基于工作过程的
数控电火花成型机
实训指导书
主编：阜阳职业技术学院陈囡囡
苏州新火花公司董月珠
北京迪蒙恒达公司王旭
二00八年八月
前言
本实训指导手册是学习新火花加工技术的配套实训教材，在编写本手册过程中编者结合近几年教育教学经验与工厂化实践经验深入浅出进行编写。参照高职教育的培养目标和特点，结合实践教学经验，本实训手册加强了对学生知识和技能综合训练，为了保证教师在布置实训内容时有一定的选择余地。
本手册可以作为中高级职业技术教育机电类，数控类，模具类等相关的新火花加工操作工实习教材，也可以供新火花加工培训，职高等机械类相关专业使用，还可以供技术人员使用。
本实训指导手册由阜阳职业技术学院陈囡囡、苏州新火花公司董月珠和北京迪蒙恒达公司王旭联合主编，同时得到了开乐汽车公司、阜阳轴承厂的大力支持，在此仅表示感谢。由于编者水平有限，时间仓促，不足之处，在所难免，欢迎指正。
编者
二00八年八月
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目录
1．学习情境一电火花简介与安全教育1 2．学习情境二电火花成形加工原理10 3．学习情境三电火花成形电极材料与设计13 4．学习情境四电极加工、装夹与校正22 5．学习情境五电火花ZNC—EDM开机、关机与面板简介26 6．学习情境六电火花ZNC—EDM手动放电操作29 7．学习情境七电火花ZNC—EDM自动式执行31 8．学习情境八电火花ZNC—EDM程序编辑33 9．学习情境九电火花ZNC—EDM位置归零35 10．学习情境十电火花ZNC—EDM设定位置37 11．学习情境十一电火花ZNC—EDM设定位置中心39 12．学习情境十二电火花ZNC—EDM放电条件参数修改40 13．学习情境十三电火花ZNC—EDM系统参数41 14．学习情境十四电火花加工工艺与加工方法43 15．学习情境十五电火花ZNC—EDM加工电参数选择的一般规律48 16．学习情境十六电火花ZNC—EDM加工实例41 17、学习情境十七电火花ZNC—EDM加工练习题53
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学习情境一电火花简介与安全教育
一、安全教育
1.电柜输入电源为三相交流380V，不使用交流电源中性线，机床必须可靠接地。三相交流电源的缺相故障将导致电柜工作异常，损坏电器元件等，敬请务必注意。
2.电柜上安装了4个5A的保险丝，如遇到保险丝熔断的情况，请您检查设备，排除故障后更换相同容量的保险丝，千万不可盲目将保险丝容量随意加大。
3.在操作过程中，如遇到严重异常情况，请立刻关掉电柜上总电源开关，切断输入电源；若遇到一般性异常现象则关闭急停开关即可。
4.在需要打开电柜门的时候，请务必关闭总电源开关以保证安全。
5.操作技术人员不在现场时，不应使本机床处于加工状态。
6.操作放电加工之前请仔细检查设备的安全装置是否正常，如防火侦测及液面开关是否正常。
7.加工时应控制加工液液面高于工件上表面5-10厘米以上。
8.放电加工中，不得两手分别接触正、负电极以免遭受雷击。
9.请您在机床工作场地适当位置设置必要的消防设施。
10.易燃品不得放置于加工槽内。
11.电柜箱内风扇须保持正常运转，请您随时检查。
12.在加工时请使用电加工专用液，或工业煤油，严禁使用生活煤油。
二、电火花简介
1.电火花加工发展
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。
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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。
按照工具电极的形式及其与工件之间相对运动的特征，可将电火花加工方式分为五类：利用成型工具电极，相对工件作简单进给运动的电火花成形加工；利用轴向移动的金属丝作工具电极，工件按所需形状和尺寸作轨迹运动，以切割导电材料的电火花线切割加工；利用金属丝或成形导电磨轮作工具电极，进行小孔磨削或成形磨削的电火花磨削；用于加工螺纹环规、螺纹塞规、齿轮等的电火花共轭回转加工；小孔加工、刻印、表面合金化、表面强化等其他种类的加工。
电火花加工能加工普通切削加工方法难以切削的材料和复杂形状工件；加工时无切削力；不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷；工具电极材料无须比工件材料硬；直接使用电能加工，便于实现自动化；加工后表面产生变质层，在某些应用中须进一步去除；工作液的净化和加工中产生的烟雾污染处理比较麻烦。
电火花加工的主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。
2.机床型号、规格、分类
我国国标规定，电火花成型机床均用D71加上机床工作台面宽度的1／10表示。例如D7132中，D表示电加工成型机床(若该机床为数控电加工机床，则在D后加K，即DK)；71表示电火花成型机床：32表示机床工作台的宽度为320mm。
在中国大陆外，电火花加工机床的型号没有采用统一标准，由各个生产企业自行确定，如日本沙迪克(Sodick)公司生产的A3R、A10R，瑞士夏米尔(Charmilles)技术公司的ROBOFORM20／30／35，台湾乔懋机电工业股份有限公司的JM322／430，北京迪蒙恒达公司的HD-400等。
电火花加工机床按其大小可分为小型(D7125以下)、中型(D7125一D7163)和大型(D7163以上)：按数控程度分为非数控、单轴数控和三轴数控。随着科学技术的进步，国外已经大批生产三坐标数控电火花机床，以及带有工具电极库、能按程序自动更换电极的电火花加工中心，我国的大部分电加工机床厂现在也正开始研制生产三坐标数控电火花加工机床。
3.电火花加工机床结构
电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤和循环系统、数控系统等部分组成，如图1所示。
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(a)原理图(b)实物图
图1电火花加工机床结构
1）机床本体
