《电火花加工原理》课件

电火花加工原理电火花加工是一种利用电火花放电现象去除材料的技术它是一种非传统的加工方法，常用于制作模具、精密零件等课程大纲课程安排教学内容介绍课程的学习时间、内容安排、考试安排等阐述课程的具体内容，包括电火花加工的原理、工艺流程、参数设置、应用领域等学习目标教学方法明确学生通过学习本课程需要掌握的知识和技说明课程的教学方法，例如课堂讲授、实验演能示、案例分析等什么是电火花加工电火花加工是一种利用电火花放电的能量来加工金属和非金属材料的加工方法该方法是在两个电极之间施加高电压，使它们之间产生火花放电，利用放电产生的能量来去除工件上的材料电火花加工广泛应用于模具制造、机械加工、航空航天等领域电火花加工的原理电极和工件间隙1电极和工件之间保持极小的间隙高压脉冲电流2施加高压脉冲电流，在间隙中产生火花放电材料去除3高温电火花熔化和汽化工件表面材料电极移动4电极按照预设轨迹移动，加工出所需的形状电火花加工是利用电极与工件之间产生的电火花放电，使工件表面材料熔化和汽化，从而实现加工的一种方法电火花加工可以加工各种金属材料，包括硬质合金、不锈钢等，其加工精度和表面质量较高放电过程电极间隙电极间隙中介质是绝缘的空气，两个电极之间存在电压，在高压的作用下，介质击穿产生电火花火花放电电极间隙中的空气被击穿，形成等离子体通道，在通道中进行快速放电，产生能量并释放热量，温度极高物质去除高温等离子体通道融化工件表面金属并蒸发，同时电极材料也受到电蚀，电极和工件之间进行物质交换循环放电随着放电过程的反复进行，工件表面被逐渐蚀除，形成加工所需的形状，放电时间越长，蚀除的材料越多放电加工功率功率定义单位放电加工功率放电加工中电极与工瓦特W件间能量转换的速率放电加工效率放电加工功率与总功%率的比值放电加工功率影响加工速度、效率和表面质量选择合适的功率，能提高加工效率、降低加工成本放电加工电压和电流电火花加工中，电压和电流是两个重要的参数，它们共同决定着加工过程的能量输入和效率电压是指电极间隙的电压，它是驱动放电过程的主要因素电流是指流过电极间隙的电流，它决定了放电过程的能量密度放电加工电极材料铜电极钨电极石墨电极金刚石电极铜电极的导电性和导热性优异钨电极具有高熔点、高硬度和石墨电极具有良好的导电性和金刚石电极具有超高的硬度和，价格相对低廉，适用于加工良好的耐磨损性，适用于加工导热性，且价格低廉，主要用耐磨损性，适用于加工高精度大多数金属材料，是常用的电耐高温、高硬度材料，例如硬于粗加工和形状复杂的零件加、高光洁度的零件，例如模具极材料质合金和陶瓷工和刀具放电加工电极的形状和尺寸形状尺寸12电极形状取决于加工工件的形状和尺寸电极尺寸必须与工件的尺寸相匹配，并，常用的形状包括圆形、方形、矩形、且要根据加工要求进行调整，一般来说圆锥形、圆柱形和复杂形状，电极的尺寸要比工件的尺寸略大，以便保证加工质量精度材料34电极精度直接影响加工精度，一般要求电极材料通常采用铜、石墨、钨铜等耐电极的精度要高于加工精度，以保证加磨损、导电性能好的材料，可以根据加工出来的工件尺寸精度工需求选择合适的材料加工液冷却冲洗加工液的主要作用是冷却工件和加工液可以冲洗掉加工过程中产电极，防止工件过热变形生的金属粉末和碳化物，防止这些物质沉积在工件和电极上绝缘润滑加工液可以隔离工件和电极，防加工液可以润滑工件和电极，减止电火花在空气中放电，从而保少摩擦阻力，提高加工效率证加工过程的稳定性电火花加工的优点高精度高效率适用范围广表面光洁度高电火花加工可以实现极高的加电火花加工效率高，可以快速电火花加工可用于加工各种材电火花加工可以获得高质量的工精度，适用于加工各种复杂加工各种材料，减少加工时间料，包括金属、非金属、硬质表面光洁度，提高工件的耐用形状的工件和成本合金等性和美观性电火花加工的局限性加工精度限制加工效率低加工成本高加工表面质量电火花加工精度受加工条件影电火花加工速度较慢，适用于电火花加工设备价格昂贵，耗电火花加工表面存在微观裂纹响较大，无法实现微米级加工精密零件的加工材成本较高和微观凹坑，需要进行二次加工电火花加工的工艺流程加工准备1选择合适加工材料，加工设备和加工参数加工过程2根据加工参数设置，进行放电加工加工后处理3对加工件进行清洗，修整，检验电火花加工的工艺流程是一个精密复杂的过程，需要根据不同的加工需求，选择合适的加工方法和参数，才能保证加工质量电火花加工的加工参数电火花加工的加工参数是指在加工过程中，影响加工质量和效率的一系列参数这些参数主要包括加工电压、脉冲宽度、脉冲频率、工作液流量、工作液压力等合理的加工参数能够提高加工效率，降低加工成本，并保证加工质量选择合适的加工参数需要根据加工工件的材料、尺寸、形状、精度要求等因素进行综合考虑例如，对于硬度较高的材料，需要选择更高的加工电压和脉冲频率，以获得更好的加工效果而对于薄壁工件，需要选择较低的加工电压和脉冲频率，以避免出现烧穿或变形的情况10010电压频率伏特千赫兹10100宽度流量微秒升/分钟放电加工表面质量表面粗糙度Ra

