项目7 盲孔的电火花成型加工.ppt

《电加工实训》 项目7 盲孔的电火花成型加工,机电工程系 模具教研室,,,,一、项目内容： 在本项目中，用电火花成型机完成如下图所示的盲孔加工，材料为45钢 1、零件图形:（如右图所示) 2、编程与加工要求： 1）根据电极和工件材料，正确选择脉冲电源接线方式 1）根据零件特点、材质、粗糙度要求，正确设置粗加工、精加工脉冲参数 3）根据零件结构，正确装夹工件、电极并校正定位 4）操作机床，进行零件的加工盲孔的电火花成型加工,《电加工实训》,二、知识点 为了完成上述零件的加工，本项目着重讲述如下知识：,课题1 电火花成型加工概述 课题2 电火花成型机床基本操作 课题3 盲孔电火花成型加工工艺与机床操作 课题4 完成盲孔的电火花成型加工,《电加工实训》,盲孔的电火花成型加工,盲孔的电火花成型加工,课题1 电火花成型加工概述,7.1.1 电火花成型加工原理,电火花成型加工的工作原理如图所示工件放在充满工作液的工作槽中，工作液在泵的作用下循环，工具电极装在主轴端的夹具上主轴的垂直进给由自动进给调节装置控制，使工具电极和工件之间经常保持一个很小的放电间隙，一般在0.01〜0. 2mm之间这样，当工件和工具电极分别与脉冲电源的正负极相接的时候，每个脉冲电压将在工具电极和工件之间的最小间隙处或绝缘强度最低的工作液处产生火花放电，使两极表面在瞬时高温下都被蚀除掉一小块金属，分别形成一个小坑，被蚀下的金属颗粒掉入工作液中冷却、凝固并被冲走。

当每个脉冲结束时，工作液介质恢复绝缘状态如此循环不止，加工也就连续进行，无数个小坑组成了加工表面，工具电极的形状也就被逐渐复制在工件上课题1 电火花成型加工概述,7.1.2 电火花成型加工电参数选择的一般规律,在电火花成型加工中，参数的选择对加工的工艺指标起着重要作用，只有正确的选择电参数才能加工出品质优良的产品影响电参数选择的因素主要有：电极材料、工件材料、放电面积、表面粗糙度、放电间隙、电极损耗、加工速度等 电火花成型机的电参数主要有：脉冲宽度、脉冲间隔、峰值电流盲孔的电火花成型加工,1．脉冲宽度的选择 脉冲宽度又称放电持续时间，当其它参数不变时，增大脉宽，工具电极损耗减小，生产率提高，加工稳定性变好粗加工时可用较大的脉宽（100 μs）；精加工时只能用较小的脉宽（50 μs）,课题1 电火花成型加工概述,7.1.2 电火花成型加工电参数选择的一般规律,盲孔的电火花成型加工,3.峰值电流选择 峰值电流是放电时的能量，脉宽保持不变，增大峰值电流，材料蚀除速度会加快，但要注意此时放电间隙和表面粗糙度也增加2.脉冲间隔的选择 脉冲间隔又称脉冲放电停歇时间，脉冲间隔对脉冲频率（单位时间内的放电次数）有直接影响。

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，烧伤工具和工件；脉间选得过长，将降低加工效率，减少了覆盖效应，使电极损耗增加加工面积、加工深度较大时，脉间也应该稍大课题1 电火花成型加工概述,7.1.3 电火花成型加工常用电极材料种类、极性选择及制造,盲孔的电火花成型加工,1.电火花常用电极材料 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成型加工速度、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、石墨、钢、铸铁、银钨合金、铜钨合金等，这些材料的性能如下表所示课题1 电火花成型加工概述,7.1.3 电火花成型加工常用电极材料种类、极性选择及制造,盲孔的电火花成型加工,2.电极材料的极性选择 工具电极极性一般选择原则是：铜电极对钢，选“+”极性；铜电极对铜，选”-’ 极性；铜电极对硬质合金：选“+、-”极性都可以；石墨电极对铜，选“-”极性；石墨电极对硬质合金，选“-”极性；石墨电极对钢，选“+”极性课题1 电火花成型加工概述,7.1.3 电火花成型加工常用电极材料种类、极性选择及制造,盲孔的电火花成型加工,3.型腔电极的制造 型腔加工用的电极主要根据选用的电极材料、电极与型腔的精度以及电极的数量来选择制造方法。