机床本体主要由床身、立柱、主轴头及附件、工作台等部分组成，是用以实现工件和工具电极的装夹固定和运动的机械系统。床身、支柱、坐标工作台是电火花机床的骨架，起着支承、定位和便于操作的作用。因为电火花加工宏观作用力极小，所以对机械系统的强度无严格要求，但为了避免变形和保证精度，要求具有必要的刚度。主轴头下面装夹的电极是自动调节系统的执行机构，其质量的好坏将影响到进给系统的灵敏度及加工过程的稳定性，进而影响工件的加工精度。
机床主轴头和工作台常有一些附件，如可调节工具电极角度的夹头、平动头、油杯等。本节主要介绍平动头。
电火花加工时粗加工的电火花放电间隙比中加工的放电间隙要大，而中加工的电火花放电间隙比精加工的放电间隙又要大一些。当用一个电极进行粗加工时，将工件的大部分余量蚀除掉后，其底面和侧壁四周的表面粗糙度很差，为了将其修光，就得转换规准逐挡进行修整。但由于中、精加工规准的放电间隙比粗加工规准的放电间隙小，若不采取措施则四周侧壁就无法修光了。平动头就是为解决修光侧壁和提高其尺寸精度而设计的。
平动头是一个使装在其上的电极能产生向外机械补偿动作的工艺附件。当用单电极加工型腔时，使用平动头可以补偿上一个加工规准和下一个加工规准之间的放电间隙差。
平动头的动作原理是：利用偏心机构将伺服电机的旋转运动通过平动轨迹保持机构转化成电极上每一个质点都能围绕其原始位置在水平面内作平面小圆周运动，许多小圆的外包络线面积就形成加工横截面积，如图2所示，其中每个质点运动轨迹的半径就称为平动量，其大小可以由零逐渐调大，以补偿粗、中、精加工的电火花放电间隙&之差，从而达到修光型腔的目的。具体平动头的结构及原理可以参考其他书籍。
目前，机床上安装的平动头有机械式平动头和数控平动头，其外形图3所示。机械式平动头由于有平动轨迹半径的存在，它无法加工有清角要求的型腔；而数控平动头可以两轴联动，能加工出清棱清角的型孔和型腔。与一般电火花加工工艺相比较，采用平动头电火花加工有如下特点：
(1)可以通过改变轨迹半径来调整电极的作用尺寸，因此尺寸加工不再受放电间隙的限制。
(2)用同一尺寸的工具电极，通过轨迹半径的改变，可以实现转换电规准的修整，即采用一个电极就能由粗至精直接加工出一副型腔。
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(3)在加工过程中，工具电极的轴线与工件的轴线相偏移，除了电极处于放电区域的部分外，工具电极与工件的间隙都大于放电间隙，实际上减小了同时放电的面积，这有利于电蚀产物的排除，提高加工稳定性。
(4)工具电极移动方式的改变，可使加工的表面粗糙度大有改善，特别是底平面处。
图2
加工横截面积
（a）机械平动头（b）数控平动头
图3平动头
2）脉冲电源
在电火花加工过程中，脉冲电源的作用是把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流，向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量以蚀除金属。脉冲电源的性能直接关系到电火花加工的加工速度、表面质量、加工精度、工具电极损耗等工艺指标。
脉冲电源输入为380V、50Hz的交流电，其输出应满足如下要求：
★要有一定的脉冲放电能量，否则不能使工件金属气化。
★火花放电必须是短时间的脉冲性放电，这样才能使放电产生的热量来不及扩散到其他部分，从而有效地蚀除金属，提高成型性和加工精度。
★脉冲波形是单向的，以便充分利用极性效应，提高加工速度和降低工具电极损耗。
★脉冲波形的主要参数(峰值电流、脉冲宽度、脉冲间歇等)有较宽的调节范围，以满足粗、中、精加工的要求。
★有适当的脉冲间隔时间，使放电介质有足够时间消除电离并冲去金属颗粒，以免引起电弧而烧伤工件。
电源的好坏直接关系到电火花加工机床的性能，所以电源往往是电火花机床制造厂商的核心机密之一。从理论上讲，电源一般有如下几种。
（1）弛张式脉冲电源
弛张式脉冲电源是最早使用的电源，它是利用电容器充电储存电能，然后瞬时放出，形成火花放电来蚀除金属的。因为电容器时而充电，时而放电，一弛一张，故又称“弛张式”脉冲电源(如图4所示)。由于这种电源是靠电极和工件间隙中的工作液的击穿作用来恢复绝缘和切断脉冲电流的，因此间隙大小、电蚀产物的排出情况等都影响脉冲参数，使脉冲参数不稳定，所以这种电源又称为非独立式电源。
(a)波形图(b)原理图
图4RC线路脉冲电源
弛张式脉冲电源结构简单，使用维修方便，加工精度较高，粗糙度值较小，但生产率低，电能利用率低，加工稳定性差，故目前这种电源的应用已逐渐减少。
（2）闸流管脉冲电源
闸流管是一种特殊的电子管，当对其栅极通入一脉冲信号时，便可控制管子的导通或截止，输出脉冲电流。由于这种电源的电参数与加工间隙无关，故又称为独立式电源。闸流管脉冲电源的生产率较高，加工稳定，但脉冲宽度较窄，电极损耗较大。
（3）晶体管脉冲电源
晶体管脉冲电源是近年来发展起来的以晶体元件作为开关元件的用途广泛的电火花脉冲电源，其输出功率大，电规准调节范围广，电极损耗小，故适应于型孔、型腔、磨削等各种不同用途的加工。
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晶体管脉冲电源已越来越广泛地应用在电火花加工机床上。目前普及型(经济型)的电火花加工机床都采用高低压复合的晶体管脉冲电源，中、高档电火花加工机床都采用微机数字化控制的脉冲电源，而且内部存有电火花加工规准的数据库，可以通过微机设置和调用各挡粗、中、精加工规准参数。例如汉川机床厂、日本沙迪克公司的电火花加工机床，这些加工规准用C代码(例如C320)表示和调用，三菱公司则用E代码表示。
3）自动进给调节系统
在电火花成型加工设备中，自动进给调节系统占有很重要的位置，它的性能直接影响加工稳定性和加工效果。
电火花成型加工的自动进给调节系统，主要包含伺服进给系统和参数控制系统。伺服进给系统主要用于控制放电间隙的大小，而参数控制系统主要用于控制电火花成型加工中的各种参数(如放电电流、脉冲宽度、脉冲间隔等)，以便能够获得最佳的加工工艺指标等，其具体内容可参考第三章相关内容。
（1）伺服进给系统的作用及要求
