電火花成形機(jī)

①由于放電通道中電流密度很大，局部區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的高溫足以熔化甚至氣化任何導(dǎo)電材料，因此能加工各種具有導(dǎo)電性能的硬、脆、軟、韌材料。

②加工時工具與電極不接觸，兩者之間無切削力，適于加工小孔、薄壁、窄腔槽及各種復(fù)雜的型孔、型腔和曲線孔等。

③加工時，脈沖寬度可以調(diào)節(jié)，在同一臺機(jī)床上能連續(xù)進(jìn)行粗、中、精加工。

④直接利用電能加工，便于實現(xiàn)加工過程的自動控制和加工自動化。

其不足之處是加工效率低、工具電極也有損耗、影響尺寸加工的精度等。

電火花成型機(jī)床安全操作規(guī)程如下：

1．操作人員必須站在耐壓20kV以上的絕緣板上進(jìn)行工作，加工過程中不可觸碰電極工具，操作人員不得較長時間離開電火花成型機(jī)床。

2．常保持電氣設(shè)備清潔，防止受潮，以免降低絕緣強(qiáng)度而影響機(jī)床的正常工作。

3．工作液介質(zhì)不得混入類似汽油之類的易燃液體，防止火花引起火災(zāi)。油箱要有足夠的循環(huán)油量，將油溫限制在安全范圍內(nèi)。

4．加工時，工作液面要高于工件一定距離（30～50mm），如果液面過低，加工電流大，很容易引起火災(zāi)。同時必須避免侵入電極夾頭。

5．根據(jù)煤油的渾濁程度，及時更換過濾介質(zhì)，并保持油路暢通。

6．在電火花加工時間內(nèi)，應(yīng)有排油霧、煙氣的排風(fēng)換氣裝置，保持室內(nèi)空氣良好而不被污染。

7．機(jī)床周圍嚴(yán)禁吸煙，并應(yīng)配備適于油類的二氧化碳滅火器，最好是自動滅火器。

8．在機(jī)床的允許規(guī)格范圍內(nèi)進(jìn)行加工，不要超重或超行程工作。

9．避免長時間接觸工作液，應(yīng)戴手套。接觸工作液后必須洗手。

10．防止工作液濺入眼睛。禁止吸入工作液。

11．不要在系統(tǒng)加工過程中，對系統(tǒng)進(jìn)行維修或更換電極。

12．在加工過程中，電極及相連部件上所帶的高壓電會危急生命，嚴(yán)禁觸摸或?qū)⑹稚烊牍ぷ饕翰壑小?

13．操作人員不能將手、工具或工件等物品放在機(jī)床護(hù)罩上，以防止各軸運動時發(fā)生碰撞。

14．在機(jī)床以自動方式移動軸時，切勿將手放入工作液槽。在緊急情況下，用電柜前面板或主機(jī)上的紅色急停開關(guān)停止軸的移動。

15．加工前所有安全保護(hù)蓋、板必須安裝就位，然后才能加工。 2100433B

電火花加工是基于工具和工件（正、負(fù)電極）之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現(xiàn)象以達(dá)到對零件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。如圖1所示工具電極4與工件1一起置于介質(zhì)5（煤油或其他液體）中，并分別與脈沖電源2的負(fù)極和正極相連接。加工時，自動進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置2移動工具電極使其逐漸趨近工件，當(dāng)工具電極與工件之間的間隙小到一定程度時，介質(zhì)被擊穿，在間隙中發(fā)生脈沖放電。放電的持續(xù)時間極短，只有（

一、按機(jī)床結(jié)構(gòu)分類

(1)固定立柱式數(shù)控電火花成型機(jī)床

固定立柱式數(shù)控電火花成型機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，一般用于中小型零件加工。

(2)滑枕式數(shù)控電火花成型機(jī)床

滑枕式數(shù)控電火花成型機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，剛性好，一般只用于小型零件加工。

(3)龍門式數(shù)控電火花成型機(jī)床

龍門式數(shù)控電火花成型機(jī)床結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，應(yīng)用范圍廣，常用于大中型零件加工。

