下载文档第一篇：特种加工
第一章 绪论
1.简述特种加工工艺在机械制造工艺技术领域产生了哪些影响？
（1）不是依靠机械能，而是主要用其他形式的能量（如电、化学、光、声、热等）去除金属材料
（2）不是依靠“比硬度”以硬切软，而是工具硬度可以低于被加工材料的硬度，如激光、电子束等加工时甚至没有成形的工具
（3）主要不是依靠切削力来去除工件材料，加工过程中工具与工件之间不存在显著的机械切削力，如电火花、线切割、电解加工时工具与工件不接触。2.列举集几种常见的特种加工工艺
电火花加工、电化学加工、激光加工、超声波加工 第二章
电火花加工
1.电火花可以分为哪几个加工过程？ 电火花加工的四个连续阶段：（1）极间工作液（介质）电离、击穿，形成放电通道；（2）工作液分解、电极材料熔化、气化热膨胀；（3）电极材料抛出；（4）极间工作液消电离。2.影响加工精度的因素
影响加工精度的主要因素有放电间隙的大小及其一致性、工具电极的损耗及其稳定性。3.在电火花成型加工中，两种最常用的电极材料是什么？ 纯铜和石墨
4.电火花加工机床由哪几部分组成？
主机、主轴头、工具电极夹具、工作液循环及净化系统 5.什么叫极性效应？在电火花加工中如何正确利用它？
（1）在电火花加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的腐蚀。即使是相同的材料，例如铜加工钢，正、负电极的电蚀量也是不同的。这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象称为极性效应。
（2）当采用短脉冲（例如纯铜电极加工钢时，t<10us）精加工时，应选用正极性加工；当采用长脉冲（例如纯铜加工钢时，t>80us）粗加工时，应采用负极性加工，可以得到较高的蚀除速度和较少的电极损耗。
6.简述脉冲间隔在电火花加工中有何作用。为了保证电火花加工过程正常进行，在两次脉冲放电之间一般都应有足够的脉冲间隔时间t，使极间工作液消电离，即放电通道中的带电粒子复合为中性粒子，恢复本次放电通道处，极间工作液的绝缘强度，免总是在同一处发生放电而导致电弧放电，这样可以保证在两极相对最近处，或电阻率最小处，形成下一击穿放电通道。7.特种加工与传统切削加工的不同之处。
（1）加工范围不受材料物理、机械性能的限制，[1]能加工任何硬的、软的、脆的、耐热或高熔点金属以及非金属材料。
（2）易于加工复杂型面、微细表面以及柔性零件。
（3）易获得 良好的表面质量，热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区等均比较小。
（4）各种加工方法易复合形成新工艺方法，便于推广应用。第三章
电火花线切割加工
1.电火花线切割加工的基本原理及分类。线切割的分类。
基本原理：是利用移动的细金属导线（黄铜或钼线）作为电极，对工件进行脉冲火花放电，利用数控技术使电极丝对工件作相对的横向切割运动，它具有 2.电火花线切割加工与电火花成型加工有何异同。相同点：（1）线切割加工的电压、电流波形与电火花加工的基本相似。
（2）线切割加工的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律，材料的可加工性等也都与电火花加工的基本相似。不同点：
（1）线切割由于电极丝较细，故只能采用较小的规准，进行正极性加工。（2）线切割加工采用水基工作液，不会起火，安全，有弱的电解作用。（3）线切割加工一般没有稳定的电弧放电。
（4）线切割加工中电极与工件间存在着“疏松接触”式的轻压放电现象。（5）线切割加工无须制造成型电极，降低了制造费用。
（6）线切割加工由于电极丝较细，可以加工微细异形孔，窄缝和复杂形状的工件。（7）线切割加工由于电极丝的损耗对加工精度的较小。第四章
电化学加工
1.电化学加工中电极的极化现象？分类？
（1）当有电流通过时，电极电位的平衡状态遭到破坏，使阳极的电极电位向正移（代数值增大）、阴极的电极电位向负移（代数值减小），这种现象称为极化。
（2）电化学加工的分类：第1类时利用电化学阳极溶解来进行加工，主要有电解加工，电解抛光等；第2类是利用电化学阴极沉积、涂覆进行加工，属于增材加工，主要有电镀、涂镀、电铸等；第3类是利用电化学加工与其他加工方法相结合的电化学复合加工工艺，目前主要有电化学加工与机械加工相加工，如电解磨削、电化学阳极机械加工（还包括电火花放电作用）
第五章
激光加工
1.激光加工的原理及特点 原理：激光加工是一种重要的高能束加工方法，是在光热效应下产生的高温熔融和冲击波的综合作用过程。特点：（1）聚焦后，激光加工的功率密度可高达10~10W/cm，光能转化为热能，可以熔化、气化任何材料；
（2）激光光斑的大小可以聚焦到微米级，输出功率可以调节，因此可以用于精密加工；（3）加工所用的工具是激光束，是非接触加工，所以没有明显的机械力，没有工具损耗问题。加工速度快，热影响度小，容易实现加工过程的自动化。还能通过透明体进行加工，如对真空管内部进行焊接加工等。
（4）和电子束加工等相比较，激光加工装置比较简单，不要求复杂的抽真空装置。
（5）激光加工是一种瞬时、局部熔化、气化的热加工，影响因素很多，因此，精微加工时，精度尤其是重复精度和表面粗糙不易保证，必须进行反复试验，寻找合理的参数，才能达到一定的加工要求。由于光的反射作用，对于表面光泽或透明的材料，加工前必须先预先行色化或打毛处理，使更多的光能被吸收后转化为热能用于加工。
（6）对于加工中产生的金属气体及火星等飞溅物，要注意及使用通风抽走，操作者应戴防护眼镜
2.激光加工的主要设备
激光器、电源、光学系统及机械系统 第七章
超声波加工
1.什么频率范围内的波称为超声波？超声波加工系统中，超声振动系统主要有哪几部分组成？超声频电振荡如何转换为机械振动的？（1）1600Hz
（2）超声换能器、变幅杆（振幅扩大帮）、工具（3）超声波发生器将高频交流电能转变为有一定功率输出超声频电振荡，换能器将超声频电振荡转变为超声机械振动，通过振幅扩大棒（变幅杆）使固定在变幅杆端部的工具生超声波机械振动。
2.超声波适合于加工哪一种材料？加工效率怎么样？ 适合加工各种硬脆材料，特别是不导电的非金属材料，例如玻璃、陶瓷（氧化铝、氮化硅）、石英、锗、硅、玛瑙、宝石、金刚石等材料，加工效率高。对于导电的硬质金属材料如淬火钢、硬质合金等，也能进行加工，但加工效率较低。第九章
精密加工
1.单晶金刚石 现在仍是无法替代的超精密切削用刀材料，它通常为8面和12面晶体，它的三个主要晶面（110）、（100）、（111）具有不同的特性，因此将它设计制造成刀具时必须正确选择晶体方向，目前除采用人工目测定向外，还常采用X射线和激光晶体定向。一般情况下，选用110和100晶面作为前刀面和后刀面。2.简述影响精密加工的主要因素
主要有加工机理、被加工材料、加工设备及其基础元部件、加工工具、检测 与误差补偿、工作环境、工艺过程设计、夹具设计、人的技艺等。
3.普通加工、精密加工只是一个相对概念，其间的界限随着时间的推移不断变化。当前一般认为：普通加工所达到的精度是1um，精密加工所达到的精度是0.1~1um，加工表面粗糙度Ra在0.1~0.02um范围内。
第二篇：特种加工复习
1、要利用电腐蚀现象对金属材料进行尺寸加工，必须解决那几个问题？指出具体措施？
一 必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，这一间隙随加工条件而定，通常约为0.02～0.1mm。
二火花放电必须是瞬间的脉冲性放电，放电间隙加上电压后，延续一段时间，需停歇一段时间，延续时间一般为1～1000微妙，停歇时间一般需20～100微妙。
三火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，例如煤油、皂化液或等离子水等。
2、结合图2-2说明电火花加工机床的工作原理？
工件1与工具4分别与脉冲电源2的两输出端相连，自动进给调节装置3使工具和工件间保持一很小的放电间隙，当脉冲电压加到两极之间时，便在当时条件下工具端面和工件加工表面间某一相对间隙最小处或绝缘强度最低处击穿介质，在该局部产生火花放电，瞬时高温时工具和工件表面都蚀除掉一小部分金属，各自形成一个小凹坑。
3、指出电火花加工的特点？ 优点：
适合于任何难切削导电材料的加工 可以加工特殊及复杂形状的表面和零件 局限性
主要用于加工金属等导电材料 一般加工速度较慢 存在电极损耗
4、指出电火花加工工艺方法分类？ 电火花穿孔成形加工 电火花线切割加工
电火花内孔、外圆和成型磨削 电火花同步共轭回转加工 电火花高速小孔加工 电火花表面强化、刻字
5、结合图2-4说明电火花加工机理？
极间介质的电力、击穿，形成放电通道，介质热分解、点击材料融化、气化热膨胀，点击材料的抛出，极简介质的消电离
6、什么是极性效应，产生极性效应的原因，影响极性效应的因素？ 单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。
在火花放电过程中，正、负电极表面分别受到负电子和正离子的轰击和瞬间热源的作用，在两极表面所分配到的能量不一样，因而熔化、气化抛出的电蚀量也不一样。
除了脉宽、脉间的影响外，还有脉冲峰值电流，放电电压，工作液以及电极对的材料等都会影响到极性效应。
7、什么是正极性加工？什么是负极性加工？什么时候采用正极性加工？什么时候采用负极性加工？要在加工过程中利用极性效应，应采用什么样的脉冲电源？ 工件接脉冲电源的正极时，称“正极性加工”，工件接脉冲电源的负极时，称“负极性加工”。在段脉冲加工时，电子的轰击作用大于离子的轰击作用，正极的蚀除速度大于负极的蚀除速度，这是工件应接正极。当采用长脉冲加工时，工件应接负极。应使用单向脉冲直流电源
8、电参数主要是指哪几个？指出电参数对电蚀量的影响？
电压脉冲宽度，电流脉冲宽度，脉冲间隔，脉冲频率，峰值电流，峰值电压，极性
提高脉冲频率，增加单个脉冲能量，或者增加平均放电电流和脉冲宽度，减小脉间提高系数可提高电蚀量。
9、简述金属材料的热学常数对电蚀量的影响？
当脉冲放电能量相同时，金属的熔点、沸点、比热容、熔化热、气化热越高，电蚀量将越少，越难加工，另一方面，热导率越大的金属，由于较多地把瞬时产生的热量传导散失到其他部位，因而降低了本身的蚀除量。
10、电加工工作过程中工作液的作用？
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 对放电通道产生压缩作用 帮助电蚀产物的抛出和排除 对工具工件产生冷却作用
11、影响加工稳定性的因素？应采用那些措施提高加工稳定性？（1）加工过程的稳定性：
加工过程不稳定，会影响正常的放电加工，降低有效的脉冲利用率
对稳定性影响最大的是电火花加工的自动进给和调节系统，以及正确加工参数的选择和调节。A、随着加工深度及加工面积的增加、加工复杂程度的增大。B、加工面积较小，而采用的加工电流较大。（以上因素都不利于电蚀产物的排出，影响加工稳定性，降低加工速度，严重时将造成结碳拉弧，使加工难以进行）措施：采用强迫冲油
工作电极定时抬刀 C、电极材料
措施：用铜加工钢（2）其它影响因素：
脉冲电源的波形及其前后沿陡度：
影响能量的集中、分散程度。
电蚀产物抛出的速度：
过快会冲击另一个电极。
过慢会粘在另一个电极上。
碳黑膜的形成
12、什么是加工速度？如何提高加工速度以及应注意的事项？采用哪个指标度量工具电极损耗？如何降低工具电极损耗（指出具体措施）？
加工速度：单位时间内工件的蚀除量（也称生产率）
Vw=V / t
或
Vm=m / t
Vw—体积加工速度（mm3 /min）
Vm—质量加工速度（g /min）
