数控加工技术明兴祖第6章数控特种加工技术.ppt

数控加工技术
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数控加工技术明兴祖第6章数控特种加工技术
第六章 数控特种加工技术
第一节 数控电火花成形加工技术
电火花加工又称放电加工或电蚀加工。它是利用在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电时的电腐蚀作用对工件进行加工的一种工艺方法。
一、数控电火花成形加工简介
（一）数控电火花成形
加工原理
如图6-1所示，电火花成
形加工的原理是基于工件与
工具电极（简称电极）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
达到零件的加工要求。
须具备以下条件：
（1）自动进给调节系统保
证工件与电极之间经常保持
一定距离以形成放电间隙。
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（2）加工中工件和电极浸泡在液体介质中，这种液体介质称为工作液。
（3）脉冲电源输出单向脉冲电
压加在工件和电极上。当电压升
高到间隙中工作液的击穿电压时，
会使介质在绝缘强度最低处被击
穿,产生火花放电,如图6-2（a）
所示,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,如图6-2（b）。脉冲电源提
供的脉冲电流波形如图6-3所示。
（二）数控电火花成形机床的
主要组成
电火花成形加工机床按数控程度
分为普通（非数控）电火花成形加
工机床和数控电火花成形加工机床。
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第六章 数控特种加工技术
见图6-1，数控电火花成形加工机床主要由主机、脉冲电源和机床电气系统、数控系统和工作液循环过滤系统等部分组成。
1．主机及附件
机床主机由床身、立柱、主轴头、工作
台等组成。附件包括用以实现工件和电极
的装夹、固定和调整其相对位置的机械装
置,电极自动交换装置（ＡＴＣ或ＡＥＣ）
等。
可调节工具电极角度的夹头属机床附件。
平动头也属机床附件，如图6-4所示。
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，提供电火花成形加
工所需能量。
3．数控系统
（1）自动进给调节系统 它的任务是通过改变、调节主轴头（电
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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,保证电火花加工正常而稳定进行,以获得较好的加工效果。
常用自动进给调节系统有电液自动控制系统和电—机械式自动进给调节系统,数控电火花机床普遍采用电—机械式自动进给调节系统。
（2）电火花成形加工单轴数
控系统
（3）电火花成形加工多轴数
控系统
图6-5为采用X、Z、C多轴
联动加工型孔。图（a）为横向X轴伺服进给水平加工圆孔；图（b）为横向X轴和垂直方向Z轴联动加工；图（c）为Z向伺服进给，每加工一个长方孔后，C轴分度转过300（12等分），加工圆周均布的多个长方形孔。
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第六章 数控特种加工技术
图 6-6为电火花三轴数控摇动加工（指工作台在数控系统控制下向外逐步扩弧运动）型腔。
4．工作液循环过滤系统
工作液在电火化成形加工中的作用是
形成火花击穿放电通道，并在放电结束
后迅速恢复间隙的绝缘状态；对放电通
道起压缩作用，使放电能量集中；在强
迫流动过程中，将电蚀产物从放电间隙
中带出来，并对电极和工件表面起到冷
却作用。
工作液循环过滤系统由工作液箱、液
压泵、电机、过滤器、工作液分配器、
阀门、油杯等组成，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和净化。
工作液循环过滤系统的工 作方式有冲油式、抽油式两种，如图6-7所示。
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（三）数控电火花成形加工的特点及应用
数控电火花成形加工的特点与应用有如下方面：
（1）适合于难切削材料的加工
（2）可加工特殊及复杂形状的零件
（3）直接利用电能、热能进行加工,便于实现加工过程自动控制。
（4）主要加工金属等导电材料，但在一定条件下也可加工半导体和非导体材料。
（5）加工效率一般较低，电极存在损耗，加工的最小角部半径受限制。
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第六章 数控特种加工技术
二、数控电火花成形加工的一般工艺规律
电火花成形加工的主要工艺指标有