数控电火花机床教学课件

数控电火花机床教学课件第一章数控电火花机床概述电火花加工技术简介发展历程与应用领域机床基本组成与分类电火花加工（EDM）是利用电极与工件从20世纪40年代发明至今，数控电火花间脉冲放电产生的热能去除材料的特种机床已发展到高速、高精度、智能化阶加工方法，适用于加工硬质合金、钨钢段广泛应用于模具制造、航空航天、等高硬度材料，具有可加工复杂形状、医疗器械等高精密制造领域高精度等优势电火花加工的基本原理放电加工的物理过程关键技术参数当电极与工件间的间隙达到击穿电压时，产生脉冲放电，瞬间高温（8000-12000℃）使工件表面微量金属熔化、汽化，并在工作液作用下被冲刷带走，形成微小凹•放电间隙通常为

0.01-

0.5mm，由数控系统精确控制坑•加工液选择常用煤油、去离子水、乳化液等通过连续放电和电极相对工件的运动，最终复制出与电极相反的形状•加工液功能绝缘、冷却、清除加工残渣、稳定放电数控系统简介数控系统的作用与组成常见数控系统品牌及特点系统与机床配合关系CNC作为机床的大脑，负责执行加工程序、控GSK928TCa系统国产主流系统，操作简数控系统通过伺服驱动器控制各轴电机运制各坐标轴运动、调节放电参数、监控加便，性价比高，适合教学动，实现工件与电极的相对位置控制；同工过程主要由输入设备、处理器、存储时监控放电状态，实时调整放电参数，确发那科系统日本品牌，稳定性强，精度器、显示器和输出接口组成保加工稳定高效高，广泛应用于高端机床西门子系统德国品牌，集成度高，智能化程度高数控电火花机床结构示意图机床主体包括底座、立柱、工作台等，提供加工所需的机械支撑电极夹持系统固定和定位电极，确保加工精度工作台装置安装和固定工件，可进行多轴运动数控面板操作界面，包含程序输入、参数设置、状态监控等功能工作液循环系统包括储液箱、过滤装置、泵和喷嘴等电气控制柜集成电源、驱动器和控制电路了解各部件的功能和位置，是操作和维护机床的基础第二章机床主要部件详解电极系统与电源控制提供加工所需的脉冲电能控制放电参数电流、电压、脉宽伺服系统与驱动装置电极材料常用铜、石墨等包括伺服电机、驱动器和传动机构负责将数控指令转换为机械运动工作液循环系统精度通常可达