V—被加工掉的体积（mm3）
m--被加工掉的质量(g)
t—加工时间（min）
1）提高脉冲频率（f）
缩小脉冲间歇时间，可以提高脉冲频率，但脉冲间歇时间不能过短 2）增加单个脉冲的能量 途径：增大电流
增大脉宽（放电时间）
说明：增加单个脉冲的能量，可以提高加工速度，但会降低零件加工精度和使表面粗糙度变坏。3）提高工艺系数K及有效脉冲利用率
途径：合理选择电极材料、参数、工作液，改善工作液的循环过滤方式
生产实际中用工具相对损耗或称损耗比θ作为工具电极耐损耗的指标，即：
θ=VE / VW×100% 损耗速度VE 的单位也为mm3 /min 或g /min 相应的损耗比θ也为体积相对损耗或质量相对损耗
要降低工具电极损耗必须充分利用极性效应、吸附效应、传热效应等，这些效应又相互影响，综合作用，具体如下： １、正确选择极性和脉宽：
一般，短脉宽精加工时采用正极性加工，长脉宽粗加工时采用负极性加工。２、利用吸附效应： 什么是吸附效应？
煤油－－热分解－－大量碳微粒－－碳和金属结合（胶团）－－胶团外层脱落（带负电荷的碳胶粒）－－吸附在正极
当正极表面温度在４00度左右，并能维持一段时间时，就能形成一定强度和厚度的化学吸附膜（碳黑膜）。由于碳的熔点、气化点很高，所以，碳黑膜可对电极起到保护和补偿作用，从而实现低损耗加工。结论：
碳黑膜只能在正极表面形成，若利用吸附效应的补偿作用来实现电极的低损耗，就必须采用负极性加工
13、影响加工精度的主要因素有哪几个？如何提高加工精度（是指措施）？ 影响加工精度的主要因素有：
放电间隙的大小及其一致性
相应措施：缩小放电间隙
（由公式知：采用较小的加工归准）
精加工的放电间隙（单面）一般只有 0.01mm,而粗加工时则可达0.5mm以上。
工具电极损耗及其稳定性
对策：
穿孔加工时：让电极贯穿型孔来补偿电极的损耗。
型腔加工时：采用更换电极的方法
“二次放电”
14、电火花加工的表面质量主要包括那几部分？指出表面粗糙度与脉冲能量的关系？电火花加工的表面粗糙度与加工速度的关系如何？影响表面粗糙度的因素？
电火花加工的表面质量包括：表面粗糙度、表面变质层、表面力学性能。单个脉冲能量
实验得： Rmax=KR*te0.3*ie0.4 Rmax 实测的表面粗糙度 KR 常数
te 脉冲放电时间 ie 峰值电流
加工速度愈大，表面粗糙度愈差。（数据书）
对策：采用平动或摇动(工作台按一定轨迹做微量移动)加工工艺可大为 改善。（慢）提示：一般电火花加工到Ra2.5~0.63之后采用其它研磨方法改善其表面粗糙度比较经济
影响表面粗糙度的因素有1单个脉冲能量、2加工速度、3工件材料对加工表面粗糙度、4工具电极的表面粗糙度。
15、电火花加工过程中材料的表面层由哪两部分组成？并指出它们的特点？ 大致可分为：
1）熔化凝固层
位于工件表面最上层，它被放电时瞬时高温熔化而又滞留下来，受工作液快速冷却而凝固。对于碳钢来说，熔化层在金相照片上呈白色，谷又称之为白层。它与基体完全不同，是一种树枝状的淬火铸造组织，与内层的结合也不牢固。
熔化层的厚度随脉冲能量的增大而增厚，一般不超过0.1mm
2)热影响层
它位于熔化层和基体之间.热影响层的金属材料并没有变化,只是受到高温的影响,使材料的金相组织发生了变化,它与基体材料之间没有明显的界限。
对淬火钢：热影响层包括再淬火区、高温回火区和低温回火区。对未淬火钢：热影响层主要为淬火区
因此，淬火钢的热影响层厚度比未淬火钢大。
16、简述电火花加工后材料表面的力学性能？（1）显微硬度及耐磨性
一般来说，电火花加工表面最外层的硬度比较高，耐磨性好。但对于滚动摩擦，由于是交变载荷，尤其是干摩擦，则因其熔化凝固层和基体结合不牢，容易剥落而磨损。因此，有些要求高的模具需把电火花加工后的表面变质层事先磨掉。（2）残余应力
电火花加工表面存在残余应力，大部分表现为拉应力。影响残余应力的大小及其分布的因素：
材料在加工前的热处理状态
脉冲能量
结论；对表面层要求高的零件，应尽量避免使用较大的加工规准。（3）耐疲劳性
电火花加工的耐疲劳性比机械加工表面低许多倍 因为表面有残余拉应力，和显微裂纹。对策：可采取回火、喷丸处理等。
使用很小的电规准加工。（即电火花精微加工）
17、对脉冲电源的总的要求？具体要求？脉冲电源的种类及各自的特点？ 总的要求：有较高的加工速度
工具电极损耗低
加工过程稳定性好
工艺范围广 具体要求：
1）所产生的脉冲应是单向的，没有负半波，或负半波很小，最大限度的利用极性效应。
2）脉冲电压的前后沿应该较陡，一般采用矩形波脉冲电源。使加工过程稳定，放电宽度和能量比较稳定。3)电参数能在较宽的范围内调节
4）工作可靠、成本低、维修方便、寿命长、体积小、节省能源等。RC线路脉冲电源（驰张式脉冲电源）RC线路脉冲电源的最大优点：
1）结构简单，工作可靠、成本低。
2）在小功率时可获得很窄的脉宽和很小的单个脉冲能量，可用于光整加工和精微加工。RC线路脉冲电源的缺点：
1）电能利用率低。最大不超过36%。2）生产效率低。由图2-12知，脉间大。
3）工艺参数不稳定。受放电间隙及介质的影响。(电源本身不能独立产生脉冲,放电间隙与直流电源直接连通,随时都有放电的可能,并容易转为电弧放电)晶体管式脉冲电源
晶体管式脉冲电源是利用功率晶体管作为开关元件而获得单向脉冲的。
它具有脉冲频率高，脉冲参数容易调节、脉冲波形好、易实现多回路加工和自适应控制等自动化要求的优点。在中小型脉冲电源中，都采用晶体管式脉冲电源 高低压复合脉冲电源 多回路脉冲电源
所谓多回路脉冲电源是在加工电源的功率级并联分割出相互隔离绝缘的多个输出端，可以同时供给多个回路的放电加工。
可提高生产效率，在大面积、多工具、多孔加工时很有必要。等脉冲电源
所谓等脉冲电源是指每个脉冲在击穿介质后所释放的单个脉冲能量相等。
对于矩形波脉冲电流来说，每次放电过程的电流幅值相等，就意味着每个脉冲放电电流持续时间相等。放电凹坑大小均匀。节能型脉冲电源
自选加工规准和智能化、自适应控制电源
18、结合图2-21说明自动进给调节系统的作用？ 自动进给调节系统的作用：
维持一定的平均放电间隙，保证电火花加工的正常稳定进行，以获得好的加工效果。自动进给调节系统的作用： 维持一定的平均放电间隙，保证电火花加工的正常稳定进行，以获得好的加工效果。
19、自动进给调节系统的基本组成？指出各部分的作用？
1调节对象：为工具和工件之间的放电间隙，应控制放电间隙在0.1~0.01mm之间。
2测量环节：直接测量电极间隙及其变化是很困难的，都是采用测量与放电间隙成比例关系的电参数来间接反映放电间隙的大小。
3比较环节：把从测量环节得来的信号（如间隙平均电压信号）和“给定值”的信号（如预制的伺服参考电压）进行比较，再按此差值来控制加工过程（工具是进给还是回退）。大多数比较环节包含或合并在测量环节中。
4放大驱动器：由测量环节获得的信号，一般都很小，难于驱动执行元件，必须要有一个放大环节，通常称它为放大器。
5执行环节： 执行环节也称执行机构，常采用不同类型的伺服电动机，它能根据控制信号的大小及时地调节工具电极的进给速度，以保持合适的放电间隙。
20、指出电火花穿孔加工机床的主要组成部分？并指出主机主要由哪几部分组成？ 电火花穿孔成形加工机床主要由以下几部分：
主机（包含自动进给调节系统的执行机构）
自动进给调节系统
工作液净化及循环系统
主机主要包括：床身、立柱、工作台、主轴头及工作液槽等几部分。
21、在冲模的电火花加工中，指出直接用凸模加工凹模的各方面注意事项？
电极材料选择：电极材料的选择应注意凸凹模不要选用用一种钢材型号。点击的设计：工具电极的尺寸精度和表面粗糙度要比凹模高一级一般精度不低于IT7，表面粗糙度小于Ra1.25，且直线度、平面度和平行度在100mm的长度上不大于0.01mm。
工具电极应有足够的长度
工具电极的截面轮廓尺寸除了要考虑配合间隙外，还要比预定加工的型孔尺寸均匀的缩小一个加工时的火花放电间隙
电极的制造：线切割的方法
22、指出型腔模电火花加工常用的工艺方法？及各种方法的特点？
单电极平动法：只需要一个电极，一次装夹定位，便可达到±0.05mm的加工精度，方便派出电蚀产物。缺点是难以获得高精度的型腔模，特别是难以加工出清棱清角的型腔。
多电极更换法：一般用两个电极进行粗精加工，另外更换电机是要求定位装夹精度高。
分解电极法：优点是可以根据主副型腔不同的加工条件选择不同的加工规准，缺点是更换电机时主型腔和副型腔电极之间要求有精确的定位。
23、电火花表面强化的原理及电火花表面层的特点？
在工具电极和工件之间接上RC电源，由于振动器L的作用，使电极与工件之间的放电间隙开路，短路频繁变化，工具电极与攻击案件在空气中不断产生火花放电，从而实现对金属表面的强化。1）当采用硬质合金做电极材料时，硬度可达1100~1400HV或更高。2）当使用铬锰，钨铬钴合金，其耐磨性比原表层提高2~5倍。
3）当用石墨做电极材料强化45钢，用食盐水做腐蚀性实验时，耐腐蚀性提高90%。4）耐热性大大提高，提高了工件使用寿命。5）疲劳强度提高2倍左右。
6）硬化层厚度约为0.01~0.3mm。
24、纯铜电极和石墨电极的特点？ 纯铜的特点：
1）不容易产生电弧，在较困难的情况下也能稳定加工。2）精加工比石墨电极损耗小
3）采用精微加工能达到优于Ra1.25的表面粗糙度 4）材料可重复利用
5）机械加工性能不如石墨好 石墨电极的特点：
1）机械加工成型容易，容易修正． 2）在宽脉冲大电流情况下具有更小的电极损耗
3）容易产生电弧烧伤（加工时应配合有短路快速切断装置）4）精加工时电极损耗大，表面粗糙度只能达到Ra2.5，25、穿孔和型腔加工的主要工艺指标？ 表面粗糙度 精度 生产率 电极损耗率
26、对加工过程起重大影响的主要因素有那些？ 电极工具 工件材料 冲抽油 抬刀
平动等情况
27、型腔加工中电归准的选择、电归准转换的原则？单电极平动发加工平动量分配的一般原则？ 电规准选择及转换：冲模加工中，常选用粗、中、精三种规准，每种规准有可分几档。粗规准：产率高，工具电极损耗小
中规准：用于过渡性加工，减少精加工时的加工余量，提高加工速度
精规准：最终保证模具所要求的配合间隙，表面粗糙度，刃口斜度等质量指标。故因采用小的电流，高的频率，短的脉冲宽度
单电极平动发加工平动量分配的一般原则：是采用一个电极完成型腔的粗中精加工的，首先采用低损耗，高生产率的粗加工进行加工，然后利用平动点各做平面小圆运动，按粗中精的顺序逐级改变电规准。
28、小孔、小深孔加工的特点及注意事项？
特点：加工面积小，深度大，直径一般为φ0.05－ φ2mm，深径比达20以上；盲孔加工，排屑困难。工具电极截面积小，易变形，不易散热电极损耗大。措施：采用双孔管状电极（后图），电极作轴向进给运动，管电极中通入高压工作液，并设工具电极导向装置，可得到较快的加工速度。电极材料可选铜钨合金丝、钨丝、钼丝、铜丝等。
29、请列举除电火花穿孔成形加工及电火花线切割加工外的其它电火花加工方法？ 电火花磨削
电火花共轭回转加工 电火花展成铣削加工
（微机控制的五坐标数控电火花机床）金属电火花表面强化 电火花刻字
30、加工型腔模时，电极的设计应考虑哪些方面的因素？（1）电极材料的选择
（2）电极的设计与所加工模具的大小、形状、复杂程度有关；与电极材料、电加工参数、深度、余量及间隙有关；当采用平动法加工时还应考虑所选用的平动量电极的尺寸包括：水平尺寸、高度尺寸（3）排气孔和冲油孔设计
1、指出高速走丝线切割机床与低速走丝线切割机床的不同(至少8方面)？
快走丝为往复运动 慢走丝为单向运动
快走私速度为8～10m/s 慢走丝速度为0.2m/s
快走丝精度 0.01～0.02mm 慢走丝精度 0.002～0.005mm