在电火花成型加工中，电极与工件必须保持一定的放电间隙。由于工件不断被蚀除，电极也不断地损耗，故放电间隙将不断扩大。如果电极不及时进给补偿，放电过程会因间隙过大而停止。反之，间隙过小又会引起拉弧烧伤或短路，这时电极必须迅速离开工件，待短路消除后再重新调节到适宜的放电间隙。在实际生产中，放电间隙变化范围很小，且与加工规准、加工面积、工件蚀除速度等因素有关，因此很难靠人工进给，也不能像钻削那样采用“机动”、等速进给，而必须采用伺服进给系统。这种不等速的伺服进给系统也称为自动进给调节系统。
伺服进给系统一般有如下要求：
★有较广的速度调节跟踪范围。在电火花加工过程中，加工规准、加工面积等条件的变化都会影响其进给速度变化，伺服进给系统应有较宽的速度调节范围，以适应各种加工的需要。
★有足够的灵敏度和快速性。放电加工的频率很高，放电间隙的状态瞬息万变，要求伺服进给系统根据间隙状态的微弱信号能相应地快速调节。为此，整个系统的不灵敏区、可动部分的惯性要小，响应速度要快。
★有较高的稳定性和抗干扰能力。电蚀速度一般不高，所以伺服进给系统应有很好的低速性能，能均匀、稳定地进给，超调量要小，抗干扰能力要强。
伺服进给系统种类较多，下面简单介绍电液压式伺服进给系统的原理，其他的伺服进
给系统可参考其他相关资料。
（2）电液压式伺服进给系统在电液自动进给调节系统中，液压缸、活塞是执行机构。由于传动链短及液体的基本不可压缩性，因此传动链中无间隙、刚度大、不灵敏区小；又因为加工时进给速度很低，所以正、反向惯性很小，反应迅速，特别适合于电火花加工的低速进给，故20世纪80年代前得到了广泛的应用，但它有漏油、油泵噪声大、占地面积较大等缺点。
图5所示为DYT-2型液压主轴头的喷嘴一挡板式调节系统的工作原理图。电动机4驱动叶片液压
，经过滤油器6后分两路，一路进入下油腔，泵3从油箱中压出压力油，由溢流阀2保持恒定压力P
另一路经节流阀7进入上油腔。进入上油腔的压力油从喷嘴8与挡板12的间隙中流回油箱，使上油随此间隙的大小而变化。
腔的压力P
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1—液压箱；2一溢流阀：3一叶片液压泵；
4—电动机；5一压力表；6—滤油器；
7一节流阀；8一喷嘴；9—电一机械转换器；
10—动圈；11一静圈；12—挡板；
13一压力14一液压缸；15一活塞；
16一工具电极；17一工件
图5喷嘴一挡板式调节系统的工作原理图
电一机械转换器9主要由动圈(控制线圈)10与静圈(励磁线圈)11等组成。动圈处在励磁线圈的磁路中，与挡板12连成一体。改变输入动圈的电流，可使挡板随动圈动作，从而改变挡板与喷嘴间的间隙。当放电间隙短路时，动圈两端电压为零，此时动圈不受电磁力6作用，挡板受弹簧力处于最高位置a，喷嘴与挡板门开口为最大，使工作液流经喷嘴的力量为最大，上油腔的压力下降到最小值，致使上油腔压力小于下油腔压力，故活塞杆带动工具电极上升。当放电间隙开路时，动圈电压最大，挡板被磁力吸引下移到最低位置c，喷嘴被封闭，上、下油腔压强相等，但因下油腔工作面积小于上油腔工作面积，活塞上6向下作用力大于向上作用力，活塞杆下降。当放电间隙最佳时，电动力使挡板处于平衡位置b，活塞处于静止状态。
由此可见，主轴的移动是由电一机械转换器中控制线圈电流的大小来实现的。控制线圈电流的大小则由加工间隙的电压或电流信号来控制，因而实现了进给的自动调节。
4）工作液过滤和循环系统
电火花加工中的蚀除产物，一部分以气态形式抛出，其余大部分是以球状固体微粒分散地悬浮在工作液中，直径一般为几微米。随着电火花加工的进行，蚀除产物越来越多，充斥在电极和工件之间或粘连在电极和工件的表面上。蚀除产物的聚集，会与电极或工件形成二次放电。这就破坏了电火花加工的稳定性，降低了加工速度，影响了加工精度和表面粗糙度。为了改善电火花加工的条件，一种办法是使电极振动，以加强排屑作用；另一种办法是对工作液进行强迫循环过滤，以改善间隙状态。
工作液强迫循环过滤是由工作液循环过滤器来完成的。电火花加工用的工作液过滤系统包括工作液泵、容器、过滤器及管道等，使工作液强迫循环。图6是工作液循环系统油路图，它既能实现冲油又能实现抽油。其工作过程是：储油箱的工作液首先经过粗过工作液强迫循环过滤是由工作液循环过滤器来完成的。电火花加工用的工作液过滤系统包括工作液泵、容器、过滤器及管道等，使工作液强迫循环。图6是工作液循环系统油路图，它既能实现冲油，又能实现抽油。其工作过程是：储油箱的工作液首先经过粗过滤油器1，经单向阀2吸入油泵3，这时高压油经过不同形式的精过滤器7输向机床工作液槽，溢流安全阀5使控制系统的压力不超过400kPa，补油阀11为快速进油用。待油注满油箱时，可及时调节冲油选择阀10，由阀8来控制工作液循环方式及压力。当阀10在冲油位置时补油冲油都不通，这时油杯中油的压力由阀8控制；当阀10在抽油位置时，补油和抽油两路都通，这时压力工作液穿过射流抽吸管9，利用流体速度产生负压，达到实现抽油的目的。
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1一粗过滤器：2一单向阀：3一油泵：4一电极；5一安全阀：6一压力表：
7一精过滤器；8一压力调节阀；9一射流抽吸管；10一冲油选择阀：
11一快速进油控制阀；12一冲油压力表13一抽油压力表
图6工作液循环系统油路图
5）数控系统
（1）数控电火花机床的类型
数控系统规定除了直线移动的X、Y、Z 三个坐标轴系统外，还有三个转动的坐标系统，即绕X 轴转动的A 轴，绕Y 轴转动的B 轴，绕Z 轴转动的C 轴。若机床的Z 轴可以连续转动但不是数控的，如电火花打孔机，则不能称为C 轴，只能称为R 轴。
根据机床的数控坐标轴的数目，目前常见的数控机床有三轴数控电火花机床、四轴三联动数控电火花机床、四轴联动或五轴联动甚至六轴联动电火花加工机床。三轴数控电火花加工机床的主轴Z 和工作台X、Y 都是数控的。从数控插补功能上讲，又将这类型机床细分为三轴两联动机床和三轴三联动机床。三轴两联动是指X、Y、Z 三轴中，只有两轴(如X、Y 轴)能进行插补运算和联动，电极只能在平面内走斜线和圆弧轨迹(电极在Z 轴方向只能作伺服进给运动，但不是插补运动)。三轴三联动弄统的电极可在空间作X、Y、Z 方向的插补联动(例如可以走空间螺旋线)。
四轴三联动数控机床增加了C 轴，即主轴可以数控回转和分度。
现在部分数控电火花机床还带有工具电极库，在加工中可以根据事先编制好的程序，自动更换电极。
（2）数控电火花机床的数控系统工作原理