0.001mm冲刷加工区域，带走加工废料含过滤器、泵、管道和喷嘴影响加工质量和效率的关键系统这三个子系统相互协调工作，共同保证电火花加工的稳定性和精确性系统的调试和维护是保证加工质量的关键环节伺服系统故障诊断案例故障现象1Z轴进给不稳定，加工时出现明显振动，表面粗糙度超标，机床报警代码E-103（伺服位置误差超限）初步诊断2检查发现Z轴伺服电机与滚珠丝杠连接处松动，导致传动间隙过大通过交换X轴与Z轴伺服驱动器，确认故障来源于机械连接而非电气系统维修步骤3断电锁定→拆卸防护罩→检查连接螺栓→紧固联轴器→校准轴心→测试运行→参数优化经验总结4伺服系统故障的诊断需要区分机械故障和电气故障，通过交换法可快速定位问题定期检查连接部件的紧固状态是预防此类故障的有效措施电火花电源与放电参数调节关键放电参数参数设置示例脉冲宽度Ton单次放电持续时间，影响材料去除率和表面粗糙度加工阶段Tonμs Toffμs IA脉冲间隔Toff两次放电之间的时间间隔，影响加工稳定性和效率粗加工100-20020-5020-40放电电流I单位时间内的电荷量，决定加工能量和材料去除率开路电压U0影响放电间隙的稳定性和击穿能力半精加工50-10020-5010-20极性选择根据电极和工件材料确定，影响电极损耗和加工效率精加工10-5010-305-10参数配合原则加工效率与表面质量的平衡第三章数控程序编写基础代码与代码简介程序结构与编写规范G MG代码控制机床运动的轨迹指令程序格式程序号→设置段→加工段→结束段常用G代码G00快速定位、G01直线插补、G02/G03圆弧插补规范要求每行一个完整指令，注释清晰，结构化编程M代码控制机床辅助功能坐标系设置工件坐标系建立与转换常用M代码M03/M04主轴启动、M05主轴停止、M30程序结束安全高度避免电极与工件碰撞%O0001简单示例程序G90G40G49绝对坐标，取消补偿G54工件坐标系1G00X100Y100Z50快速移动到起始点M03S1000主轴启动，设置转速G01Z-10F100下降到加工深度...G00Z50快速抬起M30程序结束%数控程序实例讲解矩形腔加工程序程序调试要点%O0002矩形腔加工G90G40G49G54G00X50Y50Z100M03S500G00Z5G01Z-10F50G01模拟运行首次运行时使用单段或空运行功能，观察轨迹X150F100G01Y150G01X50G01Y50G00Z100M30%坐标检查确认工件坐标系正确设置参数验证检查进给速度、加工深度等是否合理常见编程错误•坐标系混淆（相对/绝对坐标误用）•安全高度设置不足导致碰撞•进给速度过快或过慢•电极补偿值计算错误以上程序实现了一个100mm×100mm矩形腔的简单加工，加工深度10mm数控系统操作界面截图关键功能区域说明程序编辑区显示当前程序代码，可进行编辑和修改坐标显示区实时显示各轴的当前位置和目标位置状态显示区显示机床工作状态、报警信息等参数设置区调整放电参数、进给速度等功能按键区各种快捷操作按钮，如手动移动、回零等熟悉操作界面布局和功能，是高效操作电火花机床的基础系统会根据不同操作模式切换显示内容，如编辑模式、加工模式、参数设置模式等第四章机床操作流程开机准备与安全检查工件装夹与电极安装12检查电源、气源、液压系统工件清洁并牢固固定在工作台上确认工作液位和质量电极安装到夹具，确保定位准确检查各轴运动是否正常校准工件坐标系确认急停按钮功能正常检查电极与工件之间的对准程序加载与试运行正式加工与监控34输入或传输加工程序启动加工程序设置放电参数监控放电状态和加工进度空运行验证程序必要时调整参数确认加工路径和参数完成后检查工件尺寸和表面质量严格按照操作流程执行每一步骤，是保证加工质量和设备安全的基础建议新手操作时，由有经验的师傅旁站指导，逐步掌握操作要领加工过程监控与调整加工状态观察要点放电声音正常放电声音均匀、稳定；间断或过响表明异常加工液流动应流动通畅，确保废料及时排出放电状态指示控制面板显示的放电电流、电压波动应在合理范围进给速度过快或过慢都可能影响加工质量电极磨损观察电极表面变化，判断磨损情况加工误差的识别与调整加工完成后的检查当发现进给不稳定、表面质量差或尺寸偏差时，应及时调整以下参数•放电能量（增减电流、脉宽）•尺寸测量使用千分尺、卡尺等工具•进给速度和伺服增益•表面粗糙度检查使用表面粗糙度仪•工作液流量和压力•形状精度检查根据图纸要求验证•电极补偿值•工件清洗去除残留加工液和碎屑第五章维护与保养日常维护项目•每班清理工作台和电极夹具•检查工作液质量和液位1•清洁操作面板和显示屏•检查电极磨损情况•检查各轴运动是否顺畅周期性维护•每周清洗工作液过滤器•每月更换工作液2•每季度检查电气系统接线•每半年检查润滑系统•每年校准伺服系统润滑与清洁•导轨润滑使用专用润滑油3•轴承润滑按说明书要求添加•控制柜清洁定期除尘•冷却系统清洁防止堵塞定期维护是延长机床使用寿命的关键维护记录应详细记载，便于追踪设备状态变化对关键部件如伺服电机、导轨等要特别关注，发现异常及时处理典型故障案例分析伺服系统振动报警电极烧损过快加工液污染与更换123现象Z轴移动时出现明显振动，系统报现象电极使用短时间后出现严重变形现象工作液混浊，放电不稳定，加工警伺服误差超限或烧损效率下降原因分析原因分析原因分析