快走丝主要用导轮偏移式丝架 慢走丝主要用双坐标联动
快走丝峰值电流一般在100~500A 慢走丝平均电流1~5A
快走丝电源脉宽较窄（2~60μm）慢走丝脉宽极短（0.1~1μm）
快走丝用钼丝 慢走丝用镀锌黄铜丝
快走丝工作液 专用乳化液 慢走丝工作液 离子水 或 绝缘性能较高的煤油
快走丝工作液用浇注方式 慢走丝工作液用浸泡方式
快走丝数控系统 步进电动机开环系统 慢走丝 伺服电动机加码盘点半闭环系统或全闭环系统
2、线切割加工中为减少材料割离后的变形，最好将工件与其夹持部分分割的线段安排在切割总程序的首端。（对或错）错
3、电火花线切割加工机床主要由哪几部分组成？
机床主体 脉冲电源 控制系统 工作液循环系统 机床附件
4、指出线切割加工与电火花加工的不同点？
电火花加工和线切割加工都是利用电脉冲高频放电对工件进行电蚀加工，不过电火花加工是要事先制作电极的。要加工什么形状的工件，就要制作什么样的电极；而线切割加工则是利用导电的钼丝对工件进行电蚀加工。
切割的形状则是由编程软件绘制出图形，然后输入到线切割机床的控制器里，线切割机床则按照编程切割加工出所需的形状的工件。
电火花一般可以加工盲孔的形状的工件，也可以加工通透的工件；而线切割加工则只能加工通透性的工件，不能加工盲孔的工件。
电火花穿孔成型所加工的零件表面较为光亮，粗糙度随着电流的调低而越来越高。所加工出零件的形状主要依赖于加工铜棒的形状，不能随意的加工任意的形状的工件，并且在加工过程中所使用的工作液为了保证加工零件的尺寸要求及形状要求通常选用的是具有一定的粘性油质工作液，这种工作液在加工的过程中会有明显刺鼻的异味产生但是放电的火花并不是很强烈。在电火花穿孔成型所加工工程中，工件往往是完全浸没在工作液中进行加工的。在加工过程中还可以加工盲孔。
电火花线切割加工的零件表面有明显的黑色碳化物，加工的精度和表面粗糙度是由走丝的快慢来确定的。慢走丝能达到精度0.5μm，表面粗糙度能达到0.2μm，快走丝能达到精度20μm，表面粗糙度能达到3.2μm。而在我们实验中所用到的电火花线切割机FW2P则是一台快走丝的电火花线切割加工机。能达到的精度和粗糙度应该是后者的指标。另外电火花线切割加工可以加工出任意形状的零件，由于加工速度比较慢通常是加工形状复杂的小型零件。在毛坯上往往是选择薄板类工件经行加工，由于在加工过程中没有传统机床的直接力的冲击因而在加紧和固定上比较方便。但是由于是电火花线切割加工是通透的切割，所以不能加工盲孔。在工作液的选择上，通常选用的是导电质的液体，通常水就可以了。在电火花线切割加工过程中有明显的放电过程，有强烈的电火花产生，没有明显刺鼻的气味产生。
5、指出影响线切割加工工艺指标的因素？
电参数 脉冲宽度 脉冲间隔 开路电压 放电峰值电流 放电波形
电极丝及其移动速度 工件厚度及材料
6、指出合理调节变频进给的方法？ 用示波器观察和分析加工状态的方法
用电压表和电流表观察分析加工状态的方法
按加工电流和短路电流的比值调节 计算出不同空载电压是不同的比值
第三篇：特种加工题库2012
一、填空题
1、电火花加工是将电极形状复制到工件上的一种工艺方法。
2、数控电火花机床数控摇动的伺服方式有自由摇动、步进摇动、锁定摇动。
3、放电间隙是放电时工具电极和工件之间的距离。
4、电火花加工中常用的电极结构形式是整体电极、组合电极、镶拼式电极。
5、在用火花法校正电极丝垂直度时，电极丝要运转以免电极丝断裂。
6、电化学加工包括从工件上去除金属的电解加工和向工件上沉积金属的电镀、涂覆加工两大类。
7、线切割加工的主要工艺指标是切割速度、表面粗糙度、电极丝损耗量、加工精度、。
8、特种加工是直接利用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法。
9、电火花线切割加工的根本原理是用移动的细金属导线作电极，对工件进行脉冲火花放电，切割成形。
10、数控电火花线切割机床能加工各种高硬度、高强度、高韧度和高熔点的导电材料。
11、第一台实用的电火花加工装置的是1960年，苏联的拉扎林科夫妇发明的。
12、电火花线切割加工中被切割的工件作为 工件电极，电极丝作为 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。
13、根据走丝速度，电火花线切割机通常分为两大类：一类是高速走丝电火花线切割机或往复走丝电火花线切割机，这类机床的电极作高速往复运动，一般走丝速度为 8——10m/s，用于加工中、低精度的模具和零件。快走丝数控线切割机床目前能到达的加工精度为 正负0.01mm，表面粗糙度Ra＝ 2.5——0.6um。另一类是低速走丝电火花线切割机或单向走丝电火花线切割机，一般走丝速度低于 0.2m/s，用于加工高精度的模具和零件。慢走丝数控线切割机床的加工精度可达 正负0.001um，表面粗糙度Ra＜ 0.32。
14、高速走丝线切割机主要由机床、脉冲电源、控制系统三大部分组成。
15、高速走丝电火花线切割机的导电器有两重：一重是圆柱形的，电极丝与导电器的圆柱面接触导电，可以轴向移动和圆周转动以满足多次使用的要求；另一重是方形或圆形的薄片，电极丝与导电器的大面积接触导电，方形薄片的移动和圆形薄片的转动可满足多次使用的要求。
16、线切割加工中罕用的电极丝有钼丝、钨丝、铜丝和钨钼合金丝。其中钨丝和钼丝 应用快速走丝线切割中，而铜丝应用慢速走丝线切割。
17、线切割加工时，工件的装夹方式有悬臂式撑持装夹，垂直刃口撑持装夹，桥式撑持装夹，和板式撑持装夹。工件的装夹方式一般采用桥式撑持。
18、电火花线切割加工罕用的夹具主要有磁性夹具和专用夹具。
19、导电器的材料都采用硬质合金，即耐磨又奔电。
20、脉冲电源波形及三个重要参数峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔。
21、电加工的工作液循环系统由循环导管、工作液箱和工作液泵等组成。工作液起排屑、冷却、绝缘等作用。
22、章力调节器的作用眷涨 把伸长的丝收入章力调节器使运行的电极丝保持亿一个恒定的章力上也称恒章力机构。
23、数控电火花线切割机床的编程，主要采用ISO编程、3 B编程、自动编程三重格式编写。
24、数控线切割机床U、V移动工作台，是具有锥度加工功能的电火花线切割机床的一个组成部分。
25、电火花线切割3B编程格式中，B表示分隔符，X表示X轴坐标的绝对直，Y表示Y轴坐标的绝对直，J表示加工线段计数长度，G表示加工线段计数方向，Z表示加工指令。
26、线切割3B格式编程中计数长度是在计数方向的基础上确定的，是被加工的直线或圆弧在计数方向的坐标轴上投影的长度直之和，单位为μm。
27、线切割3B格式编程中加工直线时有四重加工指令：L1、L2、L3、L4。
28、线切割3B格式编程中加工顺圆弧时由四重加工指令: SR1、SR2、SR3、SR4。
A、电极丝的直径 B、加工工件的厚度 C、电极丝的材料 D、加工工件的精度要求
13.线切割加工中，在工件装夹时一般要对工件进行找正，罕见的找正方法有（A）A、拉表法
B、划线法
C、电极丝找正法 D、固定基面找正法
14.在利用3B 代码编程加工斜线时，如果斜线的加工指令为L3，则该斜线与X 轴正方向的夹角为（C）。
A、180°< a < 270° B、180° < a ≤270° C、180°≤ a < 270° D、180°≤a ≤270 °
15.利用3B代码编程加工斜线OA，设起点O在切割坐标原点，终点A的坐标为Xe = 17mm，Ye = 5mm，其加工程序为（B）A、Bl7 B5 B17 Gx L1 B、B B5000 B Gx L1 C、Bl7000 B5000 B GY L1 D、B B50O0 B0050O0 GY L1 E、B17 B5 BO Gx L1 16.利用3B 代码编程加工半圆AB，切割方向从A 到B，起点坐标A（0，-5 0），终点坐标B(0，5 0)，其加工程序为（C）。A、B5000BBGXSR2 B、B5BBGYSR2 C、B5000BBGYSR2 D、BB5000BGYSR2 17.用线切割机床加工直径为10 mm的圆孔，在加工中当电极丝的补偿量设置为0.12 mm时，加工孔的理论直径为10.02mm。如果要使加工的孔径为10 mm，则采用的补偿量应为（B）。
A、0.10mm B、0.11mm C、0.12mm D、0.13mm 18.线切割加工中，当使用3B 代码进行数控程序编制时，下列关于计数方向的说法正确的有（A）
A、斜线终点坐标（Xe Ye)，当︱Ye︱>︱Xe︱时，计数方向取GY B、斜线终点坐标（Xe Ye)，当︱Xe︱>︱Ye︱时，计数方向取GY C、圆弧终点坐标（Xe Ye)，当︱Xe︱>︱Ye︱时，计数方向取GX D、圆弧终点坐标（Xe Ye），当︱Xe︱|Ye|时，取Gy;当|Ye|>|Xe|时，取Gx；当|Xe|=|Ye|时，取Gx或Gy均可。V 19.电火花线切割加工过程中，工作液必须具有的性能是（A）
A、绝缘性能 B、洗涤性能 C、冷却性能 D、润滑性能 20.电火花线切割加工称为（B）。
A、EDMB B、WEDM C、ECM D、EBM 21.在电火花线切割加工过程中，放电通道中心温度最高可达（D）℃ 左右。A、1000 B、10000 C、100000 D、5000 22.快走丝线切割最常用的加工波形是（B）
A、锯齿波 B、矩形波 C、分组脉冲波 D、前阶梯波 23.数控电火花高速走丝线切割加工时，所选用的工作液和电极丝为（C）。A、纯水、钼丝 B、机油、黄铜丝 C、乳化液、钼丝 D、去离子水、黄铜丝
24.在数控电火花线切割加工的工件装夹时，为使其通用性强、装夹方便，应选用的装夹方式为（B）。
A、两端支撑装夹 B、桥式支撑装夹 C、板式支撑装夹 25.电火花加工表层包括（A）
A、熔化层 B、热影响层 C、基体金属层 D、气化层 26.电火花线切割加工中，当工作液的绝缘性能太高时会（D）。A、产生电解 B、放电间隙小 C、排屑困难 D、切割速度缓慢
13.若加工硬质合金，则加工过程比较稳定，切割速度较低，表面粗糙度好。（√）14.若加工铜、铝、淬火钢，则加工过程稳定，切割速度高。（√）
15.线切割加工过程中表面粗糙度主要取决于脉冲电源的电参数、加工过程的稳定性及工作液的脏污程度，此外，线电极的走丝速度对表面粗糙度的影响也很大。（√）16.电极丝应具有良好的导电性和抗电蚀性,抗拉强度高、材质均匀（√）17.慢速走丝线切割加工，目前普遍使用去离子水。（√）
18.在电火花成形加工过程中对工具电极的要求是：导电性能良好、电腐蚀困难、电极损耗小、具有足够的机械强度、加工稳定、效率高、材料来源丰富、价格便宜等。（√）19.在电火花成形加工过程中当铜电极对钢，或钢电极对钢，工具电极的极性选“+”极性。（√）
20.利用电火花线切割机床不仅可以加工导电材料，还可以加工不导电材料。（×）21.如果线切割单边放电间隙为0.01mm, 钼丝直径为0.18mm，则加工圆孔时的电极丝补偿量为0.19mm。（×）22.在慢走丝线切割加工中，由于电极丝不存在损耗，所以加工精度高。（×）23.由于电火花线切割加工速度比电火花成形加工要快许多，所以电火花线切割加工零件的周期就比较短。（×）24.在线切割加工中，当电压表、电流表的表针稳定不动，此时进给速度均匀、平稳，是线切割加工速度和表面粗糙度均好的最佳状态。（×）25.线切割机床在加工过程中产生的气体对操作者的健康没有影响。（×）
26.直线的3B代码编程，是以直线的起点为原点建立直角坐标系，X和Y为直线终点坐标（Xe，Ye）的绝对值。（√）