0.2-

1.6μm表面硬度可达HRC60-65表面光洁度可达镜面级表面层应力残余压应力，有利于提高抗疲劳性能放电加工加工精度电火花加工的加工精度取决于多种因素，包括电极材料、加工参数、加工液等一般来说，电火花加工的加工精度可以达到

0.01毫米，甚至更高电火花加工的加工精度主要受以下因素的影响放电加工加工速度放电加工加工速度取决于多个因素，包括加工材料、电极材料、加工参数和加工液加工速度通常用材料去除率来衡量，单位为立方毫米每分钟mm3/min5-1010-20mm3/min mm3/min一般金属材料的加工速度硬质合金等材料的加工速度20-50100mm3/min mm3/min玻璃、陶瓷等脆性材料的加工速度某些特殊材料的加工速度放电加工加工厚度电火花加工的加工厚度取决于加工材料、电极材料、加工参数等因素一般情况下，电火花加工可以加工的厚度范围在

0.1毫米到几十毫米之间

0.1mm最小加工精度要求高50mm最大加工效率高10mm典型常见的加工厚度范围电火花线切割加工高精度线切割电火花线切割利用电极丝作为工具电极精密控制精密控制电极丝的运动路径进行加工复杂形状加工各种形状的金属工件，包括曲线和孔洞电火花成型加工精密模具复杂零件硬质材料电火花成型加工适用于制作各种精密模具，电火花成型加工可以加工各种复杂形状的零电火花成型加工可以加工各种硬质材料，例如冲压模具、注射模具等件，例如航空发动机叶片、精密仪器零件等如硬质合金、陶瓷等电火花打孔加工

11.精度高

22.灵活电火花打孔加工可以实现高精适用于各种材料和形状的工件度打孔，孔径可达微米级，可加工各种形状的孔

33.应用广泛在航空航天、汽车、电子等领域得到广泛应用电火花成形加工的优势高精度高效率电火花成形加工可以加工出高精电火花成形加工可以快速加工出度和复杂形状的零件加工精度零件，比传统的机械加工方法效可以达到微米级，形状可以达到率更高毫米级高灵活高可靠电火花成形加工可以加工各种材电火花成形加工的加工过程稳定料，包括金属、非金属和复合材可靠，可以保证加工质量料电火花成形加工的应用领域模具制造航空航天电火花成形加工可用于制造复杂形状的模电火花成形加工可用于制造飞机发动机部具，例如注塑模具、压铸模具和冲压模具件、火箭发动机部件和卫星部件医疗器械电子工业电火花成形加工可用于制造精密手术器械电火花成形加工可用于制造微型电子元件、人造关节和牙科植入物、精密机械部件和光学器件电火花腐蚀加工腐蚀过程精确控制利用电火花腐蚀加工技术，可以能够在微观尺度上对材料进行精通过电极的形状来控制材料的腐密的腐蚀，从而实现复杂形状的蚀形状和尺寸加工高精度电火花腐蚀加工能达到微米级的精度，适用于对精度要求较高的零件加工电火花腐蚀加工的原理电极材料脉冲电流电极材料通常为金属，例如铜、银、钨、钼等，它们具有良好的导电性和脉冲电流的作用是产生高能量的火花，使电极材料在工作介质中发生腐蚀耐腐蚀性，形成蚀刻的图案或形状123工作介质工作介质通常为水溶液，例如盐酸、硝酸、硫酸等，这些溶液可以提高电极的腐蚀速度，并带走加工产生的热量电火花腐蚀加工的特点高精度高效率高柔性低成本电火花腐蚀加工精度高，可达电火花腐蚀加工效率高，可以电火花腐蚀加工柔性高，可以电火花腐蚀加工成本低，可以微米级可以加工出复杂形状快速加工出形状复杂的零件加工各种材料，包括金属、非降低生产成本的零件金属、复合材料等电火花腐蚀加工的应用领域模具制造电子制造医疗器械珠宝首饰电火花腐蚀加工可以制作各种用于制造各种电子元件，如集用于制造各种医疗器械，如手用于制作各种精美的珠宝首饰复杂形状的模具，如注塑模具成电路、印刷电路板等，尤其术刀、钳子等，可以加工出高，如戒指、项链等，可以加工、冲压模具等适用于制造微型精密零件精度、高光洁度的表面出复杂的图案和精美的细节电火花加工的未来发展趋势自动化和智能化增材制造与混合加工高精度加工和微细加工绿色环保电火花加工将继续朝着自动化电火花加工将与增材制造技术电火花加工将进一步提高加工电火花加工将更加注重环保，和智能化的方向发展，以提高相结合，实现更加复杂和个性精度，实现微细加工和超精密减少污染和资源消耗加工效率和精度化的产品制造加工电火花加工技术的研究方向提高加工精度和效率扩大加工材料范围利用新技术，提高加工精度和效率，例如纳米电火花加工，可以加探索新的电极材料和加工液，扩展电火花加工的适用范围，使其能工更复杂的形状，提高加工精度，还能提高加工效率够加工更多类型的材料，如硬质合金、陶瓷等智能化和自动化绿色环保将人工智能技术应用于电火花加工，实现自动化的操作和加工参数研究低能耗、低污染的电火花加工技术，减少加工过程中的环境污优化，提高加工的可靠性和稳定性，解放人力染，实现可持续发展总结与展望电火花加工技术在工业制造领域中发挥着重要作用未来，电火花加工技术将朝着高精度、高效率、智能化和绿色环保方向发展。