1.滚珠丝杠磨损导致间隙过大

1.放电能量过大

1.长时间使用导致金属颗粒累积

2.伺服参数设置不当，增益过高

2.工作液循环不良

2.过滤系统效能下降

3.机械连接松动

3.电极材料选择不当

3.工作液变质

4.极性设置错误解决方法检查并紧固机械连接，必要解决方法更换工作液；清洗或更换过时更换磨损部件；适当降低伺服增益，滤器；检查工作液循环系统；定期检测解决方法降低放电电流和脉宽；确保减小振动；校准系统参数工作液质量指标工作液充分循环；根据加工要求选择合适电极材料；检查极性设置第六章安全操作规范机床安全操作注意事项紧急停机与故障报警处理个人防护装备使用•操作前必须穿戴防护装备（护目镜、工•熟悉急停按钮位置，发生异常立即按下•护目镜防止金属屑和液体飞溅作服、防滑鞋）•断电前确保程序和数据已保存•工作手套操作时防滑、防割伤•严禁在加工区域放置工具和杂物•系统报警时记录错误代码，查询手册•工作服防止衣物卷入机械部件•确保工件和电极牢固固定后才能启动加•重启前排除故障原因，避免二次伤害•防护面罩处理化学品时使用工•处理完毕后按正确程序恢复运行•耳塞长时间工作时减少噪音影响•非操作人员禁止触碰控制面板•禁止在机床运行时调整工件或电极•保持工作区域干燥清洁，防止滑倒安全是一切工作的前提，任何操作不得违反安全规程发生意外时，人身安全永远是第一位的数控电火花机床的先进技术趋势智能化控制系统远程监控与诊断新型电极与工艺•物联网技术实时上传机床运行数据•纳米复合电极材料提高耐磨性•远程维护专家可远程诊断问题•多轴联动加工实现复杂曲面加工•移动端监控手机APP实时查看加工状态•超高速电火花加工提升效率•数据分析长期数据积累，预测性维护•微细电火花加工精度达微米级•干式电火花技术减少环境污染•自适应控制技术根据实时放电状态自动调整参数•智能优化算法自动计算最佳加工路径•人工智能辅助预测加工结果，提供参数建议实训操作指导0102实训前准备工作操作步骤详细说明学习理论知识，熟悉机床结构和工作原理开机准备按下电源开关→等待系统初始化→检查各系统状态了解图纸要求和加工工艺工件装夹清洁工件→安装在工作台→校正位置→准备工具扳手、量具、清洁布等紧固夹具确认安全防护装备齐全电极安装准备电极→安装夹具→校正电极位置程序设置输入程序→设置加工参数→确认工艺路线试运行空运行→检查轨迹→必要时修改程序正式加工启动加工→监控过程→完成后检查03注意事项与常见问题安全事项严格遵守安全操作规程，发现异常立即停机精度保证正确设置工件坐标系，考虑电极磨损补偿常见问题工件定位不准、程序错误、参数设置不当故障处理系统报警时查阅手册，按步骤排除故障典型加工案例分享模具零件加工实例某注塑模具型腔加工，采用铜电极，要求表面粗糙度Ra