27.直线编程时，计数方向G的确定方法为：以要加工直线的起点为原点建立直角坐标系，取该直线终点坐标（Xe，Ye）绝对值大的坐标轴为计数方向。即XeYe时，则G=Gx，当正好在45°线上，即Xe=Ye时，则在第一、三象限取G=Gy，在第二、四象限取G=Gx。（√）
28.线切割3B格式编程加工圆弧时，以该圆弧的圆心为坐标的原点，X、Y取该圆弧起点的坐标值。坐标值的负号均不写，单位为?m。（√）
29.对于圆弧，当圆弧终点坐标 |Xe|>|Ye|时，取Gy;当|Ye|>|Xe|时，取Gx；当|Xe|=|Ye|时，取Gx或Gy均可。（√）
30.晶体管矩形波脉冲电源广泛用于快走丝线切割机床，它一般由脉冲发生器、推动级、功放级及直流电源四个部分组成。（√）31.慢走丝线切割机床，除了浇注式供液方式外，有些还采用浸泡式供液方式。（√）32.电火花成型加工中如果使用石墨做电极，煤油做工做液介质，采用负极性加工时，可以形成碳黑保护膜。（√）33.加工型腔（盲孔）时，可用加大电极垂直进给的方法来补偿工具电极的损耗。（√）34.线切割加工中，切割方向的确定应遵循工件与夹持部分最后分离的原则。（√）35.脉冲宽度及脉冲能量越大，则放电间隙越小。（×）
36.在模具加工中，数控电火花线切割加工是最后一道工序。（√）37.在用Φ0.18mm钼丝切割工件时，可切割出R为0.06的圆弧。（×）
38.目前我国主要生产的电火花线切割机床是慢走丝电火花线切割机床。（×）39.电火花线切割不能加工半导体材料。（√）
40.电火花线切割加工与被加工材料的硬度无关，加工中不存在显著的机械切削力。（√）
41.快走丝线切割加工速度快，慢走丝线切割加工速度慢。（×）42.线切割加工工件时，电极丝的进口宽度与出口宽度相同。（×）43.电火花线切割加工过程中，电极丝与工件间直接接触。（×）44.在电火花线切割加工过程中，可以不使用工作液。（×）
45.快走丝线切割机床的导轮要求使用硬度高、耐磨性好的材料制造，如高速钢、硬质合金、人造宝石或陶瓷等材料。（√）
46.由于铝的导电性比铁好，所以在线切割加工中铝比铁好加工。（×）
47.快走丝线切割使用的电极丝材料比慢走丝差，所以加工精度比慢走丝低。（×）
第四篇：特种加工答案
第二章
电火花加工
1．两金属在（1）在真空中火花放电；（2）在空气中；（3）在纯水（蒸馏水或去离子水）中；（4）在线切割乳化液中；（5）在煤油中火花放电时，在宏观和微观过程以及电蚀产物方面有何相同和相异之处？
答：（1）两金属在真空中火花放电时，当电压（电位差）超过一定时即产生“击穿”，电子由“－”极逸出飞向“+”极，由于真空中没有物质阻挡电子的运动，所以没有正离子形成，没有发热的放电“通道”的概念，示波器、显像管中电子流的运动与此类似。基本上没有“电蚀产物”成生。
（2）两金属在空气中放电的例子是电火花表面强化、涂覆。电焊、等离子切割、等离子焊等，也是在空气中放电，利用电子流在空气中撞击气体原子形成放电通道，在通道中和工件表面产生大量的热能用于强化、涂覆、切割和焊接。
（3）在纯水、蒸馏水或去离子水中，两金属间电火花放电与在煤油中类似，只是水分子、原子受电子、正离子撞击发热气化，最后分解为氧原子和氢原子（分子），而不像煤油中会分解出碳原子（碳黑微粒）和氢气等。
（4）、（5）在乳化液中和煤油中放电过程，详见教材中有关章节，不再另行论述。
2．有没有可能或在什么情况下可以用工频交流电源作为电火花加工的脉冲 直流电源？在什么情况下可用直流电源作为电火花加工用的脉冲直流电源？（提示：轧辊电火花对磨、齿轮电火花跑合时，不考虑电极相对磨损的情况下，可用工频交流电源；在电火花磨削、切割下料等工具、工件间有高速相对运动时，可用直流电源代替脉冲电源，但为什么？）答：如提示所述，在不需要“极性效应”、不需考虑电极损耗率等的情况下，可以直接用 220V 的 50Hz 交流电作为脉冲电源进行轧辊电火花对磨和齿轮电火花跑合等。不过回路中应串接限流电阻，限制放电电流不要过大。如需精规准对磨或跑合，则可在交流工频电源上并联 RC 电路（R500~1000, C0.1~0.01µF），再接到两个工件上。在用高速转动的金属轮或圆片作电火花磨削、电火花切断、下料时，如果可以不计电极损耗率，则就可以用全波整流或整流后并联电解电容滤波的直流电源进行电火花磨削。由于工具电极高速转动，所以一般不会产生稳定电弧烧伤工件。最好是经调压变压器降压到5~100V 再整流供磨削之用，一则可以调节电压或电流，二则和 220V 交流电源隔离，以保障人身避免触电的危险。
3．电火花加工时的自动进给系统和车、钻、磨削时的自动进给系统，在原理上、本质上有何不同？为什么会引起这种不同？
答：电火花加工时工具电极和工件间并不接触，火花放电时需通过自动调节系统保持一定的放电间隙，而车、钻、磨削时是接触加工，靠切削力把多余的金属除去，因此进给系统是刚性的、等速的，一般不需要自动调节。
4．电火花共轭同步回转加工和电火花磨削在原理上有何不同？工具电极和工件上的瞬间放电点之间有无相对移动？加工内螺纹时为什么不会“乱扣”？用铜螺杆做工具电极，在内孔中用平动法加工内螺纹，在原理上和共轭同步回转法有何异同？ 答：不同之处在于电火花共轭同步回转加工时：
（1）工具电极和工件的转动方向相同；
（2）转速严格相等（或成倍角、比例关系）；
（3）工具和工件上瞬时放电点之间有很慢的相对移动。而电火花磨削时工具和工件可以同向或反向转动；工具和工件的转速并不相同，磨削点之间有很大的相对移动。加工内螺纹时，其所以不会“乱扣”，是因为加工中工具电极和工件的转向和转速相等，工具和工件圆周表面上有着“各点对应”的关系，所以能把工具表面的螺纹形状复制到工件表面上去而不会“乱扣”。在内孔中用平动法加工内螺纹，本质上和共轭同步回转法相同，不同之处在于平动法加工时工件不转动而代之以工具电极在平动头中作“公转”行星式运动，其内外圆上“各点对应”的规则仍然存在。
5．电火花加工时，什么叫做间隙蚀除特性曲线？粗、中、精加工时，间隙蚀除特性曲线有何不同？脉冲电源的空载电压不一样时（例如 80V、100V、300V三种不同的空载电压），间隙曲线有何不同？试定性、半定量地作图分析之。
答：间隙蚀除特性曲线是电火花放电间隙蚀除速度和放电间隙大小（间隙平均电压的大小）之间的关系，此关系可以定量地用作图法画成间隙蚀除特性曲线。粗、中、精加工时，由于脉宽、峰值电流等电规准不同，同样大小间隙的蚀除速度也就不一样，总的来说，粗加工时蚀除速度较大，上凸的间隙蚀除特性曲线就高于中、精加工的曲线。
当脉冲电源的空载电压不一样时，例如电压较高为 300V 时，其击穿间隙、平均放电间隙都大于 100V 或 80V 的放电间隙，因此横坐标上的 A 点（电火花击穿间隙）将大于 100V 或 80V 时的间隙。间隙特征曲线原点不动，整个曲线稍向右移。同理 80V 空载电压的间隙特征曲线的 A 点将偏向左边。
6．在电火花加工机床上用10mm的纯铜杆加工10mm的铁杆，加工时两杆的中心线偏距 5mm，选用
1t = 200µs，i=5.4A，各用正极性和负极性加工 10min，试画出加工后两杆的形状、尺寸，电极侧面间隙大小和表面粗糙度值（提示：利用电火花加工工艺参数曲线图表来测算）。
答：加工示意图见图 2-1a。设先用正极性加工，加工后的图形见图 b，负极损耗较大；负极性加工后的图形见图 c，正极工具损耗较小。具体数据请自行在图中标明，并与书中工 艺曲线图表进行对照比较。
7．电火花加工一个纪念章浅型腔花纹模具，设花纹模电极的面积为10mm×20mm=200mm，花纹的深度为 0.8mm，要求加工出模具的深度为 1mm，表面粗糙度为R a=0.63µm，分粗、中、精三次加工，试选择每次的加工极性、电规准脉宽
1t、峰值电流
ei、加工余量及加工时间，并列成一表（提示：用电火花加工工艺参数曲线图表来计算）。
答：可按书中电火花加工工艺曲线图表选择粗、中、精加工的规准。例如
第五篇：特种加工教案
课题：概论 课时：2 授课：尹有根
教学目标：特种加工的概念、特点及发展、分类 教学重点：1 特种加工的特点及发展 特种加工的分类
1.1 特种加工的概念
一、引入课题:特种加工产生的条件，之所以产生特种加工普通机械加工满足不了加工的要求。一些难加工的材料、一些有特殊要求的零件、加工效率（生产率）、生产成本等等都需要特种加工。比较普通加工与特种加工的区别来引入课题。
二、讲课内容
1、特种加工的产生及定义
随着社会生产的需要和科学技术的进步，20世纪40年代，前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因，发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉，开创和发明了电火花加工。后来，由于各种先进技术的不断应用，产生了多种有别于传统机械加工的新加工方法。这些新加工方法从广义上定义为特种加工(NTM，Non-Traditional Machining)，也被称为非传统加工技术，其加工原理是将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上，从而实现材料去除。
©可播放特种加工的一些视频。1.2 特种加工的特点及发展 1.3 特种加工的分类
一、复习旧课:特种加工产生的原因及定义。
二、引入新课：特种加工范围广但有一些共性。与机械加工比起来有以下的一江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
些特点。
三、讲课内容
1、与传统的机械加工相比，特种加工的不同点是：(1)不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除金属材料。
(2)加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力，故加工的难易与工件硬度无关。
(3)各种加工方法可以任意复合、扬长避短，形成新的工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。
正因为特种加工工艺具有上述特点，所以就总体而言，特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料，且专长于加工复杂、微细表面和低刚度的零件。
2、特种加工技术的研究主要表现在以下几个方面：
(1)微细化。
(2)特种加工的应用领域正在拓宽。
(3)广泛采用自动化技术。
3、我国特种加工技术的发展情况
我国的特种加工技术起步较早。20世纪50年代中期我国工厂已设计研制出电火花穿孔机床，60年代末上海电表厂张维良工程师在阳极—机械切割的基础上发明了我国独创的快走丝线切割机床，4、特种加工的分类
分类没有明确的规定，一般按能量来源和作用形式以及加工原理可分为表1-1所示的形式
表1-1 常用特种加工方法的分类
江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
依据工件材料、尺寸、形状、精度、生产率、经济性等情况作具体分析，区别对待，合理选择特种加工方法。如表1-2所示
表1-2 几种常见特种加工方法的综合比较
江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
四、总结：
1、特种加工的特点和发展方向。
2、特种加工的分类
江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
课题：第二章 电火花加工
2.1电火花加工的基本原理及其分类 2.2 电火花加工的机理 课时：2 授课：尹有根
