制造中更为重要。大多塑料模零件通常采用电火花加工来完成最终精加工，加工完成的质量直接影响模具零件的装配性能或成型精度。加工出现的异常问题轻则造成一些不必要的处理方法，重则造成工件整体报废，延长了模具制造周期，增加了模具制造成本，降低了模具质量，因此防范发生加工异常问题具有重要意义。加工异常问题包括加工中的不正常现象和加工后的质量问题。 2 电火花加工常见的异常问题及分析 (1)模具零件加工完成后加工部位实测尺寸不合格。用电火花加工完成的部位通常能达到的精度为0.005mm左右。模具零件中不同部位的加工精度要求是不一样的，有一些精度要求高的部位尺寸公差控制很严格。如果加工尺寸不在公差允许范围内，即为不合格尺寸。不合格尺寸有大于最大极限尺寸和小于最小极限尺寸。影响加工尺寸大小的因素有以下几种： a.电极尺寸缩放量的影响。电火花加工时两极间存在火花间隙，为了加工出符合要求的尺寸，对电极缩放适当尺寸来加工。电极的缩放尺寸在生产中称为电极缩放量。在加工时，实际产生的火花间隙与电极缩放量的不匹配将直接影响加工尺寸的精度。在不采用电极平动加工时，如果所产生的火花间隙小于电极缩放量，加工出来的尺寸将小于标准值。相反，电极缩放量比实际火花间隙要小时会使加工后的尺寸大于标准值。因此正确确定电极缩放量的大小是保证加工尺寸合格的前提。确定电极缩放量大小时要视加工部位的不同而合理选用。塑胶模具加工部位一般分为结构性部位和成型部位。结构性部位在模具中起配合、定位等作用。这些部位的加
工表面粗糙度无严格要求。成型部位是用来直接成型塑件的部位。此类部位的加工尺寸和表面粗糙度都有相应的要求。电火花加工的成型部位一般在加工完成后采用抛光的方法去除火花纹迹达到预定表面粗糙度要求，所以在确定这类成型部位电极缩放量时应准确确定抛光余量。一般抛光余量取0.005mm左右，在计算电极缩放量时取实际火花间隙和抛光余量之和。确定电极火花位大小时还应详细考虑加工部位的加工性能。如在通孔类排渣良好的情况下，不容易形成二次放电，产生的火花间隙相对比较小，而盲孔类加工因排渣不是很顺，二次放电的机会比较多，而使火花间隙变大。 b．电极实际尺寸、平动量控制的影响。在不采用电极平动加工时，电极的实际尺寸对加工部位完成的尺寸起决定性的作用。在正确确定电极火花位以后，应该采用合理的加工方法保证制造电极的精度。在采用电极平动加工时，平动量的控制对加工尺寸起决定性的作用。应根据电极实测尺寸的大小，确定正确的平动量来保证加工尺寸符合要求。 c．电参数调节因素的影响。电参数调节直接关系到加工中实际火花位的大小。更改电参数条件的各项均会影响火花间隙的大小。对火花间隙影响最明显的是电流，随着电流的增大火花间隙也相应增大。脉冲宽度的影响也是如此。脉冲间隙的增大会使火花间隙变小，但作用不是很明显。其它相关参数也在间接地影响火花位的大小。因此在调节电参数时一定要选用合理，更改电参数时要弄清楚会对加工尺寸产生的影响。 d．加工中电极损耗的影响。在加工过程中不可避免的存在电极损耗，电极损耗使加工完成的尺寸小于标准值。一定要正确控制好电极损耗来保证加工的尺寸符合标准。