数控电火花机床能实现工具电极和工件之间的多种相对运动，可以用来加工多种较复杂的型腔。目前，绝大部分电火花数控机床采用国际上通用的ISO 代码进行编程、程序控制、数控摇动加工等。
三、练习题：
1.简述电火花ZNC—EDM安全注意事项？
2.电火花加工机床主要组成？
3.电火花加工机床分类？
学习情境二电火花成形加工原理
一、电火花加工原理
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。
电火花加工的原理如图7一1所示。工件l与工具4分别与脉冲电源2的两输出端相连接。自动进给调节装置3(此处为液压油缸和活塞)使工具和工件间经常保持很小的放电间隙，当脉冲电压加到两极之间，便在当时条件下相对某一间隙最小处或绝缘强度最弱处击穿介质，在该局部产生火花放电，瞬时高温使工具和工件表面局部熔化，甚至气化蒸发而电蚀掉一小部分金属，各自形成一个小凹坑，如图7一2a所示，图7-2表示单个脉冲放电后的电蚀坑。图b表示多次脉冲放电后的电极表面脉冲放电结束后，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，又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，又电蚀出一个小凹坑。整个加工表面将由无数小凹坑所组成。这种放电循环每秒钟重复数千次到数万次，使工件表面形成许许多多非常小的凹坑，称为电蚀现象。随着工具电极不断进给，工具电极的轮廓尺寸就被精确地“复印”在工件上，达到成型加工的目的。
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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。按照工具电极的形式及其与工件之间相对运动的特征，可将电火花加工方式分为五类：利用成型工具电极，相对工件作简单进给运动的电火花成形加工；利用轴向移动的金属丝作工具电极，工件按所需形状和尺寸作轨迹运动，以切割导电材料的电火花线切割加工；利用金属丝或成形导电磨轮作工具电极，进行小孔磨削或成形磨削的电火花磨削；用于加工螺纹环规、螺纹塞规、齿轮等的电火花共轭回转加工；小孔加工、刻印、表面合金化、表面强化等其他种类的加工。电火花加工能加工普通切削加工方法难以切削的材料和复杂形状工件；加工时无切削力；不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷；工具电极材料无须比工件材料硬；直接使用电能加工，便于实现自动化；加工后表面产生变质层，在某些应用中须进一步去除；工作液的净化和加工中产生的烟雾污染处理比较麻烦。
电火花加工的主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。
二、练习题：
1.简述电火花成形加工原理？
2.简述电火花加工的主要用于加工对象？
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学习情境三电火花成形电极材料与设计
一、电火花成形电极材料选择
从理论上讲，任何导电材料都可以做电极。不同的材料做电极对于电火花加工速度、加工质量、电极损耗、加工稳定性有重要的影响。因此，在实际加工中，应综合考虑各个方面的因素，选择最合适的材料做电极。
目前常用的电极材料有紫铜(纯铜)、黄铜、钢、石墨、铸铁、银钨合金、铜钨合金等。这些材料的性能如表3-1所示。
表3-1电火花加工常用电极材料的性能
电极材料
电加工性能
机加工性能说明稳定性电极损耗
钢较差中等好
在选择电规准
时注意加工稳定性
铸铁一般中等好
为加工冷冲模时
常用的电极材料
黄铜好大尚好电极损耗太大
紫铜好较大较差
磨削困难，难与凸
模连接后同时加工
石墨尚好小尚好机械强度较差，易崩角
铜钨合金好小尚好价格贵，在深孔、直壁孔、硬质合金模具加工中使用
银钨合金好小尚好价格贵，一般少用
1）铸铁电极的特点
(1)来源充足，价格低廉，机械加工性能好，便于采用成型磨削，因此电极的尺寸精度几何形状精度及表面粗糙度等都容易保证。
(2)电极损耗和加工稳定性均较一般，容易起弧，生产率也不及铜电极。
(3)是一种较常用的电极材料，多用于穿孔加工。
2)钢电极的特点。
(1)来源丰富，价格便宜，具有良好的机械加工性能。
(2)加工稳定性较差，电极损耗较大，生产率也较低。
(3)多用于一般的穿孔加工。
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3)紫铜(纯铜)电极的特点
(1)加工过程中稳定性好，生产率高。
(2)精加工时比石墨电极损耗小。
(3)易于加工成精密、微细的花纹，采用精密加工时能达到优于1.25微米糙度。
(4)因其韧性大，故机械加工性能差，磨削加工困难。
(5)适宜于做电火花成型加工的精加工电极材料。
4)黄铜电极的特点
(1)在加工过程中稳定性好，生产率高。
(2)机械加工性能尚好，它可用仿形刨加工，也可用成型磨削加工，但其磨削性能不如钢和铸铁
(3)电极损耗最大。
5)石墨电极的特点
(1)机加工成型容易，容易修正。
(2)加工稳定性能较好，生产率高，在长脉宽、大电流加工时电极损耗小。
(3)机械强度差，尖角处易崩裂。
(4)适用于做电火花成型加工的粗加工电极材料。因为石墨的热胀系数小，也可作为穿孔加工的大电极材料。
二、电极设计
电极设计是电火花加工中的关键点之一。在设计中，首先是详细分析产品图纸，确定电火花加工位置；第二是根据现有设备、材料、拟采用的加工工艺等具体情况确定电极的结构形式：第三是根据不同的电极损耗、放电间隙等工艺要求对照型腔尺寸进行缩放，同时要考虑工具电极各部位投入放电加工的先后顺序不同，工具电极上各点的总加工时间和损耗不同，同一电极上端角、边和面上的损耗值不同等因素来适当补偿电极。例如，图8是经过损耗预测后对电极尺寸和形状进行补偿修正的示意图。
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图8补偿修正的示意图
1)电极的结构形式
电极的结构形式可根据型孔或型腔的尺寸大小、复杂程度及电极的加工工艺性等来确定。常用的
电极结构形式如下：
(1)整体电极。整体式电极由一整块材料制成。若电极尺寸较大，则在内部设置减轻孔及多个冲油孔。