常用的方法如下： （1）切削加工常用的方法有铣、车以及平面、圆柱面磨削因紫铜质地软，磨床不能加工 （2）数控铣削加工可以完成型面复杂的电极制造，重复生产精度高 （3）石墨CNC机是加工石墨电极的专用数控铣床，其转速高，加工光洁度和效率高 （4）电火花线切割加工复杂形状、精度高的金属电极 （5）对于一些相互间没有严格的位置精度或配合精度要求的外观装饰件、壳体等，均可采用电铸电极制作，其成本低、制作周期短，有利于产品的更新换代电铸的方法适用于大尺寸电极制造，这种方法制造出的电极放电性能好课题1 电火花成型加工概述,盲孔的电火花成型加工,电火花成型加工可加工任何难加工的金属材料和导电材料，如高硬度、复杂形状的表面、薄壁、弹性、低刚度、微细孔、异型孔等特殊要求的零件（如下图所示）主要用于加工模具、高硬度材料和清除铣床无法加工的内角、窄槽等7.1.5 电火花成型加工应用范围,课题1 电火花成型加工概述,盲孔的电火花成型加工,1.按控制方式分：分为普通数显电火花成型机床、单轴数控电火花成型机床（ZNC火花机）、多轴数控电火花成型机床（CNC火花机） 2.按机床结构分：分为固定立柱式电火花成型机床、滑枕式电火花成型机床、龙门式电火花成型机床、双头电火花成型机床。

3.按电极交换装置分：分为普通电火花成型机床、电火花加工中心 4.按应用范围分：分为通用机床、专用机床、镜面火花机 无论采用哪种结构形式的电火花成型机床，其主要功能都是满足电火花成型加工的工艺要求，伺服加工轴运动并保证电火花放电所需的最佳间隙要求，同时按预定的轨迹移动，以完成工件加工7.1.6 电火花成型机床分类,课题1 电火花成型加工概述,盲孔的电火花成型加工,固定单立柱式电火花成型机床如图下所示，主要由机床主机、脉冲电源、数控系统、工作液循环过滤系统等部分组成7.1.7 电火花成型加工机床结构,课题1 电火花成型加工概述,盲孔的电火花成型加工,1.机床主机 机床主机用于支撑、固定工具电极及工件，实现电极在加工过程中稳定的伺服进给运动机床主机一般由床身、立柱、主轴头、工作台、工作液循环系统、附件等组成附件主要包括夹持工件和电极的夹具、冲油附件，固定和调整相对位置的机械装置如：电极夹头、平动头、磁力吸盘、平口虎钳等组成2.脉冲电源 脉冲电源的作用是将工频交流电转变成一定频率的定向脉冲电流，提供电火花成型加工所需要的能量来蚀除金属，其参数主要有：峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔等7.1.7 电火花成型加工机床结构,课题1 电火花成型加工概述,盲孔的电火花成型加工,3.数控系统 数控系统也称为控制器，其主要作用是是通过改变、调节主轴头（电极）进给速度，使进给速度接近并等于蚀除速度，以维持一定的“平均”放电间隙，保证电火花成型加工正常而稳定进行，以获得较好的加工效果。

常用数控系统有单轴数控系统和多轴数控系统4.工作液循环过滤系统 工作液循环过滤系统主要由储油箱、过滤器、油泵、工作液分配器、阀门、油压表等组成，它的作用是强迫一定压力的工作液流经放电间隙，将电蚀产物排出，并且对使用过的工作液进行过滤净化7.1.7 电火花成型加工机床结构,课题1 电火花成型加工概述,盲孔的电火花成型加工,5.机床附件 电火花成型机床购买时候机床附件较多，加工时可根据需要选择机床附件，其附件主要有：磁力吸盘、平口虎钳、冲油座、平动头、电极夹头等，如图下所示7.1.7 电火花成型加工机床结构,磁力吸盘 精密平口虎钳 移动式冲油座,机械式平动头 数控平动头,课题2 电火花成型基本操作,盲孔的电火花成型加工,苏州新火花ZNC-60B机床外形如下图所示，该电火花成型机床主要由：机床主机、脉冲电源、机床数控系统、工作液循环过滤系统等部分组成机床采用ZNC单轴控制系统，只能驱动Z轴的上下移动，X、Y、Z三轴采用高精度电子光栅尺显示坐标，确保精度准确7.2.1 现场了解电火花成型机床结构,1. ZNC-60B型电火花机床主要技术规格见下表,盲孔的电火花成型加工,课题2 电火花成型基本操作,7.2.1 现场了解电火花成型机床结构,2.机床结构,（1）主轴箱立柱由电机驱动伺服系统和主轴箱二次行程滑块组成，如上图所示 （2）工作台及拖板如右图所示。