0.8μm，精度±

0.01mm加工策略粗加工→半精加工→精加工三步法参数选择粗加工电流25A，精加工电流8A关键技术电极设计考虑3%磨损补偿，多次电极对中校准复杂曲面加工技巧•分区域加工，避免过度集中放电•使用多电极策略，粗精分开•优化电极路径，减少转角误差•加工过程中定期检查电极磨损加工效率提升经验•合理设计电极形状，减少加工次数•优化放电参数，提高材料去除率•加强工作液循环，提高冲刷效率•应用先进伺服控制技术，保持稳定间隙数控电火花机床的应用拓展航空航天零件制造汽车模具加工精密医疗器械制造电火花加工技术在航空航天领域广泛应用于加工汽车制造业中，电火花加工广泛用于各类模具制医疗器械领域需要极高精度和表面质量的零部高温合金、钛合金等难加工材料的复杂零件造，尤其是复杂形状和高硬度材料的模具件，电火花加工能满足严苛要求•涡轮叶片冷却孔加工•发动机缸体模具加工•骨科植入物精密加工•航空发动机喷油嘴精密加工•车身覆盖件冲压模具•心脏支架微细加工•航天器结构件轻量化加工•汽车灯具模具精密加工•外科手术器械制造特点高精度、高可靠性、无应力加工特点高表面质量、高重复精度、长模具寿命特点生物相容性好、无毛刺、高洁净度机床参数优化技巧表面质量1精加工阶段加工精度2半精加工阶段加工效率3粗加工阶段放电参数优化方法伺服系统调试技巧实用优化技巧粗加工阶段高电流、长脉宽，提高材料去除率•增益调整影响跟随精度和稳定性•使用参数库为不同材料和要求建立参数库半精加工阶段中等电流和脉宽，平衡效率与精度•反向间隙补偿提高定位精度•记录优化结果形成经验数据，便于复用•加减速时间设置防止过冲和振动•分阶段验证每次调整后进行小范围测试精加工阶段低电流、短脉宽，提高表面质量•放电反馈灵敏度适应不同加工条件•综合考虑电极磨损、加工时间、表面质量三者平衡参数优化的核心是在加工效率和加工质量之间找到最伺服系统调试要循序渐进，避免大幅调整导致系统不佳平衡点稳定参数优化是一个持续改进的过程，需要不断积累经验和数据数控系统常用功能深度解析手动数据输入（）操作程序编辑与存储管理诊断与报警信息解读MDIMDI模式允许操作者直接输入单行命令执行，无数控系统提供程序的创建、编辑、存储和管理功数控系统提供丰富的诊断功能，帮助排查故障需编写完整程序能系统诊断检查PLC状态、I/O信号、参数设置应用场景快速定位、简单加工、工件坐标设置程序编辑直接在控制面板编辑或通过计算机传输报警信息错误代码及其含义，如E-001过流保操作方法选择MDI模式→输入命令→按执行键存储方式内部存储器、U盘、网络传输护管理功能复制、删除、重命名、备份程序历史记录查看历史报警，分析故障规律常用命令G00定位、G92坐标设置、M功能指程序保护设置密码防止误操作或未授权修改自诊断程序系统自检功能，快速定位硬件问题令MDI操作需谨慎，每条指令执行前应仔细检查，建议重要程序定期备份，避免系统故障导致数据熟悉常见报警代码及解决方法，能大幅提高故障避免碰撞丢失排除效率机床维修现场实拍维修工具与设备专用工具扭力扳手、专用拆卸工具、调试软件测量设备万用表、示波器、激光测距仪维修材料密封圈、润滑油、清洁剂安全装备绝缘手套、护目镜、防静电服维修流程要点

1.故障诊断收集信息，分析原因，确定方案

2.安全准备断电锁定，放置警示牌

3.拆卸步骤按顺序拆卸，记录位置

4.部件检查检查磨损、损坏情况

5.维修更换更换故障部件或调整参数

6.组装测试复原设备，进行测试

7.记录归档填写维修记录，更新设备档案专业维修需要丰富的经验和系统的理论知识，建议定期培训维修人员，提高故障处理能力数控电火花机床的环保与节能加工液的环保处理节能型电源技术废旧加工液含有金属颗粒和有害物质，需正确处现代电火花电源采用多种技术降低能耗理•高效IGBT技术提高电能转换效率•过滤回收系统延长使用寿命•智能待机模式非加工时降低功耗•专业回收委托有资质的机构处理•放电能量优化减少无效放电•定期检测监控污染物含量水基加工液应用绿色制造理念用水基加工液替代传统煤油，减少污染贯彻环保理念，降低制造过程对环境影响•低挥发性减少有害气体排放•使用环保材料减少有害物质•生物可降解降低环境负担•无纸化操作数字化工艺文件•清洁工作环境改善操作条件•资源循环利用废料回收再利用随着环保要求的提高，绿色制造已成为电火花加工技术发展的重要方向企业应积极采用环保技术，履行社会责任，实现可持续发展机床升级与改造案例旧机床数控化改造伺服系统升级实例某工厂将20年前的手动电火花机床进行数控化改造，显著提升了生产效率和加工精度改造内容•安装现代数控系统，替换原手动控制装置•更换伺服电机和驱动器，提高定位精度•增加自动编程和仿真功能•改进工作液循环系统，提高冲刷效率改造效果•加工精度从±