对于穿孔加工，有时为了提高生产率和加工精度及降低表面粗糙度，常采用阶梯式整体电极，即在原有的电极上适当增长，而增长部分的截面尺寸均匀减小，呈阶梯形。如图9所示，L1为原有电极的长度，L2为增长部分的长度。阶梯电极在电火花加工中的加工原理是先用电极增长部分L2进行粗加工，来蚀除掉大部分金属，只留下很少余量，然后再用原有的电极进行精加工。阶梯电极的优点是：粗加工快速蚀除金属，将精加工的加工余量降低到最小值，提高了生产效率；可减少电极更换的次数，以简化操作。
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图9阶梯电极
(2)组合电极。组合电极是将若干个小电极组装在电极固定板上，可一次性同时完成多个成型表面电火花加工的电极。图10所示的加工叶轮的工具电极是由多个小电极组装而构成的。
采用组合电极加工时，生产率高，各型孔之间的位置精度也较准确。但是对组合电极来说，一
定要保证各电极间的定位精度，并且每个电极的轴线要垂直于安装表面。
图10叶轮
(3)镶拼式电极。镶拼式电极是将形状复杂而制造困难的电极分成几块来加工，然后再镶拼成整体的电极。
2)电极的尺寸
电极的尺寸包括垂直尺寸和水平尺寸，它们的公差是型腔相应部分公差的1／2～2／3。
(1)垂直尺寸。电极平行于机床主轴线方向上的尺寸称为电极的垂直尺寸。电极的垂直尺寸取决于采用的加工方法、加工工件的结构形式、加工深度、电极材料、型孔的复杂程度、装夹形式、使用次数、电极定位校直、电极制造工艺等一系列因素。在设计中，综合考虑上述各种因素后很容易确定电极的垂直尺寸，下面简单举例说明。
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如图11(a)所示的凹模穿孔加工电极，L1为凹模板挖孔部分长度尺寸，在实际加工中L1部分虽然不需电火花加工，但在设计电极时必须考虑该部分长度：L3为电极加工中端面损耗部分，在设计中也要考虑。
如图11(b)所示的电极用来清角，即清除某型腔的角部圆角。加工部分电极较细，受力易变形，由于电极定位、校正的需要，在实际中应适当增加长度L1的部分。
如图11(c)所示的电火花成型加工电极，电极尺寸包括加工一个型腔的有效高度L、加工一个型腔位于另一个型腔中需增加的高度L1、加工结束时电极夹具和夹具或压板不发生碰撞而应增加的高度L2
等。
图11
(2)水平尺寸。电极的水平尺寸是指与机床主轴轴线相垂直的横截面尺寸(如图12
所示)
图12电极水平截面尺寸缩放示意图
电极的水平尺寸可用下式确定：
a=A±Kb
式中：a—电极水平方向的尺寸；
A—型腔的水平方向的尺寸：
K—与型腔尺寸标注法有关的系数：
b—电极单边缩放量，粗加工时，b=δ1+δ2+δ0(注：δ1、δ2、δ0的意义参见图13)。
图13电极单边缩放量原理图
a=A±Kb中的±号和K值的具体含义如下：
(1)凡图样上型腔凸出部分，其相对应的电极凹入部分的尺寸应放大，即用“+”号；反之，凡图样上型腔凹入部分，其相对应的电极凸出部分的尺寸应缩小，即用“—”号。
(2)K值的选择原则：当图中型腔尺寸完全标注在边界上(即相当于直径方向尺寸或两边界都为定形边界)时，K取2；一端以中心线或非边界线为基准(即相当于半径方向尺寸或一端边界定形另一端边界定位)时，K取1；对于图中型腔中心线之间的位置尺寸(即两边界为定位尺寸)以及角度值和某些特殊尺寸(如图14中的a1)，电极上相对应的尺寸不增不减，K取0。对于圆弧半径，亦按上述原则确定。
根据以上叙述，在图14中，电极尺寸a与型腔尺寸A有如下关系：
al=A1，a2=A2-2b，a3=A3-b，
a4=A4，a5=A5-b，a6=A6+b
当精加工且精加工的平动量为c时，
B=δ0+C
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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
课程名称：院系： 专业： 班级： 学号： 姓名:
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。
电火花加工实训手册 主编：XXX XXX学院
目录 第一部分线切割加工 (2) 第1章实训规划 (2) 1.1实训达到目标 (2) 1.2实训规范要求 (2) 1.3实训作业流程 (3) 第2章快速掌握设备操作 (4) 2.1控制柜组成 (4) 2.2操作步骤 (6) 第3章NC程序编写 (7) 3.1分析图形 (7) 3.23B指令格式及定义 (7) 第4章装夹与找正技巧 (10) 4.1工件的装夹 (10) 4.2工件的定位 (11) 第5章加工操作 (12) 第6章练习题目 (13) 第二部分电火花加工 (16) 第7章实训规划 (16) 7.1实训达到目标 (16) 7.2实训规范要求 (16) 7.3实训作业流程 (16) 第8章快速掌握设备操作 (17) 8.1电火花机床的操作面板介绍 (17) 8.2电极头功能介绍 (18) 8.3工作液槽功能介绍 (18) 8.4 加工操作步骤 (18) 第9章NC程序编写 (19) 9.1电火花加工参数 (19) 9.2加工工艺参数选择 (24) 第10章练习题目 (27) 附件1 电加工实训报告一：快走丝线切割加工；
第一部分线切割加工 第 1 章实训规划 1.1 实训达到目标： 1.学会操作CTW320快走丝电火花线切割机床； 2.熟练编写NC程序； 3.熟悉装夹与找正技巧； 4.能独立完成规定零件的加工。 1.2 实训规范要求： 1.实训第一周： （1）每台设备为一组6人，每次2组，时间为2小时； （2）学会操作CTW320快走丝电火花线切割机床； （3）熟练编写NC程序； 2.实训第二周： （1）每台设备为一组6人，每次2组，时间为4小时； （2）熟悉装夹与找正技巧； （3）穿丝、紧丝； （4）装夹工件、放电找正； （5）能独立完成规定零件的加工。 1.3 实训作业流程 第一步：认真研究给定的零件图纸，制定待加工部分的工艺方案。 第二步：进行坐标值计算，图形绘制，编写3B格式程序。 第三步：输入程序并检查。 第四步：穿丝、紧丝。 第五步：装夹工件，放电找正。 第六步：按机床操作规程进行正确操作，开始加工。 第七步：加工完毕，关闭机床。 第八步：松丝，取出零件。