教学目标：电火花加工的物理本质及特点 教学重点：1电火花加工的基本原理及其分类
2电火花加工的机理
2.1 电火花加工的物理本质及特点
一、复习旧课：与机械加工比较特种加工的特点及它的发展方向和分类。
二、引入新课:电火花加工是特种加工的典型代表。我们看见电火花加工中有火花产生材料就被蚀除掉了这是什么原因呢？
三、讲课内容：
1、电火花加工的物理本质
电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。分为以下几个阶段(如图2-1所示)：
江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
图2-1 电火花加工原理
(1)极间介质的电离、击穿，形成放电通道(如图2-1(a)所示)。(2)电极材料的熔化、气化热膨胀(如图2-1(b)、(c)所示)。(3)电极材料的抛出(如图2-1(d)所示)。
(4)极间介质的消电离(如图2-1(e)所示)。加工液流入放电间隙，将电蚀产物及残余的热量带走，并恢复绝缘状态。
上述步骤(1)～(4)在一秒内约数千次甚至数万次地往复式进行，即单个脉冲放电结束，经过一段时间间隔(即脉冲间隔)使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲又作用到工具电极和工件上，又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，蚀出另一个小凹坑。(如图2-2所示)。所以电火花加工是大量的微小放电痕迹逐渐累积而成的去除金属的加工方式。
图2-2 电火花表面局部放大图
2、电火花加工、电火花线切割加工的特点 1）．共同特点(1)二者的加工原理相同，都是通过电火花放电产生的热来熔解去除金属的，所以二者加工材料的难易与材料的硬度无关，加工中不存在显著的机械切削力。(2)二者的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。(3)最小角部半径有限制。电火花加工中最小角部半径为加工间隙，6 线切割加工中最小角部半径为电极丝的半径加上加工间隙。江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
2）．不同特点
(1)从加工原理来看，电火花加工是将电极形状复制到工件上的一种工艺方法(如图2-3所示)。而线切割加工是利用移动的细金属导线(铜丝或钼丝)做电极，对工件进行脉冲火花放电，切割成型的一种工艺方法，如图2-4所示。
图2-3 电火花加工
图2-4 线切割加工
(2)从产品形状角度看，电火花加工必须先用数控加工等方法加工出与产品形状相似的电极；线切割加工中产品的形状是通过工作台按给定的控制程序移动
江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
而合成的，只对工件进行轮廓图形加工，余料仍可利用。
(3)从电极角度看，电火花加工必须制作成型用的电极(一般用铜、石墨等材料制作而成)；线切割加工用移动的细金属导线(铜丝或钼丝)做电极。(4)从电极损耗角度看，电火花加工中电极相对静止，易损耗，故通常采用多个电极加工；而线切割加工中由于电极丝连续移动，使新的电极丝不断地补充和替换在电蚀加工区受到损耗的电极丝，避免了电极损耗对加工精度的影响。(5)从应用角度看，电火花加工可以加工通孔、盲孔，特别适宜加工形状复杂的塑料模具等零件的型腔以及刻文字、花纹等(如图2-5(a)所示)；而线切割加工只能加工通孔，能方便地加工出小孔、形状复杂的窄缝及各种形状复杂的零件(如图2-5(b)所示)。
(a)电火花加工产品(b)线切割加工产品 图2-5 加工产品实例
四、总结：
1、电火花加工的物理本质
2、电火花加工、电火花线切割加工的异同点
五、作业：
1、电火花加工的物理本质是什么？
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2、电火花加工与电火花线切割加工的异同点是什么？ 课题：第二章 电火花加工
2.3电火花加工的一些基本规律 课时：2 授课：尹有根
教学目标：电火花加工的一些基本规律 教学重点：1电火花加工的一些基本规律
一、复习旧课：电火花加工的特点
二、引入新课：表面粗糙度、加工精度时电火花加工两个中的指标。
三、讲课内容：
１、影响表面粗糙度的主要因素 电火花加工表面粗糙度的形成与切削加工不同，它是由若干电蚀小凹坑组成的，能存润滑油，其耐磨性比同样粗糙度的机加工表面要好。
当峰值电流一定时，脉冲宽度越大，单个脉冲的能量就大，放电腐蚀的凹坑也越大、越深，所以表面粗糙度就越差。
在脉冲宽度一定的条件下，随着峰值电流的增加，单个脉冲能量也增加，表面粗糙度就变差。
在一定的脉冲能量下，不同的工件电极材料表面粗糙度值大小不同，熔点高的材料表面粗糙度值要比熔点低的材料小。
工具电极表面的粗糙度值大小也影响工件的加工表面粗糙度值。由于电极的相对运动，工件侧边的表面粗糙度值比端面小。干净的工作液有利于得到理想的表面粗糙度。２、影响加工精度的主要因素
1）．放电间隙
间隙大小对形状精度也有影响，间隙越大，则复制精度越差，特别是对复杂形状的加工表面。
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2）．加工斜度
进入行腔后二次放电，产生加工斜度。3）．工具电极的损耗
工具电极的损耗锥度反映到工件上是加工斜度。３、电火花加工表面变化层和机械性能
图3-11 电火花加工表面变化层
２）表面变化层的机械性能 ※显微硬度及耐磨性
工件在加工前由于热处理状态及加工中脉冲参数不同，加工后的表面层显微硬度变化也不同。加工后表面层的显微硬度一般比较高，但由于加工电参数、冷却条件及工件材料热处理状况不同，有时显微硬度会降低。※残余应力
电火花表面存在着由于瞬时先热后冷作用而形成的残余应力，而且大部分表现为拉应力。※ 疲劳性能
电火花加工后，工件表面变化层金相组织的变化，会使耐疲劳性能比机械加工表面低许多倍。
４、电火花加工的稳定性 1）．电规准与加工稳定性
一般来说，单个脉冲能量较大的规准，容易达到稳定加工。
在微细加工、排屑条件很差、电极与工件材料不太合适时，可增加间隔来改善加工的不稳定性，但这样会引起生产率下降。
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对每种电极材料对，必须有合适的加工波形和适当的击穿电压，才能实现稳定加工。当平均加工电流超过最大允许加工电流密度时，将出现不稳定现象。2）．电极进给速度
电极的进给速度与工件的蚀除速度应相适应，这样才能使加工稳定进行。进给速度大于蚀除速度时，加工不易稳定。3）．蚀除物的排除情况 4）．电极材料及工件材料
对于钢工件，各种电极材料的加工稳定性好坏次序如下：
紫铜(铜钨合金、银钨合金)> 铜合金(包括黄铜)> 石墨 > 铸铁 > 不相同的钢 > 相同的钢；
淬火钢比不淬火钢工件加工时稳定性好；硬质合金、铸铁、铁合金、磁钢等工件的加工稳定性差。5）．极性
6）．加工形状
５、合理选择电火花加工工艺
一般来说，主要采用两种方法来处理：第一，先主后次，如在用电火花加工去除断在工件中的钻头、丝锥时，应优先保证速度，因为此时工件的表面粗糙度、电极损耗已经不重要了；第二，采用各种手段，兼顾各方面。其中主要常见的方法有：
(1)粗、中、精逐挡过渡式加工方法。
(2)先用机械加工去除大量的材料，再用电火花加工保证加工精度和加工质量。(3)采用多电极。在加工中及时更换电极，当电极绝对损耗量达到一定程度时，及时更换，以保证良好的加工质量。
四、总结
１、影响表面粗糙度、加工精度的因素
２、如何控制电火花加工表面变化层和机械性能、加工的稳定性
不合适的极性可能导致加工极不稳定 江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
３、如何合理选择电火花加工工艺
电火花加工机床简介
一、复习旧课: 电火花加工的物理本质及电火花加工、电火花线切割加工的异同点。
二、引入课题:知道了电火花加工的本质，接下来分开来介绍电火花加工和线切割加工。先看看电火花加工。
三、讲课内容：
1、机床型号、规格、分类
我国国标规定，电火花成型机床均用D71加上机床工作台面宽度的1/10表示。例如D7132中，D表示电加工成型机床(若该机床为数控电加工机床，则在D后加K，即DK)；71表示电火花成型机床；32表示机床工作台的宽度为320 mm。
电火花加工机床按其大小可分为小型(D7125以下)、中型(D7125～D7163)和大型(D7163以上)；按数控程度分为非数控、单轴数控和三轴数控。
2、电火花加工机床结构 电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤和循环系统、数控系统等部分组成，如图2-6所示。
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图2-6 电火花机床
1）、机床本体
机床本体主要由床身、立柱、主轴头及附件、工作台等部分组成。
机床主轴头和工作台常有一些附件，如可调节工具电极角度的夹头、平动头、油杯等。本节主要介绍平动头。
在电火花加工中当用一个电极进行粗加工时，将工件的大部分余量蚀除掉后，其底面和侧壁四周的表面粗糙度很差，为了将其修光，就得转换规准逐挡进行修整。但由于中、精加工规准的放电间隙比粗加工规准的放电间隙小，若不采取措施则四周侧壁就无法修光了。平动头就是为解决修光侧壁和提高其尺寸精度而设计的。
平动头是一个使装在其上的电极能产生向外机械补偿动作的工艺附件。平动头的动作原理是：利用偏心机构将伺服电机的旋转运动通过平动轨迹保持机构转化成电极上每一个质点都能围绕其原始位置在水平面内作平面小圆周运动，许多小圆的外包络线面积就形成加工横截面积，如图2-7所示，其中每个质点运动轨迹的半径就称为平动量，其大小可以由零逐渐调大，以补偿粗、中、精加工的电火花放电间隙δ之差，从而达到修光型腔的目的。
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图2-7平动头扩大间隙原理图
(a)机械式平动头(b)数控平动头
图2-8平动头外形
2）、脉冲电源
在电火花加工过程中，脉冲电源的作用是把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流，向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量以蚀除金属。
脉冲电源输入为380 V、50 Hz的交流电，其输出应满足如下要求：(1)要有一定的脉冲放电能量，否则不能使工件金属气化。
(2)火花放电必须是短时间的脉冲性放电，这样才能使放电产生的热量来不及扩散到其他部分，从而有效地蚀除金属，提高成型性和加工精度。
(3)脉冲波形是单向的，以便充分利用极性效应，提高加工速度和降低工具电极损耗。
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(4)脉冲波形的主要参数(峰值电流、脉冲宽度、脉冲间歇等)有较宽的调节范围，以满足粗、中、精加工的要求。
(5)有适当的脉冲间隔时间，使放电介质有足够时间消除电离并冲去金属颗粒，以免引起电弧而烧伤工件。※弛张式脉冲电源
弛张式脉冲电源是最早使用的电源，它是利用电容器充电储存电能，弛张式脉冲电源结构简单，使用维修方便，加工精度较高，粗糙度值较小，但生产率低，电能利用率低，加工稳定性差，故目前这种电源的应用已逐渐减少。如图2-9所示
