电火花线切割加工技术研究

电火花线切割加工技术研究内容摘要：

箱。 更 换 箱 内 齿 轮 ，配 合 进 给 箱 内 的 变 速 机 构 ，可 以 得 到 车 削 各 种 螺 距 螺 纹 (或 蜗 杆 )的 进 给 运动，并满足车削时对不同纵、横向进给量的需求。 4．进给箱 进 给 箱 11 是 进 给 传 动 系 统 的 变 速 机 构。 它 把 交 换 齿 轮 箱 传 递过 来 的 运 动 ，经 过 变 速 后 传 递 给 丝 杠 ，以 实 现 车 削 各 种 螺 纹 ；传 递 给 光 杠 ，以实现机动进给。 5．溜板箱 溜 板 箱 9 接 受 光 杠 或 丝 杠 传 递 的 运 动 ， 以 驱 动 床 鞍 和 中 、 小滑 板 及 刀 架 实 现 车 刀 的 纵 、 横 向 进 给 运 动。 其 上 还 装 有 一 些 手 柄 及 按 钮 ，可 以 很 方 便 地 操 纵 车 床 来 选 择 诸 如 机 动 、手 动 、车 螺 纹 及 快 速 移 动 等 运 动方式。 6．刀架 刀架 2 由 中 滑 板 、 小 滑 板 、床 鞍 与 刀 架 体 组 成 ，用 于 安 装 车 刀平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 第 3 页 并带动车刀作纵向、横向或斜向运动。 7．尾座 尾座 3 安 装 在 床 身 导 轨 上 ，并 沿 此 导 轨 作 纵 向 移 动 ， 以 调 整 其工 作 位 置。 尾 座 主 要 用 来 安 装 后 顶 尖 ， 以 支 撑 较 长 工 件 ， 也 可 安 装 钻 头 、铰刀等进行孔加工。 8．床腿 由 前 后 两 个 床 腿 10 与 5 分 别 与 床 身 前 后 两 端 下 部 联 为 一 体 ，用 以 支 撑 安 装 在 床 身 上 的 各 个 部 件。 同 时 通 过 地 脚 螺 栓 和 调 整 垫 块 使 整 台车床固定在工作场地上，并使床身调整到水平状态。 9．冷却装 置 冷却装置主要通过冷却水泵将水箱中的切削液加压后喷射到切 削 区 域 ，用 于 降 低 切 削 温 度 ，冲 走 切 屑 ，润 滑 加 工 表 面 ，以 提 高 刀 具 使用寿命和工件的表面加工质量。 二、车床各部分传动系统 现以卧式车床为例，介绍车床传动系统。 为 了 完 成 车 削 工 作 ， 车 床 必 须 有 主 运 动 和 进 给 运 动 的 相 互 配 合。 如图 1． 2 所 示 ， 主 运 动 是 通 过 电 动 机 l 驱动 V 带 2 、 交 换 齿 轮 箱 3 把运动 输 入 到 主 轴 箱 4。 通 过 变 速 齿 轮 5 变 速 ， 使 主 轴 得 到 不 同 的 转 速。 再 经卡盘 6(或夹具 )带动工件旋转。 数 控 电 火 花 成 型 加 工 机 床 的 基 本 操 作 、 日 常 维 护 及 保 养 （ 1 ）自 用 数 控 电 火 花 成 型 加 工 机 床 的 名 称 、型 号 、规 格 、性 能 、结 构 、主要组成部分（直流脉冲电源、伺服进给系统和数控系统等）及作用； （ 2 ） 机床的开机、关机； （ 3 ） 机床控制面板各功能键的作用及使用方法； （ 4 ） 工作液系统的作用及使用方法； （ 5 ） 常 用 夹 具 （ 工 件 装 夹 用 夹 具 和 工 具 电 极 装 夹 用 夹 头 ） 、 量 具 （ 游标 卡 尺 、外 径 千 分 尺 、内 径 百 分 表 、内 径 千 分 表 等 ）、机 床 附 件（ 平 动 头 、磁 盘 驱 动 器 等 ）及 辅 助 工 具 的 名 称 、规 格 、构 造 、用 途 、使 用 和 调 整 规 则 ； （ 6 ） 常 用 工 具 电 极 材 料 的 种 类 、名 称 、牌 号 、性 能 、用 途 和 选 择 方 法 ； （ 7 ） 工具电极的正确安装、调整、校正和更换； 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 第 4 页 （ 8 ） 工件的定位、装夹、找正； （ 9 ） 利 用 机 床 提 供 的 接 触 感 知 功 能 ， 建 立 工 件 坐 标 系 ， 确 定 工 件 与 工具电极之间的正确相对位置； （ 10 ） 工具电极偏置的意义及应用方法； （ 11 ） 数 控 加 工 程 序 输 入 、输 出 、检 查 、调 试 、修 改 及 执 行 的 基 本 方 法 ； （ 12 ） 根 据 工 件 的 技 术 要 求 ，选 择 与 确 定 电 火 花 加 工 的 极 性 效 应 和 工 艺方 式（ 直 接 配 合 法 、间 接 配 合 法 、阶 梯 电 极 法 、二 次 电 极 法 、单 电 极 平 动法 、 多 电 极 法 、 分 解 电 极 法 、 立 体 成 型 加 工 、 创 成 加 工 等 ） ， 进 行 加 工 ； （ 13 ） 根 据 加 工 对 象 和 加 工 状 态 合 理 选 择 及 调 整 加 工 过 程 中 的 电 参 数 ，达到稳定加工并控制工件的尺寸、形状精度和表面质量； （ 14 ）按工艺规程完成工件的加工及工件简单尺寸的现场测量； （ 15 ） 监控加工状态，发现并处置加工中的不正常现象及紧急情况； （ 16 ） 加工的中断及恢复； （ 17 ） 阅读电火花成型加工机床各类报警信息，处理一般报警故障； （ 18 ） 电火花成型加工机床的日常维护、保养与调整； （ 19 ）爱 岗 敬 业 ，遵 章 守 纪 ，严 格 、正 确 执 行 电 火 花 成 型 加 工 机 床 安 全操作规程。 