电火花成型机床岗位作业指导书 1范围 本规程规定了设备在生产运行过程中的生产规程、操作规程、维护保养、安全环保、常见故障与排 除等内容。 本规定适用于 AGIE IMPACT 2、SODICK A50R 、ROFORM 350S、 ROFORM 100、 ADIGE DMT 1.0 等进口火花机床及国产通用火花机 FN2P、 AUTOFORM 30、 SPD250、 D7125-1 等电火花机床的操作。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修 改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否 可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 电加工岗位作业指导书 3本作业指导书的组成 电火花成型机的性能参数 电火花成型机的工艺控制要求 电火花成型机的操作 电火花成型机的维护保养电 火花成型机的安全、环保 电火花成型机常见故障分析及处理 4性能参数 4.1概述 电火花成型机床是模具加工行业的重要机床之一，特别在合金模具生产中更为重要，由于硬质合金 的脆性和高硬度性能，是其他切削机床不可替代的设备之一。它可加工出与电极几何外形一致的型腔， 因此复杂的模具型腔和复杂的硬质合金几何外形用简单的方法和加工工艺加工出电极后，再用电火花成 型机床加工成型，可生产出高精度的硬质合金产品，既简化了工艺又大大地提高了效率。 4.2原理
电火花成型机床应用电源的两个极性在一定（通常为几个至几十个微米）的距离内产生电火花，由 于电火花的高温（高达上千度）使金属熔化脱离工件达到去除金属的目的。 4.3 主要技术性能 表 1 ( 进口机床 ) ROBOFORM ROBOFORM 型号A50R IMPACT 2 EMT 1.0 350S 100 工作台mm 650x500 600x450 500x400 450x280 300x200 尺寸 长 x 宽 工作液mm 850x700x380 860x620x360 800x550x370 755x450x270 600x500x300 槽内部 尺寸 长 x 宽 x高 工作台mm 350x300 350x250 350x250 220x160 250x180 行程 XxY 主轴伺mm 350 350 300 220 250 服行程 电极最kg 50 50 50 50 30 大重量 电源型 A 80 72 64 64 50 号 表面粗μm Ra0.3 Ra0.2 Ra0.2 Ra0.4 Ra0.4 糙度 输入功kw 108.37.5 6.57
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
电火花成型机实训指导书 PDF 基于工作过程的主编阜阳职业技术学院陈囡囡苏州新火花公司董月珠北 京迪蒙恒达公司王旭二00八年八月 1 前言本实训指导手册是学习新火花加工技术的配套实训教材在编写本手册过程中编者结合近几年教育教学经验与工厂化实践经验深入浅出进行编写。参照高职教育的培养目标和特点结合实践教学经验本实训手册加强了对学生知识和技能综合训练为了保证教师在布置实训内容时有一定的选择余地。本手册可以作为中高级职业技术教育机电类数控类模具类等相关的新火花加工操作工实习教材也可以供新火花加工培训职高等机械类相关专业使用还可以供技术人员使用。本实训指导手册由阜阳职业技术学院陈囡囡、苏州新火花公司董月珠和北京迪蒙恒达公司王旭联合主编同时得到了开乐汽车公司、阜阳轴承厂的大力支持在此仅表示感谢。由于编者水平有限时间仓促不足之处在所难免欢迎指正。编者二00八年八月 2 目录 1 学习情境一电火花简介与安全教育 1 2 学习情境二电火花成形加工原理 10 3 学习情境三电火花成形电极材料与设计 13 4 学习情境四电极加工、装夹与校正 22 5 学习情境五电火花ZNC—EDM开机、关机与面板简介 电火花ZNC—EDM手动放电操作 29 7 学习情境七电火花26 6 学习情境六 ZNC—EDM自动式执行 31 8 学习情境八电火花ZNC—EDM程序编辑 33 9 学习情境九电火花ZNC—EDM位置归零 35 10学习情境十电火花ZNC—EDM设定位置37 11学习情境十一电火花ZNC—EDM设定位置中心 39 12学习情境十二电火花ZNC—EDM放电条件参数修改 40 13学习情境十三电火花ZNC—EDM系统参数花加工工艺与加工方法 43 15学习情境十五电火花41 14学习情境十四电火ZNC—EDM加工电参数选择的一般规律 48 16学习情境十六电火花ZNC—EDM 加工实例 41 17、学习情境十七电火花ZNC—EDM加工练习题 53 1 学习情境一
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。
操作规程编号：LX-FS-A30593 电火花成型机操作规程标准范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
电火花成型机操作规程标准范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 1．首先操作，必须认真学习说明书中各有关机构及操纵、调整、维护等有关说明，再做空载手动和机动试车。 2．班开车前，按润滑说明润滑各磨擦表面。 3．机床工作时应刹紧工作台、滑鞍。 4．在机床上加工的零件重量不得超过机床载荷规定，最大负重600kg。 5．工作时检查油槽，不应漏油，工作完毕，放净工作液，擦净油槽及工作台面。 6．机床调整后，流动工作液油泵上油，在粗加工时，液面高于工件表面最低不得少于50mm。
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。