图2-9 RC线路脉冲电源
※闸流管脉冲电源
闸流管是一种特殊的电子管，当对其栅极通入一脉冲信号时，便可控制管子的导通或截止，输出脉冲电流。由于这种电源的电参数与加工间隙无关，故又称为独立式电源。闸流管脉冲电源的生产率较高，加工稳定，但脉冲宽度较窄，电极损耗较大。※晶体管脉冲电源 晶体管脉冲电源其输出功率大，电规准调节范围广，电极损耗小，故适应于型孔、型腔、磨削等各种不同用途的加工。晶体管脉冲电源已越来越广泛地应用在电火花加工机床上。
四、总结
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1、电火花机床型号、规格、分类
2、电火花机床的机床本体和脉冲电源的结构和特点 课题：第二章 电火花加工 2.4电火花加工的脉冲电源
2.5 电火花加工的自动进给调节系统 2.6 电火花加工机床 课时：2 授课：尹有根
教学目标：1.电火花加工的脉冲电源、自动进给调节系统
2.电火花加工机床
教学重点：1.电火花加工的脉冲电源、自动进给调节系统
2.电火花加工机床
一、复习旧课：电火花机床型号、规格、分类及电火花机床的机床本体和脉冲电源的结构和特点。
二、引入新课：上次课介绍了电火花的平动头和脉冲电源是电火花机床厂家的核心机密，今天继续看以下另外的两个部件。
三、讲课内容
3、自动进给调节系统
在电火花成型加工设备中，自动进给调节系统占有很重要的位置，它的性能直接影响加工稳定性和加工效果。
电火花成型加工的自动进给调节系统，主要包含伺服进给系统和参数控制系统。伺服进给系统主要用于控制放电间隙的大小，而参数控制系统主要用于控制电火花成型加工中的各种参数(如放电电流、脉冲宽度、脉冲间隔等)，以便能够获得最佳的加工工艺指标等。1)伺服进给系统的作用及要求
在电火花成型加工中，电极与工件必须保持一定的放电间隙。伺服进
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给系统一般有如下要求
(1)有较广的速度调节跟踪范围。(2)有足够的灵敏度和快速性。(3)有较高的稳定性和抗干扰能力。
这里简单介绍电液压式伺服进给系统的原理。2)电液压式伺服进给系统
图2-10所示为DYT-2型液压主轴头的喷嘴—挡板式调节系统的工作原理图。
图2-10 喷嘴—挡板式电液压自动调节器工作原理
当放电间隙短路时，动圈两端电压为零，此时动圈不受电磁力的作用，挡板受弹簧力处于最高位置Ⅰ，喷嘴与挡板门开口为最大，使工作液流经喷嘴的流量为最大，上油腔的压力下降到最小值，致使上油腔压力小于下油腔压力，故活塞杆带动工具电极上升。当放电间隙开路时，动圈电压最大，挡板被磁力吸引下移到最低位置Ⅲ，喷嘴被封闭，上、下油腔压强相等，但因下油腔工作面积小于上油腔工作面积，活塞上的向下作用力大于向上作用力，活塞杆下降。当放电间隙最佳时，电动力使挡板处于平衡位置Ⅱ，活塞处于静止状态。
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4、工作液过滤和循环系统
电火花加工中的蚀除产物，一部分以气态形式抛出，其余大部分是以球状固体微粒分散地悬浮在工作液中，直径一般为几微米。随着电火花加工的进行，蚀除产物越来越多，充斥在电极和工件之间，或粘连在电极和工件的表面上。蚀除产物的聚集，会与电极或工件形成二次放电。为了改善电火花加工的条件，一种办法是使电极振动，以加强排屑作用；另一种办法是对工作液进行强迫循环过滤，以改善间隙状态。
图2-11 工作液循环系统油路图
四、总结：
1、自动进给调节系统特点及工作原理
2、工作液过滤和循环系统作用
2.2 电火花加工机床简介
一、复习旧课: 自动进给调节系统特点及工作原理并工作液过滤和循环系统作用。
二、引入新课：现今各种加工机床都以数控化，接下来我们来看一下电火花机床的数控系统功能。
三、讲课内容：
5、数控系统
1)数控电火花机床的类型
根据机床的数控坐标轴的数目，目前常见的数控机床有三轴数控电火花机床、四轴三联动数控电火花机床、四轴联动或五轴联动甚至六轴联动电火花加工机床。
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现在部分数控电火花机床还带有工具电极库，在加工中可以根据事先编制好的程序，自动更换电极。
2)数控电火花机床的数控系统工作原理
数控电火花机床能实现工具电极和工件之间的多种相对运动，可以用来加工多种较复杂的型腔。目前，绝大部分电火花数控机床采用国际上通用的ISO代码进行编程、程序控制、数控摇动加工等，具体内容如下：
(ISO代码编程ISO代码是国际标准化机构制定的用于数控编码和程序控制的一种标准代码。代码主要有G指令(即准备功能指令)和M指令(即辅助功能指令)，具体见表2-1。
表2-1 常用的电火花数控指令
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表2-2 工作坐标系
以上代码，绝大部分与数控铣床、车床的代码相同，只有G54、G80、G82、M05等是以前接触较少的指令，其具体用法如下：
图2-12 工作坐标系切换
一般的慢走丝线切割机床和部分快走丝线切割机床都有几个或几十个工作坐标系，可以用G54、G55、G56等指令进行切换(如表2-2所示)。如图2-12所示，可以通过如下指令切换工作坐标系。G92 G54 X0 Y0； G00 X20.Y30.； G92 G55 X0 Y0；
这样通过指令，首先把当前的O点定义为工作坐标系0的零点，然后分别把X、Y轴快速移动20 mm、30 mm到达点O‘，并把该点定义为工作坐标系1的零点。G80:
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含义：接触感知。
格式：G80 轴＋方向
如：G80 X－； /电极将沿X轴的负方向前进，直到接触到工件，然后停在那里
G82：
含义：移动到原点和当前位置一半处。
格式：G82轴
如：G92 X100.;/将当前点的X坐标定义为100.G82 X;/将电极移到当前坐标系X=50.的地方 M05：
含义：忽略接触感知，只在本段程序起作用。
如：G80 X－； /X轴负方向接触感知 G90 G92 X0 Y0； /设置当前点坐标为(0，0)M05 G00 X10./忽略接触感知且把电极向X轴正方向移动10 mm
图2-13 工件找正图
以上代码通常用在加工前电极的定位上，具体实例如下：
如图2-13所示，ABCD为矩形工件，AB、BC边为设计基准，现欲用电火花加工一圆形图案，图案的中心为O点，O到AB边、BC边的距离如图中所标。已知圆形电极的直径为20 mm，请写出电极定位于O点的具体过程。首先将电极移到工件AB的左边，Y轴坐标大致与O点相同，然后执行如下指
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G80 X+;G90 G92 X0;M05 G00 X－10.； G91 G00 Y－38.； G90 G00 X50.； G80 Y+； G92 Y0；
M05 G00 Y－2.；/电极与工件分开，2 mm表示为一小段距离 G91 G00 Z10.； /将电极底面移到工件上面
G90 G00 X50.Y28.；
四、总结
电火花加工机床的数控系统的功能指令和编程方法 课题：第二章 电火花加工 2.7电火花穿孔成形加工 课时：2 授课：尹有根
教学目标：电火花穿孔成形加工 教学重点：电火花穿孔成形加工方法
4.1 电火花加工方法
1、穿孔加工方法
一、复习旧课：影响表面粗糙度、加工精度的因素，如何合理选择电火花加工工艺
二、引入新课：电火花加工主要由三部分组成：电火花加工的准备工作、电火花加工、电火花加工检验工作。其中电火花加工可以加工通孔和盲孔，前者习惯称为电火花穿孔加工，后者习惯上称为电火花成型加工。它们不仅是名称不同，而且加工工艺方法有着较大的区别，本章将分别加以介绍。
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三、讲课内容：
1、电火花穿孔加工方法
电火花穿孔加工一般应用于冲裁模具加工、粉末冶金模具加工、拉丝模具加工、螺纹加工等。1）．间接法 间接法是指在模具电火花加工中，凸模与加工凹模用的电极分开制造，首先根据凹模尺寸设计电极，然后制造电极，进行凹模加工，再根据间隙要求来配制凸模。图4-1为间接法加工凹模的过程。间接法的优点是：
图4-1 间接法
(1)可以自由选择电极材料，电加工性能好。
(2)因为凸模是根据凹模另外进行配制，所以凸模和凹模的配合间隙与放电间隙无关。
间接法的缺点是：电极与凸模分开制造，配合间隙难以保证均匀。2）．直接法 直接法适合于加工冲模，是指将凸模长度适当增加，先作为电极加工凹模，然后将端部损耗的部分去除直接成为凸模直接法加工的凹模与凸模的配合间隙靠调节脉冲参数、控制火花放电间隙来保证。直接法的优点是：
(1)可以获得均匀的配合间隙、模具质量高。
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(2)无须另外制作电极。(3)无须修配工作，生产率较高。直接法的缺点是：
(1)电极材料不能自由选择，工具电极和工件都是磁性材料，易产生磁性，电蚀下来的金属屑可能被吸附在电极放电间隙的磁场中而形成不稳定的二次放电，使加工过程很不稳定，故电火花加工性能较差。(2)电极和冲头连在一起，尺寸较长，磨削时较困难。3).混合法 混合法也适用于加工冲模，是指将电火花加工性能良好的电极材料与冲头材料粘结在一起，共同用线切割或磨削成型，然后用电火花性能好的一端作为加工端，将工件反置固定，用“反打正用”的方法实行加工。(如图4-2所示)。
图4-2 混合法
混合法的特点是：
(1)可以自由选择电极材料，电加工性能好。(2)无须另外制作电极。
(3)无须修配工作，生产率较高。(4)电极一定要粘结在冲头的非刃口端
4).阶梯工具电极加工法 阶梯工具电极加工法在冷冲模具电火花成型加工中极为普遍，其应用方面有两种：
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(1)无预孔或加工余量较大时，可以将工具电极制作为阶梯状，将工具电极分为两段，即缩小了尺寸的粗加工段和保持凸模尺寸的精加工段。
(2)在加工小间隙、无间隙的冷冲模具时，配合间隙小于最小的电火花加工放电间隙，用凸模作为精加工段是不能实现加工的，则可将凸模加长后，再加工或腐蚀成阶梯状，使阶梯的精加工段与凸模有均匀的尺寸差，通过加工规准对放电间隙尺寸的控制，使加工后符合凸凹模配合的技术要求
图4-3 用阶梯工具电极加工冲模
四、总结：电火花穿孔加工的方法
一、复习旧课：电火花加工机床的数控系统的功能指令和编程方法
二、引入新课：如前面所述，普通电火花加工机床为了修光侧壁和提高其尺寸精度而添加平动头，使工具电极轨迹向外可以逐步扩张，即可以平动。对数控电火花机床，由于工作台是数控的，可以实现工件加工轨迹逐步向外扩张，即摇动，故数控电火花机床不需要平动头。
三、讲课内容：
3）数控电火花加工中摇动加工的作用是：
(1)可以精确控制加工尺寸精度。(2)可以加工出复杂的形状，如螺纹。(3)可以提高工件侧面和底面的表面粗糙度。(4)可以加工出清棱、清角的侧壁和底边。
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(5)变全面加工为局部加工，有利于排屑和加工稳定。
(6)对电极尺寸精度要求不高。
