工程训练中心 特种加工

特种加工概述 1. 概念 2. 特点 3. 常用的特种加工方法

特种加工概念 特种加工，就是利用电能、声能、热能、光能及化学能等能量或其组合，施加在工件的被加工部位上，实现对工程材料进行有别于传统加工的工艺方法。

特种加工的特点 以柔克刚。 适应性强，加工范围广。 特种加工中一般不存在应变。 特种加工便于实现控制和操作自动化。 便于形成新的复合加工。 特种加工对简化加工工艺，变革新产品的设计及零件结构工艺性等产生积极的影响。

特种加工的分类 电火花加工 电化学加工 高能束加工 物料切蚀加工 化学加工 复合加工

电火花基本知识 电火花加工的基本概念 电火花加工的特点 电火花加工的分类 电火花加工的基本原理

电火花加工的基本概念 电火花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining 简称EMD）。它是在加工过程中,使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电,靠放电时产生的局部、瞬时的高温将金属蚀除下来。这种利用火花放电产生的腐蚀现象对金属材料进行加工的方法叫电火花加工

电火花加工的特点 电火花加工的优点 可以加工难以用金属切削方法加工的零件,不受材料硬度影响。 由于工具电极与工件电极不直接接触,没有机械切削力。所以在制作工具电极时不必考虑其受力特性,工具电极可以做的十分微细,能进行微细加工和复杂型面加工 电火花加工是通过脉冲放电来蚀除金属材料的,而脉冲电源的参数随时可调,因此在同一情况下,只需调整电参数即可切换粗、半精、精、超精加工。

电火花加工的特点 电火花加工的局限性 电火花加工生产效率低。 被加工的工件只能是导体. 存在电极损耗,这就影响了成型精度 加工表面有变质层。 加工过程必须在工作液中进行。电火花加工时放电部位必须在工作液中,否则将引起异常放电。 线切割加工有厚度极限

电火花加工的分类 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做轨迹运动，以切割导电材料的电火花线切割加工； 利用金属丝或成型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加工。

电火花加工的基本原理 电火花加工过程大致分为以下几个阶段： 极间介质的电离、击穿,形成放电通道 电极材料的融化,汽化热膨胀 电极材料的抛出 极间介质的消电离

电火花线切割 电火花线切割加工(Wire Cut Electrical Discharge Machining,简称WEDM)是在电火花加工基础上于50年代末在苏联发展起来的一种新工艺，使用线状电极（钼丝或铜丝）靠火花放电对工件进行切割，故称电火花线切割。 电火花线切割加工的基本原理 电火花线切割加工的特点 电火花线切割加工的分类 电火花线切割加工的应用范围

电火花线切割加工的基本原理 电火花线切割加工的基本原理如图示， 被切割的工件作为工件电极，电极丝作 工具电极。电极丝接脉冲电源的负极工 件接脉冲电源的正极。当来一个电脉冲 时，在电极丝和工件之间就可能产生一 次火花放电，在放电通道中瞬时可达到 10000℃以上高温使工件局部金属熔化 ，甚至有少量气化，高温也使电极和工 件之间的工作液部分产生气化，这些气 化后的工作液和金属蒸气瞬间迅速膨胀 并具有爆炸特性。靠这种热膨胀和局部 微炸，抛出熔化和气化了的金属材料而 实现对工件材料进行电蚀切割加工。

电火花线切割的主要特点 不需要制造成形电极, 用简单的电极丝即可对工件进行加工。可切割各种高硬度、高强度、高韧性和高脆性的导电材料，如淬火钢、硬质合金等。 由于电极丝比较细, 可以加工微细异形孔、窄缝和复杂形状的工件。 能加工各种冲模、凸轮、样板等外形复杂的精密零件，尺寸精度可达0.02～0.01mm,表面粗糙度Ｒa值可达1.6μm。还可切割带斜度的模具或工件。 由于切缝很窄, 切割时只对工件进行“套料”加工，故余料还可以利用。 自动化程度高, 操作方便, 劳动强度低。 加工周期短, 成本低。

电火花线切割的分类 线切割机床按电极丝运动的线速度, 可分快速走丝和慢速走丝两种。电极丝运动速度在7～10m/s范围内的为快速走丝, 低于0.2 m/s的为慢速走丝。其中慢速走丝加工表面粗糙度和平直度较好，蚀屑附着少，电极丝抗拉强度差，损耗大。

电火花线切割的应用范围 应用最广泛的是加工各类模具, 如冲模、铝型材挤压模、塑料模具及粉末冶金模具等 。

电火花线切割的应用范围 加工二维直纹曲面的零件

电火花线切割的应用范围 加工三维直纹曲面零件 各种导电材料和半导体材料以及稀有、贵重金属的切断， 加工微细槽、任意曲线窄缝

电火花线切割加工的机床的型号及组成部分 线切割机床的型号 DK7725快速走丝线切割机床的组成部分

线切割机床的型号 DK7725 D—机床类别代号（电加工机床） K—机床特性代号（数控） 7—组别代号（电火花加工机床） 7—型号代号(快速走丝线切割机床) 6—型号代号（慢速走丝线切割机床） 25—基本参数代号（工作台横向行程250mm）

DK7725快速走丝线切割机床的组成部分 DK7725快速走丝微机控制线切割机床由机床本体、脉冲电源、 微机控制装置、工作液循环系统等部分组成, 如图所示。

电火花线切割加工工艺 数控电火花线切割加工，一般是作为工件尤其是模具加工中的最后工序。要达到加工零件的精度及表面粗糙度要求，应合理控制线切割加工时的各种工艺参数（电参数、切割速度、工件装夹等），同时应安排好零件的工艺路线及线切割加工前的准备加工。有关模具加工的线切割加工工艺准备和工艺过程，如图所示

电火花线切割加工工艺

工件的装夹与调整 工件的装夹 悬臂式装夹 两端支撑方式装夹 桥式支撑方式装夹 板式支撑方式装夹 工件的调整 用百分表找正 划线法找正

工件的装夹 两端支撑方式 悬臂式

工件的装夹 桥式去撑方式 板式支撑方式

工件的调整 用百分表找正 用 百分表找正 划线法找正

程序编制 3B格式编制程序 ISO代码编制程序 计算机自动编制程序

3B格式编制程序

计数方向G 斜线的计数方向 圆弧的计数方向

计数长度J 斜线的G和J 圆弧的G和J 圆弧的G和J

加工指令Z

3B应用举例 例1，加工右上图所示斜线OA,终点A的坐标为Xe=17mm,Ye=5mm,写出加工程序。

ISO代码编制程序

运动指令 G00 快速定位指令 在线切割机床不放电的情况下，使指定的某轴以 快速移动到指定位置。 编程格式：G00 X～ Y～ 用于线切割机床在各个坐标平面内加工任意斜率 的直线轮廓和用直线逼近曲线轮廓。 编程格式：G01 X～ Y～（ U～ V～） G02、G03 圆弧插补指令 G02-顺时针加工圆弧的插补指令 G03-逆时针加工圆弧的插补指令 编程格式：G02 X～ Y～ I～ J～或G03 X～ Y～ I～ J～

坐标方式指令 坐标系指令 G90为绝对坐标指令。该指令表示程序段中的编程尺寸是按绝对坐标给定的。

ISO应用举例 快速定位 圆弧插补 直线插补

计算机自动编制程序 CAXA系统是数控电火花线切割机床常用的自动编程系统，下面以CAXA系统为例，说明自动编程的方法。

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