编订：__________________ 单位：__________________ 时间：__________________ 电火花安全操作规程(正 式) Standardize The Management Mechanism To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-9859-86 电火花安全操作规程(正式) 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对管理机制、管理原则、管理方法以及管理机构进行设置固定的规范，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 电火花机床属精密贵重仪器设备，在操作时要严格遵守安全操作规程，以防工伤事故。必须做到以下几点： 一、机床的操作者必须是经过培训而且了解机床性能的专职人员。 二、机床正确的操作流程 1．把本机床电源柜的电源开关置于“ON”位置，将电源柜的急停按钮旋出，最后按下电源柜的启动按钮就可以启动机床。 2．运行机床需使主轴进入伺服状态（即液面的高度、工作液油温已进入自动监控状态），并检查其接触感知功能是否正常、可靠和正确。 3．用直角尺和百分表找正电极与工作台面的垂直度，然后用百分表找正工件基准面和工作台坐标移
动方向的平行度。 4．调出加工软件的定位功能模块对工件进行定位。 5．根据零件的具体要求，用手动方式设置加工参数或调入预先编制好的加工程序。 6．启动油泵，放入工作液并调整液面高度，使液面高出加工工件50㎜以上。 7．根据加工的具体要求，正确选择加工的电参数。 8．用鼠标点击加工软件界面的“开始”以启动脉冲电源进行加工。 9．当加工完成报警声响起时，请按“回车”键以确认已经完成加工任务，然后将放液手把置于“开”的位置，把工作液放完为止。 10．工作完成后，按键盘的“F12”退出加工软件并关闭计算机和切断所有电源。 三、机床正在加工时，禁止同时接触机床和工具电极部分，以防触电。如果操作人员脚下没有铺垫橡胶、塑料等绝缘垫，则加工过程不能触摸工具电极。 四、加工场所严禁吸烟和严禁其他明火，必须定
项目26 数控电火花加工 26.1任务描述 在工件上加工一个矩形腔，如图26-1所示。底面和侧面的表面粗糙度要求为Ra2.0μm，工件材料为45钢，电极材料为纯铜，要求加工时损耗、效率兼顾。 图26-1 方孔形工件 26.2 知识链接 26.2.1 数控电火花加工简介 1.数控电火花加工原理 电火花加工的原理是基于工具电极和工件（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。如图26-2所示，工具电极与工件分别与高频脉冲电源的两输出端相连接，主轴进给机构使工具电极与工件间经常保持一很小的放电间隙，且工具电极与工件间充满工作液。当脉冲电压加到两极之间，便在当时条件下相对某一间隙最小处或绝缘强度最低处击穿介质，在该局部产生火花放电，瞬时高温使电极和工件表面都蚀除掉一小部分金属，各自形成一个小凹坑。脉冲放电结束后，经过一段间隔时间（即脉冲间隔），使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲电压又加到两极上，又会在当时极间距相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，又电蚀出一个小坑。这样随着相当高的频率，连续不断地重复放电，工具电极不断地向工件进给，就可将工具电极的形状复制在工件上，加工出所需要的零件，整个加工表面将由无数个小凹坑所组成。
图26-2 电火化加工的基本原理 2.数控电火花成型机床的组成 数控电火花成型机床主要由机床主体部分、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液净化及循环系统等几部分组成。如图26-3所示为北京阿奇夏米尔SE 系列数控电火花机床的外观及其各部分的构成。 图26-3 机床的外观图及其组成 3.数控电火花加工的特点与应用 1）数控电火花加工的特点 电火花加工是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺，具有以下优点和缺点： （1）电火花加工的优点 ①电火花加工是靠放电的电热作用实现的，其加工性主要取决于材料的热学性能，如熔点、比热容、热导率等。因此不受工件材质的硬度及韧性限制，只要导电就可以加工，如淬火钢、硬质合金钢、耐热合金钢等。 ②其加工是非接触式加工，只是电能的作用，故加工中无明显的作用力。当然不能忽略在加工面积较大时，由冲油以及抬刀形成的液压力。 ③可以加工特殊及复杂形状的零件。一是由于加工中无切削力，可以加工低刚度工件及 主轴进给伺服机构 （伺服机构） 脉冲电流 高频脉冲电源 加工槽 工作液 （危险物） 电极 工作台 机床本体 工件 供电盘 电柜 主轴箱 滑枕 床身 液槽 手控盒 键盘 底座 油箱
电火花机床安全技术操作规程示范文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
电火花机床安全技术操作规程示范文本使用指引：此操作规程资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1、必须遵守金属切削加工安全技术操作《通则》。 2、操作者必须经过专门培训，考试合格后，持证上 岗作业。 3、工作前检查机械、脉冲电源、控制旋钮、显示仪 表、抽风机等是否完整可靠。 4、装卸工件、定位、校正电极、擦拭机床时，必须 切断脉冲电源。 5、工作液面应保持高于工件表面50~60mm，并经 常注意抽温变化，以防油温过高起火。 6、接通电源及液压泵，必须立即观察指示灯和液压 表是否正常，否则禁止开机工作。 7、工作前低压预热电气柜后，再启动高压并观察
粗、中、精三轴三流电压是否正常，阴极是否符合工艺标准。 8、禁止任何人触动电极。工作者必须站在绝缘胶皮或木质脚踏板上。 9、工作中应随时检查和调整工艺参数，及时调节电源电压。检查工件时，必须使液压头抬起，并切断极间脉冲电流。 10、严格控制电解液的配制工作，确保安全，下班后液槽必须盖好。 11、机床周围禁止明火作业，严禁吸烟，并配备足够的消防器具。对工作中产生的有害气体必须及时排除，抽风机发生故障应及时采取防护措施或停止作业。 12、脉冲发生器应保持清洁，经常清扫。 13、工作完毕后应立即切断电源。