二、按控制方式分類

(1)普通數(shù)顯電火花成型機(jī)床

普通數(shù)顯電火花成型機(jī)床是在普通電火花成型機(jī)床上加以改進(jìn)而來，它只能顯示運動部件的位置，而不能控制運動。

(2)單軸數(shù)控電火花成型機(jī)床

單軸數(shù)控電火花成型機(jī)床只能控制單個軸的運動，精度低，加工范圍小。

(3)多軸數(shù)控電火花成型機(jī)床。

多軸數(shù)控電火花成型機(jī)床能同時控制多軸運動，精度高，加工范圍廣。

③按電極交換方式分類。

(1)手動式。手動式，即普通數(shù)控電火花成型機(jī)床，

結(jié)構(gòu)簡單，價格低，工作效率低。

(2)自動式。自動式，即電火花加工中心，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格高，工作效率高。

本書系統(tǒng)而全面地論述了電火花成形原理及其工藝應(yīng)用主要包括電火花成形加工原理與物理過程、工藝特點及應(yīng)用范圍電火花成形設(shè)備及編程電火花成形加工工藝規(guī)律及其表面特性電火花成形加工工藝及典型應(yīng)用石墨電極在電火花成形加工中的應(yīng)用等內(nèi)容新穎結(jié)合實際易學(xué)易懂有較高的參考價值。本書適合于從事電火花成形加工工藝研究與應(yīng)用的工程技術(shù)人員和操作人員閱讀也可供從事模具設(shè)計與制造的技術(shù)人員及大專院校機(jī)械制造及模具制造專業(yè)的師生學(xué)習(xí)參考。