0.05mm提高到±

0.01mm•生产效率提升约40%•操作人员从3人减少到1人•投资回收期约18个月某模具厂将10年前机床的交流伺服系统升级为直线电机驱动系统升级效果•轴向运动速度提高3倍学习资源与参考资料推荐教材与手册在线学习平台与视频教程行业标准与技术规范•《数控电火花加工技术》-机械工业出版•中国大学MOOC-特种加工技术课程•GB/T15706《机械安全机械设计的一般原社则》•B站-数控电火花加工技术视频教程•《电火花加工工艺手册》-电子工业出版•GB/T16769《电火花成形加工机床验收条•慕课网-模具制造技术专题社件》•机械工程师在线学习平台•《GSK-CNC系统用户手册》-广州数控设•JB/T9255《电火花成形加工机床精度检•各主要机床厂商官方培训视频备有限公司验》•《模具电火花加工实用技术》-化学工业•JB/T7959《数控电火花成形机床通用技出版社术条件》•《特种加工技术》-高等教育出版社•ISO14137《电火花成形加工机床命名法》持续学习是提高专业技能的关键建议结合理论学习和实践操作，定期参加行业培训和技术交流活动，跟踪最新技术发展趋势，不断提升自身技术水平常见问题答疑编程常见问题机床操作疑难维护保养技巧Q:为什么程序运行时机床不按预期路径移Q:为什么加工过程中频繁短路报警？A:可能Q:工作液更换的最佳时机？A:当液体变浑动？A:可能是坐标系设置错误，或G代码使是放电参数不合理，工作液污染，或电极与浊、有异味或加工效率明显下降时应更换，用不当检查绝对/相对坐标设置和工件坐工件对准不良通常每1-3个月一次标系Q:机床回零位置不准确怎么处理？A:检查限Q:伺服电机发热严重是什么原因？A:可能是位开关，校准机械零点，或重新设置参数中负载过大，冷却系统故障，或轴承损坏先Q:如何优化加工路径减少电极磨损？A:避免的零点偏置检查机械阻力，再考虑电气原因急转弯，使用圆弧过渡，合理设置进给速Q:如何提高小孔加工的精度？A:使用高精度度，分粗精加工电极，优化冲刷条件，采用低能量高频率放Q:如何延长电极使用寿命？A:选择合适材Q:复杂形状加工时如何编程？A:考虑使用电参数料，优化加工参数，确保充分冲刷，定期检CAD/CAM软件生成路径，或将复杂形状分解查和维护电极夹持系统为简单几何元素课程总结与学习建议重点知识回顾未来学习方向基础夯实基本原理电火花加工利用脉冲放电产生的热能去除材料，是一种非接触式特种加工方法1掌握电火花加工基本原理和操作技能关键系统数控系统、伺服系统、电源系统和工作液循环系统共同确保加工质量编程技能掌握G代码、M代码的应用，能编写和调试基本加工程序技能提升2操作流程规范的操作流程和安全意识是保证加工质量和人身安全的基础维护保养定期维护和正确诊断故障是延长设备寿命的关键学习高难度零件加工和参数优化实践操作建议系统集成3•从简单零件加工开始，逐步挑战复杂形状了解CAD/CAM与电火花加工的结合•多观察有经验操作者的工作方法•建立自己的参数库和问题解决笔记创新应用4•参与实际维修过程，提高故障诊断能力研究新工艺、新材料和新技术应用学习是一个持续的过程，理论与实践相结合，才能真正掌握数控电火花加工技术希望大家在未来的学习和工作中不断进步！数控电火花机床加工现场通过本课程的学习，您将能够胜任现代制造环境中的电火花加工操作，为高精度零件制造贡献自己的技术力量技术应用广泛职业发展空间大技术不断创新从传统模具到航空航天，电火花加工技术在各熟练掌握电火花加工技术的人才在制造业有广数控电火花技术持续发展，为学习者提供不断行业都有重要应用阔的就业和发展前景进步的机会让我们共同努力，成为电火花加工技术的精通者和创新者！致谢与互动环节30+100+10+课时内容实践案例年教学经验系统讲解数控电火花机床的原理、操作与维护来自一线生产的真实案例分享与解析凝聚多年教学与实践经验的精华课程提问与讨论联系方式与后续支持欢迎围绕课程内容提问，分享您在实践中遇到的问题和经验我们相课程结束后，我们将继续提供技术支持和学习指导信，交流是提高的重要途径，每个问题都是学习的机会电子邮箱support@edm-training.com•有关编程的疑问技术论坛www.edm-tech-forum.cn•机床操作中遇到的困难•微信群扫描右侧二维码加入学习社区•特殊材料加工的经验分享•后续培训关注我们的进阶课程和专题讲座•职业发展路径的建议感谢各位的参与和关注！愿这门课程能为您的职业发展添砖加瓦，我们期待听到您的反馈和成功故事。