电火花成形加工实训指导 一、实训目的 1、电火花成形机床的组成、工作原理和操作方法。 2、掌握电极材料的选择、结构形式及电极尺寸计算。 3、掌握电极和工件的装夹及校正定位。 4、掌握加工中电规准的选择及加工参数对被加工型腔质量的影响。 二、实训设备及材料 1、电火花机车一台。 2、工具电极一根（材料为铜、石墨、或钢） 3、工件材料为常用模具钢。 三、实训内容及步骤 在实训教师的指导下，了解电火花加工机车的主要构成，机车和控制板上各旋钮及按键的功用，工件的装夹、平动量的调节及加工操作过程。 1、功能键的介绍（F1~F10） F1：手动放电。在单节放电时使用即一段加工结束后机车停止。 F2：自动放电。当有多段程序时，前一段放电结束 F3：程序编制。进行程序的编制。 F4：位置归零。设定加工的起始点。 F 5：位置设定。设定加工型腔的平面位置。 F6：找中心点。当型腔位置在中心是用F6。 F7：EDM参数。在加工过程中要改变参数是使用。 F8：机械参数。厂家设定，没有必要不做改动。 F9：计时器归零。加工时记下加工的时间，在加工开始时要归零。 F10：参数自动匹配。一些主要加工参数可以在程序编制的时候编制好，但是如脉冲间隔、放电间隙等一些辅助参数可以在编制程序的时候编制好，也可以利用自动匹配的方法自动设定。 四、操作面版介绍 在介绍控制面板前，要先将放电条件介绍给大家。只有熟记放电条件的涵义，才能合理的编制程序并对放电过程中出现的问题加以解决。 B P：高压电流。设置值大，电流大，火花大，加工的速度快，但表面的质量低，间隙大，设置值小则反之。一般在粗加工时使用。 A P：低压电流。设定范围在0~90之间，设定值大火花大，加工速度快，但表面的质量低，间隙大。设置值小则表面质量高，间隙小。在使用过程中要注意，电流大于9A时要浸油加工，以防止失火。 P A：脉宽。与电流配合来决定表面粗糙度，一般是电流的20~30倍。 P B：脉宽间隔。设定值小，效率高，但容易造成排渣不畅，在加工过程中一般要视电极的材料而定。 1、程序的编制 在初始界面按F4进入如图1所示的界面： F1：插入单节；增加一段新的程序F2：删除单节；删除一段新的程序。 F3：EDM减少；加工参数减少F4：EDM增加；加工参数增加。 图1
电火花安全操作规程 电火花机床属精密贵重仪器设备，在操作时要严格遵守安全操作规程，以防工伤事故。必须做到以下几点： 一、机床的操作者必须是经过培训而且了解机床性能的专职人员。 二、机床正确的操作流程 1.把本机床电源柜的电源开关置于“ ON位置，将电源柜的急停按钮旋出，最后按下电源柜的启动按钮就可以启动机床。 2.运行机床需使主轴进入伺服状态（即液面的高度、工作液油温已进入自动监控状态），并检查其接触感知功能是否正常、可靠和正确。 3.用直角尺和百分表找正电极与工作台面的垂直度，然后用百分表找正工件基准面和工作台坐标移动方向的平行度。 4.调出加工软件的定位功能模块对工件进行定位。 5.根据零件的具体要求，用手动方式设置加工参数或调入预先编制好的加工程序。 6.启动油泵，放入工作液并调整液面高度，使液面高出加工工件50伽以上。 7.根据加工的具体要求，正确选择加工的电参数。 8.用鼠标点击加工软件界面的“开始”以启动脉冲电源进行加工。
9.当加工完成报警声响起时，请按“回车”键以确认已经完 成加工任务，然后将放液手把置于“开”的位置，把工作液放完为止。 10.工作完成后，按键盘的“ F12 ”退出加工软件并关闭计算机和切断所有电源。 三、机床正在加工时，禁止同时接触机床和工具电极部分， 以防触电。如果操作人员脚下没有铺垫橡胶、塑料等绝缘垫，则加工过程不能触摸工具电极。 四、加工场所严禁吸烟和严禁其他明火，必须定期检查消防灭火设备是否符合要求。 五、若机床使用可燃性工作液，工作液的燃点必须在700C以上，必须采用浸入式加工，而且工作液面高于工件表面至少50伽。 六、机床加工过程会产生大量的烟雾，油雾和异味，必须有妥善的通风排烟设施。 七、加工过程中操作者必须坚守岗位，思想集中，不得擅自离开。发现异常情况要马上按下急停按钮并及时处理或向有关人员报告。不允许无关人员擅自进入电加工场所。 八、离开前应切断总电源并关好门窗。
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
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
《电火花线切割项目报告实训总结》在2个周中我们迎来了特种加工操作实训，虽然在这一周中我们操作线切割和电火花分别只有两天半的时间，但在这短暂的时间在我感觉收获还是蛮多的。 在第一天老师跟我们说这次的实训不要求我们熟悉掌握特种加工中机床的操作，作简单了解就行，但在实际操作之前指导老师还是非常详细、认真的向我们讲解了有关线切割和电火花机床的用法及相关原理和实训要求及注意事项，我们也是听得津津有味。 老师用单、双号将我们分为线切割组和电火花组，两天半后再对调过来，因为我是单号，所以先被安排在线切割组。 在学习线切割中，通过老师的讲解，我了解到，线切割的基本工作原理是：利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。它的主要用法是：利用脉冲电源加在工件与电极丝之间（一般工件接正极，电极丝接负极），通过控制系统根据预先输入的工作程序输出相应的信息，使工作台作相应的移动，工件与电极丝靠近，当两者接近到适当距离时(一般为0.01～0.04毫米)便产生火花放电，蚀除金属，金属被蚀除后工件与电极丝之间的距离加大，控制系统根据这一距离的大小和预先输入的程序，不断地发出进给信号，使加工过程持续进行，在整个操作过程中工件与电极丝之间用喷嘴喷入冷却液。它的走丝方式有两种：（1）高速走丝，速度为9～10米／秒，采用钼丝作电极丝,可循环反复使用；（2）低速走丝，速度小于10米／分，电极丝采用铜丝，只使用一次。通常第一种用得比较多。
而在学习电火花中，通过老师的讲解，我同样了解到，在进行电火花加工必须具备三个条件：必须采用脉冲电源；必须采用自动进给调节装置，以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙；火花放电必须在具有一定绝缘强度的液体介质中进行，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。 在学习线切割及电火花操作过程中我了解到： 1;操作前必须认真检查电火花线切割的状况，夹具、工作台必须良好才能进行操作，如有异常情况应及时报告老师，以防止造成意外。