第1章電火花成形加工原理1

1.1電火花加工的產(chǎn)生與發(fā)展1

1.1.1電火花加工的產(chǎn)生1

1.1.2電火花加工的發(fā)展2

1.1.3電火花加工常用專業(yè)名詞術(shù)語3

1.2電火花加工特點與應(yīng)用范圍7

1.2.1電火花加工特點7

1.2.2電火花加工應(yīng)用范圍8

1.2.3電火花成形加工的主要應(yīng)用9

1.3電火花加工物理過程概述10

1.3.1介質(zhì)擊穿與放電通道形成11

1.3.2能量轉(zhuǎn)換、分配與傳遞11

1.3.3電極表面被蝕材料的拋出12

1.3.4消電離與極間介電性能的恢復(fù)12

1.4極間介質(zhì)擊穿規(guī)律13

1.4.1液體介質(zhì)的導(dǎo)電機(jī)理13

1.4.2電火花加工時的極間介質(zhì)擊穿規(guī)律16

1.5極間放電物理狀態(tài)23

1.5.1放電時的物理現(xiàn)象23

1.5.2放電通道磁流體模型27

1.5.3極間放電電壓特性32

1.5.4放電時的電磁輻射與聲輻射38

1.6電火花加工的熱過程42

1.6.1極間放電時的能量轉(zhuǎn)換42

1.6.2導(dǎo)熱微分方程50

1.6.3放電時的熱源模型51

1.6.4瞬時點熱源的熱傳導(dǎo)模型53

1.6.5連續(xù)點熱源的熱傳導(dǎo)模型55

1.6.6定半徑表面熱源的熱傳播模型56

1.6.7時變半徑表面熱源的熱傳導(dǎo)模型57

1.6.8存在相變時的熱傳導(dǎo)模型58

1.6.9運動熱源的熱傳播過程59

1.7電極材料拋出機(jī)理及其表面形態(tài)63

1.7.1關(guān)于拋出力的幾種學(xué)說63

1.7.2放電表面形態(tài)67

第2章電火花成形設(shè)備及數(shù)控編程71

2.1概述71

2.1.1電火花成形機(jī)工作原理71

2.1.2電火花成形機(jī)總體結(jié)構(gòu)的幾種類型71

2.1.3電火花成形機(jī)型號及主要參數(shù)74

2.1.4電火花成形機(jī)的主要分類75

2.2電火花成形機(jī)本體結(jié)構(gòu)75

2.2.1機(jī)床各組成部分及其作用75

2.2.2工作液循環(huán)過濾系統(tǒng) 79

2.2.3電極裝夾頭80

2.2.4其他機(jī)床附件82

2.3電氣控制系統(tǒng)86

2.3.1電氣控制系統(tǒng)方框原理圖及電控箱結(jié)構(gòu)86

2.3.2自動進(jìn)給機(jī)構(gòu)88

2.3.3伺服控制系統(tǒng)的類型89

2.4脈沖電源91

2.4.1脈沖電源要求與分類91

2.4.2典型脈沖電源電路92

2.5機(jī)床精度標(biāo)準(zhǔn)及檢驗方法98

2.5.1機(jī)床精度標(biāo)準(zhǔn)及檢驗工具98

2.5.2電火花成形機(jī)床的精度檢驗99

2.6電火花成形機(jī)數(shù)控編程109

2.6.1程序編制的步驟與方法109

2.6.2ISO“G”代碼程序格式111

2.6.3加工參數(shù)代碼114

2.6.4搖（平）動加工115

2.6.5數(shù)控電火花成形加工編程技巧116

第3章電火花加工基本工藝規(guī)律119

3.1電火花加工主要工藝指標(biāo)及測試方法119

3.1.1加工速度119

3.1.2加工精度120

3.1.3表面質(zhì)量120

3.1.4電極損耗121

3.2影響工藝指標(biāo)的主要因素121

3.2.1影響加工速度的主要因素121

3.2.2影響加工精度的主要因素123

3.2.3影響加工表面質(zhì)量的主要因素125

3.2.4影響工具電極相對損耗的因素126

3.3基本工藝規(guī)律126

3.3.1脈寬、峰值電流與蝕除速度的關(guān)系126

3.3.2脈寬、峰值電流與表面粗糙度的關(guān)系127

3.3.3脈寬、峰值電流與電極損耗率的關(guān)系129

3.3.4非電參數(shù)與加工速度的關(guān)系130

3.4實現(xiàn)高效低損耗的幾個途徑132

3.4.1充分利用極性效應(yīng)132

3.4.2建立炭黑保護(hù)層134

3.4.3電火花加工中的電噴鍍現(xiàn)象136

3.4.4弱電解質(zhì)中的電化學(xué)作用137

3.5電火花加工表面特性138

3.5.1電火花加工表面粗糙度138

3.5.2加工表面組織變化139

3.5.3電火花加工表面力學(xué)性能142

3.5.4電火花加工表面微觀裂紋145

第4章電火花成形工藝146

4.1電火花成形加工基本工藝路線及工藝分析146

4.1.1電火花成形基本工藝路線146

4.1.2電火花成形工藝分析146

4.2電火花加工前的工藝準(zhǔn)備146

4.2.1加工前的準(zhǔn)備147

4.2.2電極設(shè)計與制造148

4.2.3電極和工件裝夾與校正150

4.2.4加工參數(shù)設(shè)置與調(diào)整151

4.2.5工藝程序編制151

4.3電火花混粉鏡面加工153

4.3.1電火花混粉鏡面加工的產(chǎn)生153

4.3.2電火花混粉鏡面加工機(jī)理154

4.3.3電火花混粉鏡面加工工藝157