理论知识名称 一 、 什 么 是 电 火 花 加 工 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。 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。 电火花加工的特点 电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。 随 着 工 业 生 产 的 发 展 和 科 学 技 术 的 进 步 ，具 有 高 熔 点 、高 硬 度 、高 强 度 、平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 第 5 页 高 脆 性 ， 高 粘 性 和 高 纯 度 等 性 能 的 新 材 料 不 断 出 现。 具 有 各 种 复 杂 结 构与 特 殊 工 艺 要 求 的 工 件 越 来 越 多 ， 这 就 使 得 传 统 的 机 械 加 工 方 法 不 能 加工 或 难 于 加 工。 因 此 ， 人 们 除 了 进 一 步 发 展 和 完 善 机 械 加 工 法 之 外 ， 还努 力 寻 求 新 的 加 工 方 法。 电 火 花 加 工 法 能 够 适 应 生 产 发 展 的 需 要 ， 并 在应 用 中 显 示 出 很 多 优 异 性 能 ， 因 此 ，得 到 了 迅 速 发 展 和 日 益 广 泛 的 应 用。 电火花加工的特点如下： 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。 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。 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。 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。 6) 其 它（ 如 强 化 金 属 表 面 ，取 出 折 断 的 工 具 ，在 淬 火 件 上 穿 孔 ，直 接 加工型面复杂的零件等）。 电火花加工机床的组成及作用 从 上 面 所 谈 的 情 况 可 以 看 到 ， 要 实 现 电 火 花 加 工 过 程 ， 机 床 必 须 具 备 三个 要 素 ， 即 ： 脉 冲 电 源 ， 机 械 部 分 和 自 动 控 制 系 统 ， 工 作 液 过 滤 与 循 环系统。 （见图一）。 下面 对 这 三 要 素 的 作 用 逐 一 加 以 简 单 讨 论。 加 在 放 电 间 隙 上 的 电 压 必 须 是 脉 冲 的 ，否 则 ，放 电 将 成 为 连 续 的 电弧。 所 谓 脉 冲 电 源 ， 实 际 就 是 一 种 电 气 线 路 或 装 置 ， 它 们 能 发 出 具 有 足够能量的脉冲电压来。 平 顶 山工 业职业 技 术学 院 毕业设计说 明 书 （ 论 文 ） 第 6 页 其作用是维持工具电极和工件之间有一适当的放电间隙，并在线调整。 工 作 液 的 作 用 是 使 能 量 集 中 ， 强 化 加 工 过 程 ， 带 走 放 电 时 所 产 生 的 热 量和 电 蚀 产 物。 工 作 液 系 统 包 括 工 作 液 的 储 存 冷 却 、循 环 及 其 调 节 与 保 护 、过滤以及利用工作液强迫循环系统。 上 述 三 要 素 ， 有 时 也 称 为 电 火 花 加 工 机 床 的 三 大 件 ， 它 们 组 成 了 电火花加工机床这一统一体，以满足加工工艺的要求。 实现电火花加工的条件 实现电火花加工，应具备如下条件： 1 .工 具 电 极 和 工 件 电 极 之 间 必 须 维 持 合 理 的 距 离。 在 该 距 离 范 围内 ， 既 可 以 满 足 脉 冲 电 压 不 断 击 穿 介 质 ， 产 生 火 花 放 电 ， 又 可 以 适 应 在火 花 通 道 熄 灭 后 介 质 消 电 离 以 及 排 出 蚀 除 产 物 的 要 求。 若 两 电 极 距 离 过大 ， 则 脉 冲 电 压 不 能 击 穿 介 质 、 不 能 产 生 火 花 放 电 ， 若 两 电 极 短 路 ， 则在两电极间没有脉冲能量消耗，也不可能实现电腐蚀加工。 电 极 之 间 必 须 充 入 介 质。 在 进 行 材 料 电 火 花 尺 寸 加 工 时 ，两 极间 为 液 体 介 质 （ 专 用 工 作 液 或 工 业 煤 油 ） ； 在 进 行 材 料 电 火 花 表 面 强 化时，两极间为气体介质。 送 到 两 电 极 间 的 脉 冲 能 量 密 度 应 足 够 大。 在 火 花 通 道 形 成 后 ，脉 冲 电 压 变 化 不 大 ， 因 此 ， 通 道 的 电 流 密 度 可 以 表 征 通 道 的 能 量 密 度。 能 量 密 度 足 够 大 ， 才 可 以 使 被 加 工 材 料 局 部 熔 化 或 汽 化 ， 从 而 在 被 加 工材 料 表 面 形 成 一 个 腐 蚀 痕。