摇动的轨迹除了可以像平动头的小圆形轨迹外，数控摇动的轨迹还有方形、菱形、叉形和十字形，且摇动的半径可为9.9 mm以内任一数值。4）摇动加工的编程代码各公司均自己规定。以汉川机床厂和日本沙迪克公司为例，摇动加工的指令代码如下(参见书表2-3)：
5）数控摇动的伺服方式共有以下三种(如图2-14所示)：(1)自由摇动。选定某一轴向(例如Z轴)作为伺服进给轴，其他两轴进行摇动运动(如图2-14(a)所示),沿各轴方向可能出现不规则的进进退退。(2)步进摇动。在某选定的轴向作步进伺服进给，每进一步的步距为2 μm，其他两轴作摇动运动(如图2-14(b)所示)。例如： 步进摇动限制了主轴的进给动作，使摇动动作的循环成为优先动作。步进摇动用在深孔排屑比较困难的加工中。它较自由摇动的加工速度稍慢，但更稳定，没有频繁的进给、回退现象。
(3)锁定摇动。在选定的轴向停止进给运动并锁定轴向位置，其他两轴进行摇动运动。在摇动中，摇动半径幅度逐步扩大，主要用于精密修扩内孔或内腔(如图2-14(c)所示)。例如： 锁定摇动能迅速除去粗加工留下的侧面波纹，是达到尺寸精度最快的加工方法。它主要用于通孔、盲孔或有底面的型腔模加工中。如果锁定后作圆轨迹摇动，则还能在孔内滚花、加工出内花纹等。
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图2-14 数控摇动的伺服方式
6.电火花机床常见功能
四、总结
1、电火花加工机床的数控系统的摇动功能
2、电火花机床常见功能
课题：第三章 电火花线切割加工
3.1电火花线切割加工原理、特点及应用范围
3.2电火花线切割加工设备 课时：2 授课：尹有根
教学目标：1电火花线切割加工原理、特点及应用范围
2电火花线切割加工设备
教学重点：1.电火花线切割加工原理、特点及应用范围
电火花机床的常见功能如下：(1)回原点操作功能。
(2)置零功能。将当前点的坐标设置为零。(3)接触感知功能。让电极与工件接触，以便定位。(4)其他常见功能
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一、复习旧课：电火花加工机床的数控系统的摇动功能 和电火花机床常见功能
二、引入新课：电火花的另一类加工就是线切割加工，利用电火花放电能腐蚀原理，工具电极是电极丝，用数控系统控制运动方向和位置来实现加工，接着我们来看它。
三、讲课内容：
1、机床分类、型号
※分类 线切割加工机床可按多种方法进行分类，通常按电极丝的走丝速度分成快速走丝线切割机床(WEDM-HS)与慢速走丝线切割机床(WEDM-LS)。1)快速走丝线切割机床
快速走丝线切割机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8～10 m/s，是我国独创的电火花线切割加工模式。快速走丝线切割机床上运动的电极丝能够双向往返运行，重复使用，直至断丝为止。线电极材料常用直径为0.10～0.30 mm的钼丝(有时也用钨丝或钨钼丝)。对小圆角或窄缝切割，也可采用直径为0.6 mm的钼丝。工作液通常采用乳化液。快速走丝线切割机床结构简单、价格便宜、生产率高，但由于运行速度快，工作时机床震动较大。钼丝和导轮的损耗快，加工精度和表面粗糙度就不如慢速走丝线切割机床，其加工精度一般为0.01～0.02 mm，表面粗糙度Ra为1.25～2.5 μm。2)慢速走丝线切割机床 慢速走丝线切割机床走丝速度低于0.2 m/s。常用黄铜丝(有时也采用紫铜、钨、钼和各种合金的涂覆线)作为电极丝，铜丝直径通常为0.10～0.35 mm。电极丝仅从一个单方向通过加工间隙，不重复使用，避免了因电极丝的损耗而降低加工精度。同时由于走丝速度慢，机床及电极丝的震动小，因此加工过程平稳，加工精度高，可达0.005 mm，表面粗糙度Ra≤0.32 μm。
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慢速走丝线切割机床的工作液一般采用去离子水、煤油等，生产率较高。
慢走丝机床主要由日本、瑞士等国生产，目前国内有少数企业引进国外先进技术与外企合作生产慢走丝机床。
※型号 国标规定的数控电火花线切割机床的型号，如DK7725的基本含义为：D为机床的类别代号，表示是电加工机床；K为机床的特性代号，表示是数控机床；第一个7为组代号，表示是电火花加工机床，第二个7为系代号(快走丝线切割机床为7，慢走丝线切割机床为6，电火花成型机床为1)；25为基本参数代号，表示工作台横向行程为250 mm。
2、快走丝线切割机床简介 主要由机床本体、脉冲电源、数控系统和工作液循环系统组成
1）机床本体
机床本体主要由床身、工作台、运丝机构和丝架等组成，具体介绍如下：
（1）床身
床身是支承和固定工作台、运丝机构等的基体。因此，要求床身应有一定的刚度和强度，一般采用箱体式结构。床身里面安装有机床电气系统、脉冲电源、工作液循环系统等元器件。
（2）工作台
目前在电火花线切割机床上采用的坐标工作台，大多为X、Y方向线性运动。
（3）运丝机构
在快走丝线切割加工时，电极丝需要不断地往复运动，这个运动是由运丝机构来完成的。最常见的运丝机构是单滚筒式，电极丝绕在储丝筒上，并由丝筒作周期性的正反旋转使电极丝高速往返运动。储丝筒轴向往复运动的换向及行程长短由无触点接近开关及其撞杆控制(如图2-15中的5、4)，调整撞杆的位置即可调节行程的长短。
这种形式的运丝机构的优点是结构简单、维护方便，因而应用广泛。其缺点是绕
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丝长度小，电动机正反转动频繁，电极丝张力不可调。
图2-15 快走丝线切割机床结构图
（4）丝架 运丝机构除上面所叙述的内容外，还包括丝架。丝架的主要作用是在电极丝快速移动时，对电极丝起支撑作用，并使电极丝工作部分与工作台平面保持垂直，有些机床可实现锥度加工。2）脉冲电源 电火花线切割加工的脉冲电源与电火花成型加工作用的脉冲电源在原理上相同，不过受加工表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制，线切割加工脉冲电源的脉宽较窄(2～60 μs)，单个脉冲能量、平均电流(1～5 A)一般较小，所以线切割总是采用正极性加工。3）数控系统
数控系统在电火花线切割加工中起着重要作用，具体体现在两方面：(1)轨迹控制作用。(2)加工控制。
目前绝大部分机床采用数字程序控制，并且普遍采用绘图式编程技术，操作者首先在计算机屏幕上画出要加工的零件图形，线切割专用软件。4）工作液循环系统 主要包括工作液箱、工作液泵、流量控制阀、进液管、回液管和过滤网罩等。
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四、总结
1、电火花线切割机床分类、型号
2、快走丝线切割机床
2.3 电火花线切割加工机床简介之
2.3.3 慢走丝线切割机床 2.3.4 线切割机床常见的功能
一、复习旧课：电火花线切割机床分类、型号和快走丝线切割机床
二、引入新课：讲完快走丝线切割机床我们来看看高精度的高成本慢走丝线切割机床及线切割机床常见的功能。
三、讲课内容：
3、慢走丝线切割机床简介 同快走丝线切割机床一样，慢走丝线切割机床也是由机床本体、脉冲电源、数控系统等部分组成的。但慢走丝线切割机床的性能大大优于快走丝线切割机床，其结构具有以下特点： 1）主体结构
（1）机头结构 机床和锥度切割装置(U，V轴部分)实现了一体化，并采用了桁架铸造结构，从而大幅度地强化了刚度。（2）主要部件 精密陶瓷材料大量用于工作臂、工作台固定板、工件固定架、导丝装置等主要部件，实现了高刚度和不易变形的结构。（3）工作液循环系统
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慢走丝线切割机床大多数采用去离子水作为工作液，在较精密加工时，慢走丝线切割机床采用绝缘性能较好的煤油作为工作液。2）走丝系统
慢走丝线切割机床的电极丝在加工中是单方向运动。在走丝过程中，电极丝由储丝筒出丝，由电极丝输送轮收丝。慢走丝系统一般由以下几部分组成：储丝筒、导丝机构、导向器、张紧轮、压紧轮、圆柱滚轮、断丝检测器、电极丝输送轮、其他辅助件(如毛毡、毛刷)等。
4、线切割机床常见的功能 下面简单介绍线切割机床较常见的功能。
(1)模拟加工功能。模拟显示加工时电极丝的运动轨迹及其坐标。
(2)短路回退功能。加工过程中若进给速度太快而电腐蚀速度慢，在加工时出现短路现象，控制器会改变加工条件并沿原来的轨迹快速后退，消除短路，防止断丝。
(3)回原点功能。遇到断丝或其他一些情况，需要回到起割点，可用此操作。(4)单段加工功能。加工完当前段程序后自动暂停，并有相关提示信息，如：单段停止!按OFF键停止加工，按RST键继续加工。此功能主要用于检查程序每一段的执行情况。
(5)暂停功能。暂时中止当前的功能。
(6)MDI功能。手动数据输入方式输入程序功能。
(7)进给控制功能。能根据加工间隙的平均电压或放电状态的变化，通过取样、变频电路，不断定期地向计算机发出中断申请，自动调整伺服进给速度，保持平均放电间隙，使加工稳定，提高切割速度和加工精度。
(8)间隙补偿功能。线切割加工数控系统所控制的是电极丝中心移动的轨迹。因此，加工零件时有补偿量，其大小为单边放电间隙与电极丝半径之和。(9)自动找中心功能。电极丝能够自动找正后停在孔中心处。
(10)信息显示功能。可动态显示程序号、计数长度、电规准参数、切割轨迹图形
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等参数。
(11)断丝保护功能。在断丝时，控制机器停在断丝坐标位置上，等待处理，同时高频停止输出脉冲，丝筒停止运转。
(12)停电记忆功能。可保存全部内存加工程序，当前没有加工完的程序可保持24小时以内，随时可停机。
(13)断电保护功能。在加工时如果突然发生断电，系统会自动将当时的加工状态记下来。
(14)分时控制功能。可以一边进行切割加工，一边编写另外的程序。(15)倒切加工功能
(16)平移功能。主要用在切割完当前图形后，在另一个位置加工同样图形等场合。这种功能可以省掉重新画图的时间。
(17)跳步功能。可以简化加工的操作过程。图中，实线为零件形状，虚线为电极丝路径。
(18)任意角度旋转功能。可以大大简化某些轴对称零件的程编工艺，如齿轮只需先画一个齿形，然后让它旋转几次，就可圆满完成。(19)代码转换功能。能将ISO代码转换为3B代码等。
(20)上下异性功能。可加工出上下表面形状不一致的零件，如上面为圆形，下面为方形等。
四、总结
1、慢走丝线切割机床
2、线切割机床常见的功能
五、作业
4、线切割机床有哪些常用的功能？
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3.1 电火花加工的常用术语
一、复习旧课:电火花线切割机床的简介
二、引入新课:要很好的掌握电火花加工，先要知道电火花加工有哪些常用术语。接下来就来看电火花加工的常用术语。
三、讲课内容
1、工具电极 电火花加工用的工具是电火花放电时的电极之一，故称为工具电极，有时简称电极。由于电极的材料常常是铜，因此又称为铜公(如图3-1所示)。
图3-1 电火花加工示意图
2、放电间隙 放电间隙是放电时工具电极和工件间的距离，它的大小一般在0.01～0.5 mm之间，粗加工时间隙较大，精加工时则较小。
3、脉冲宽度ti(μs)脉冲宽度简称脉宽(也常用ON、TON等符号表示)，是加到电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间(如图3-2所示)。