（3）手扳油泵,手扳油泵,工作台,5.工作液循环过滤系统,盲孔的电火花成型加工,课题2 电火花成型基本操作,7.2.1 现场了解电火花成型机床结构,6.防火安全装置,工作液循环过滤系统主要由工作台油箱和过滤油箱组成，用于液面高度、冲、抽油调节1-吸油阀；2-控制阀；3-压力表；4-工作灯；5-进油管；6-排油拉杆；7-油位拉杆,图7-17 光感探头 图7-18 温度感应灭火器 图7-19机床总电源开关,盲孔的电火花成型加工,课题2 电火花成型基本操作,7.2.2 现场了解电火花成型机床的控制面板,电火花成型机控制面板如图7-20所示，主要有放电电压、电流指示表，急停开关、ZNC键盘、显示器等盲孔的电火花成型加工,课题2 电火花成型基本操作,7.2.2 现场了解电火花成型机床的控制面板,1.ZNC键盘如图7-21所示： [F1～F8] ZNC系统功能选择键 [F9] 放电计时归零 [F10] 放电参数自动匹配 [0～9]、[. ]、[-] 数字、符号键 [光标方向键] 移动光标所处位置,盲孔的电火花成型加工,课题2 电火花成型基本操作,7.2.2 现场了解电火花成型机床的控制面板,2.机床手控盒，其按键与键盘按键一致如右图所示： （1）【Z-、Z+】机床主轴上下移动键，可通过“Z SPEED”旋钮进行调节移动速度。

（2）【电极校正】在电极校正时候需要打开，否则Z轴不能移动，并发出报警声 （3）【AUTO】Z轴自动对刀键利用接触感知原理进行Z轴对刀，按下此键机床Z轴会自动下降，直至电极接触工件上表面后停止不动，并发出提示声 （4）【进油开关】加工时工作液体开关 （5）【放电开关】脉冲电源开关 （6）【油位】当工作液低于预设值的高度时，机床停止加工防止因火花暴露在空气中引起火灾喷油加工时需关闭油位开关 （7）【睡眠】开启该按钮加工时，当程序执行完机床会自动关机盲孔的电火花成型加工,课题2 电火花成型基本操作,7.2.3 系统介绍,按机床控制柜左侧电源开关【合】开机启动机床后，机床控制系统显示如图下所示画面，该系统分以下5个视窗 ：,盲孔的电火花成型加工,课题2 电火花成型基本操作,7.2.4 程序编辑,1.在火花机执行程式之前，操作者需要先设定放电程序，按下[F3程式编辑]键使用[F1插入]所需单节程序，此时系统会将光标所在单节拷贝到下一单节，使用[F2删除]不要单节程序 2.按[光标键]选择要修改的参数，Z轴深度直接输入数字后，按[ENTER]键 3.其它参数修改时，用光标选择后，按[F3条件减少]或[F4条件增加]键进行设定，编辑完成后，按[F8跳出]。

4.要保存当前所编辑的程序，可按[F5存档] （1）[F1存档]：存入档案，键入档案名称（用阿拉伯数字），再按Enter即存入电脑内 （2）[F2删除档案] ：将光标移动到要删除的档案，再按[YES]可把档案清除掉 （3）[F3读入档案]：用[光标键]移至欲加工档案名称，按[F3读入档案]，显示读入OK时再按[F8跳出]盲孔的电火花成型加工,课题2 电火花成型基本操作,7.2.5 放电条件说明,EDM放电程序参数如下表所示,1．高压电流BP（高压放电短路电流） 高压电流的主要作用是形成先导击穿，有利于加工稳定和提高加工效率一般加工时高压电流选为0-2档，在加工大面积或深孔时可适当加大高压电流，以利于加工稳定和提高加工效率。