4.3.4電火花混粉鏡面加工表面性能161

4.3.5電火花混粉鏡面加工裝置及應(yīng)用165

4.4電火花微細(xì)加工167

4.4.1微細(xì)電火花加工的特點與實現(xiàn)條件167

4.4.2微小型電火花加工裝置168

4.4.3微細(xì)電火花加工應(yīng)用舉例170

4.5電火花深小孔加工173

4.5.1深小孔電火花加工的產(chǎn)生174

4.5.2電火花深小孔加工工藝174

4.5.3電火花高速深小孔加工176

4.5.4深小孔的超聲波電火花復(fù)合加工技術(shù)178

4.5.5氣體介質(zhì)中深小孔電火花加工179

4.6電火花加工中的質(zhì)量問題與異?，F(xiàn)象180

4.6.1加工精度問題180

4.6.2加工表面積炭燒傷現(xiàn)象183

4.6.3加工表面粗糙度不符合要求184

4.6.4加工表面微觀缺陷185

4.6.5加工中的異?，F(xiàn)象188

第5章電火花成形工藝應(yīng)用190

5.1電火花型腔加工中加工余量的分配190

5.1.1電火花放電間隙的概念190

5.1.2加工余量確定及分配的基本原則192

5.2電火花穿孔加工214

5.2.1穿孔加工工藝過程214

5.2.2滿足配合間隙的方法216

5.2.3SYL36孔電機(jī)轉(zhuǎn)子沖模穿孔加工217

5.3單軸數(shù)控電火花加工實例219

5.3.1小機(jī)床加工大工件219

5.3.2單個工具電極直接成形220

5.4型腔電火花成形228

5.4.1型腔電火花加工特點與方法228

5.4.2大型模具電火花成形228

5.4.3螺紋電火花加工231

5.4.4風(fēng)葉輪注塑模的電火花加工238

5.4.5精密注塑模電火花成形248

5.5大面積型腔電火花鏡面加工253

5.5.1問題的提出及解決方案253

5.5.2對導(dǎo)電粉體的技術(shù)要求255

5.5.3混粉工作液的配置及濃度檢測255

5.5.4混粉鏡面加工在模具電火花中的應(yīng)用256

第6章石墨電極在電火花成形中的應(yīng)用261

6.1石墨的特性261

6.1.1石墨簡介261

6.1.2人工石墨及生產(chǎn)流程262

6.1.3石墨的理化特性263

6.2電加工專用石墨的特點265

6.2.1電極材料的種類266

6.2.2常用電極材料的特點266

6.2.3電加工專用石墨的分類269

6.3放電加工專用石墨的應(yīng)用270

6.3.1放電加工專用石墨的分類特點及選材要點270

6.3.2不同石墨材質(zhì)對電火花加工工藝效果的影響272

6.4石墨電極的放電參數(shù)結(jié)構(gòu)特點278

6.4.1石墨電極和銅電極在脈沖波形特征上的區(qū)別278

6.4.2石墨和銅在放電加工中的各自特點280

6.5石墨材質(zhì)的電加工工藝特點283

6.5.1石墨電極的放電加工應(yīng)用要點283

6.5.2影響石墨電極放電工藝效果的因素286

6.5.3出現(xiàn)電?。ǚe炭）的主要原因及防范措施295

參考文獻(xiàn)298"

根據(jù)粉末成形特性，粉末成形壓力機(jī)一般應(yīng)滿足壓制力（上模沖裝置）、送料系統(tǒng)（裝料機(jī)構(gòu)）、成形和脫出行程、脫出力（下模沖及芯棒動作裝置）等因素對沒備的要求，模具設(shè)計者應(yīng)了解這些因素（裝置），以便確定模具結(jié)構(gòu)。粉末成形壓力機(jī)的各種基本裝置的說明見表4-1。

上模沖動作裝置：1.單動作時（單模沖），直接由上工作臺傳遞壓力機(jī)額定壓力，根據(jù)成形需要應(yīng)可調(diào)整

加壓、成形、后壓，保壓等動作。2.多動作時（多模沖），可以通過增設(shè)的氣缸（液壓缸），進(jìn)行驅(qū)動多個上沖頭，以達(dá)到不同形狀壓胚成形要求。3.在加壓過程中，為防止粉末中空氣引起的壓坯裂紋及變形，應(yīng)有排除粉末中空氣的裝置。

裝料機(jī)構(gòu)：1.供料系統(tǒng)。一般由儲存料倉、輸送軟管、送料靴及驅(qū)動與振動裝置組成。2.過量裝料機(jī)構(gòu)?？梢员日?guī)填充量多填充一些粉末，壓制前能夠充填到模腔的各個部分。3.欠料裝料機(jī)構(gòu)。送料靴加料完畢退后，使陰模略微上升，防止開始加壓時模腔內(nèi)粉末泄漏影響壓坯密度。

陰模裝置：1.預(yù)壓裝置。用控制器控制陰模正確動作，加上預(yù)壓以（克服自身重量）阻攔空動。2.保持裝置。在加壓過程中，上模沖下壓時，使陰模在承受規(guī)定壓力之前不下降（稱壓坯上下密度調(diào)整裝置）。3.調(diào)節(jié)加壓裝置。上模沖下壓時，陰?？勺魍瑯酉赂幼?。當(dāng)需要時，可令陰模按需比例下降，并同時上，下加壓，以保證壓坯各部分密度均勻。

下模沖動作裝置：1.單模沖時，由下缸傳遞壓力機(jī)穩(wěn)定脫模壓力，確保壓坯脫模。2.多模沖時，由氣缸（或液壓缸），斜楔機(jī)構(gòu)來確保壓制多臺階面壓坯的成形及脫模。

芯棒動作裝置：1、通過氣缸（或液壓缸）來保證芯棒裝料后到位（對薄壁件時），以使模腔裝粉均勻。2、通過氣缸（或液壓缸）來保證芯棒浮動，使壓坯內(nèi)部密度均勻。3.通過氣缸（或液壓缸）來保證脫模時，芯棒后脫（或先脫）以防止壓坯裂紋。