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图3-2 脉冲参数与脉冲电压、电流波形
4、脉冲间隔to(μs))脉冲间隔简称脉间或间隔(也常用OFF、TOFF表示)，它是两个电压脉冲之间的间隔时间(如图3-2所示)。
5、放电时间(电流脉宽)te(μs)放电时间是工作液介质击穿后放电间隙中流过放电电流的时间，即电流脉宽，它比电压脉宽稍小，二者相差一个击穿延时td。
6、击穿延时td(μs)从间隙两端加上脉冲电压后，一般均要经过一小段延续时间td，工作液介质才能被击穿放电，这一小段时间td称为击穿延时(见图3-2)。
7、脉冲周期tP(μs)一个电压脉冲开始到下一个电压脉冲开始之间的时间称为脉冲周期，显然tP=ti+to(见图3-2)。
8、脉冲频率fP(Hz)脉冲频率是指单位时间内电源发出的脉冲个数。显然，它与脉冲周期tP互为倒数，即
9、有效脉冲频率fe(HZ)
fp1tp 35 江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
有效脉冲频率是单位时间内在放电间隙上发生有效放电的次数，又称工作脉冲频率。
10、脉冲利用率λ 脉冲利用率λ是有效脉冲频率fe与脉冲频率fp之比，又称频率比，即
fe
11、脉宽系数τfp
脉宽系数是脉冲宽度ti与脉冲周期tp之比，其计算公式为
12、占空比ψ
tititptito 占空比是脉冲宽度ti与脉冲间隔to之比，ψ=ti/to。
13、开路电压或峰值电压(V)开路电压是间隙开路和间隙击穿之前td时间内电极间的最高电压(见图3-2)。
14、火花维持电压 火花维持电压是每次火花击穿后，在放电间隙上火花放电时的维持电压，一般在25 V左右，但它实际是一个高频振荡的电压(见图3-2)。
15、加工电压或间隙平均电压U(V)加工电压或间隙平均电压是指加工时电压表上指示的放电间隙两端的平均电压。
16、加工电流I(A)
加工电流是加工时电流表上指示的流过放电间隙的平均电流。
17、短路电流Is(A)短路电流是放电间隙短路时电流表上指示的平均电流。
18、峰值电流(A)峰值电流是间隙火花放电时脉冲电流的最大值(瞬时)，在日本、英国、美国常用Ip表示(见图3-2)。
19、短路峰值电流(A)
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ˆs 短路峰值电流是间隙短路时脉冲电流的最大值，它比峰值电流要大20％～Isi40％，与短路电流Is相差一个脉宽系数的倍数。
四、总结
特别是脉宽、脉间、峰值电压、电流等。
3.2 影响材料放电腐蚀的因素
一、复习旧课：电火花加工的常用术语有哪些、各自的定义
二、引入新课：讲完专业的术语对电火花的加工有所了解，接着便深入一些讲重点。极性效应和覆盖效应，电加工过程中两极间的腐蚀量是不同的。这跟电极采用不同的接法、放电间隙、脉宽、电流都有关。覆盖效应是在电极间形成碳素层覆盖可以保护电极的腐蚀。
1、极性效应对电蚀量的影响
在生产中，将工件接脉冲电源正极(工具电极接脉冲电源负极)的加工称为正极性加工(如图3-3所示)，反之称为负极性加工(如图3-4所示)。
图3-3 “正极性”接线法图 图3-4 “负极性”接线法图
在实际加工中，极性效应受到电极及电极材料、加工介质、电源种类、单个脉冲能量等多种因素的影响，其中主要原因是脉冲宽度。
在电场的作用下，放电通道中的电子奔向正极，正离子奔向负极。在窄脉宽度加工时，由于电子惯性小，运动灵活，大量的电子奔向正极，并轰击正极表面，使正极表面迅速熔化和气化；而正离子惯性大，运动缓慢，只有一小部分能够到
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达负极表面，而大量的正离子不能到达，因此电子的轰击作用大于正离子的轰击作用，正极的电蚀量大于负极的电蚀量，这时应采用正极性加工。
在宽脉冲宽度加工时，因为质量和惯性都大的正离子将有足够的时间到达负极表面，由于正离子的质量大，它对负极表面的轰击破坏作用要比电子强，同时到达负极的正离子又会牵制电子的运动，故负极的电蚀量将大于正极，这时应采用负极性加工。在实际加工中，要充分利用极性效应，正确选择极性，最大限度地提高工件的蚀除量，降低工具电极的损耗。
2、覆盖效应对电蚀量的影响 在材料放电腐蚀过程中，一个电极的电蚀产物转移到另一个电极表面上，形成一定厚度的覆盖层，这种现象叫做覆盖效应。合理利用覆盖效应，有利于降低电极损耗。在油类介质中加工时，覆盖层主要是石墨化的碳素层，其次是粘附在电极表面的金属微粒粘结层。
※碳素层的生成条件主要有以下几点：(1)要有足够高的温度。
(2)要有足够多的电蚀产物，尤其是介质的热解产物──碳粒子。(3)要有足够的时间，以便在这一表面上形成一定厚度的碳素层。(4)一般采用负极性加工，因为碳素层易在阳极表面生成。(5)必须在油类介质中加工。※影响覆盖效应的主要因素有如下：(1)脉冲参数与波形的影响。(2)电极对材料的影响。(3)工作液的影响。
(4)工艺条件的影响。覆盖层的形成还与间隙状态有关。
在电火花加工中，覆盖层不断形成，又不断被破坏。为了实现电极低损耗，达到
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提高加工精度的目的，最好使覆盖层形成与破坏的程度达到动态平衡。
3、电参数对电蚀量的影响 单个脉冲能量与平均放电电压、平均放电电流和脉冲宽度成正比。由上可见，要提高电蚀量，应增加平均放电电流、脉冲宽度及提高脉冲频率。但在实际生产中，这些因素往往是相互制约的。
4、金属材料对电蚀量的影响 当脉冲放电能量相同时，金属工件的熔点、沸点、比热容、熔化热、气化热等愈高，电蚀量将愈少，愈难加工。
5、工作液对电蚀量的影响 电火花加工一般在液体介质中进行。液体介质通常叫做工作液，※工作液作用主要是：
(1)压缩放电通道，并限制其扩展，使放电能量高度集中在极小的区域内，既加强了蚀除的效果，又提高了放电仿型的精确性。
(2)加速电极间隙的冷却和消电离过程，有助于防止出现破坏性电弧放电。(3)加速电蚀产物的排除。
(4)加剧放电的流体动力过程，有助于金属的抛出。
四、总结
1、极性效应
2、覆盖效应
3、其他因素的影响
五、作业
1．什么是极性效应？在电火花加工中如何充分利用极性效应？ 2．什么是覆盖效应？
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3.3 电火花加工工艺规律 3.3.1 影响加工速度的主要因素
一、复习旧课：极性效应、覆盖效应、其他因素对电火花腐蚀的影响
二、引入新课：讲述加工工艺规律的重要性，加工速度、加工精度、表面粗糙度之间的矛盾。
三、讲课内容：
１、加工速度定义：电火花成形加工的加工速度，是指在一定电规准下，单位时间内工件被蚀除的体积V或质量m。一般常用体积加工速度Vw=V/T(单位为mm3/min)来表示，有时为了测量方便，也用质量加工速度Vm=m/t(单位为g/min)表示。２、电规准的影响 1)． 脉冲宽度对加工速度的影响
单个脉冲能量的大小是影响加工速度的重要因素。对于矩形波脉冲电源，当峰值电流一定时，脉冲能量与脉冲宽度成正比。
图3-5 脉冲宽度与加工速度的关系曲线
2）．脉冲间隔对加工速度的影响
在脉冲宽度一定的条件下，若脉冲间隔减小，则加工速度提高(如图3-6)。若脉冲间隔过小，会因放电间隙来不及消电离引起加工稳定性变差，导致加工速度降低。
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图3-6 脉冲间隔与加工速度的关系曲线
3）．峰值电流的影响
当脉冲宽度和脉冲间隔一定时，随着峰值电流的增加，加工速度也增加(如图3-7)。
图3-7 峰值电流与加工速度的关系曲线
３、非电参数的影响 １）．加工面积的影响 图3-8是加工面积和加工速度的关系曲线。由图可知，加工面积较大时，它对加工速度没有多大影响。但若加工面积小到某一临界面积时，加工速度会显著降低，这种现象叫做“面积效应
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图3-8 加工面积与加工速度的关系曲线
2）．排屑条件的影响
在电火花加工过程中会不断产生气体、金属屑末和碳黑等，如不及时排除，则加工很难稳定地进行。加工稳定性不好，会使脉冲利用率降低，加工速度降低。为便于排屑，一般都采用冲油(或抽油)和电极抬起的办法。电极抬起有自适应“抬刀”和定时“抬刀”两种。3）．电极材料和加工极性的影响
在电参数选定的条件下，采用不同的电极材料与加工极性，加工速度也大不相同。采用石墨电极，在同样加工电流时，正极性比负极性加工速度高。
在加工中选择极性，不能只考虑加工速度，还必须考虑电极损耗。如用石墨做电极时，正极性加工比负极性加工速度高，但在粗加工中，电极损耗会很大。故在不计电极损耗的通孔加工、取折断工具等情况，用正极性加工；而在用石墨电极加工型腔的过程中，常采用负极性加工。
中等脉冲宽度、负极性加工时，石墨电极的加工速度高于铜电极的加工速度。在脉冲宽度较窄或很宽时，铜电极加工速度高于石墨电极。此外，采用石墨电极加工的最大加工速度，比用铜电极加工的最大加工速度的脉冲宽度要窄。4)．工件材料的影响
在同样加工条件下，选用不同工件材料，加工速度也不同。这主要取决于工件材料的物理性能(熔点、沸点、比热、导热系数、熔化热和汽化热等)。一般说来，工件材料的熔点、沸点越高，比热、熔化潜热和气化潜热越大，加工速度越低，即越难加工。5)．工作液的影响
在电火花加工中，工作液的种类、粘度、清洁度对加工速度有影响。就工作液的种类来说，大致顺序是：高压水>(煤油＋机油)>煤油>酒精水溶液。在电火花成形加工中，应用最多的工作液是煤油。
四、总结：
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１、电参数脉宽、脉间、峰值电流对加工速度的影响。２、非电参数对加工速度的影响。
3.3 电火花加工工艺规律 3.3.2 影响电极损耗的主要因素
一、复习旧课：电参数脉宽、脉间、峰值电流对加工速度的影响。非电参数对加工速度的影响。
二、引入新课：电极损耗是电火花成型加工中的重要工艺指标
三、讲课内容： １、电极损耗的定义
在生产中，常用相对损耗或损耗比作为衡量工具电极耐损耗的指标，即 电火花加工中，电极的相对损耗小于1%，称为低损耗电火花加工。２、电参数对电极损耗的影响 1)脉冲宽度的影响
在峰值电流一定的情况下，随着脉冲宽度的减小，电极损耗增大。脉冲宽度越窄，电极损耗θ上升的趋势越明显(如图3-９所示)。
图3-９ 脉冲宽度与电极相对损耗的关系
2)峰值电流的影响
用紫铜电极加工钢时，随着峰值电流的增加，电极损耗也增加。要降低电极损耗，应减小峰值电流。
由上可见，脉冲宽度和峰值电流对电极损耗的影响效果是综合性的。只有脉冲宽度和峰值电流保持一定关系，才能实现低损耗加工。
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3)脉冲间隔的影响 在脉冲宽度不变时，随着脉冲间隔的增加，电极损耗增大。
4)加工极性的影响
在其他加工条件相同的情况下，加工极性不同对电极损耗影响很大,一般情况下，采用石墨电极和铜电极加工钢时，粗加工用负极性，精加工用正极性。但在钢电极加工钢时，无论粗加工或精加工都要用负极性，否则电极损耗将大大增加。３、非电参数对电极损耗的影响 1)加工面积的影响
在脉冲宽度和峰值电流一定的条件下，加工面积对电极损耗影响不大，当电极相对损耗小于l%，并随着加工面积的继续增大，电极损耗减小的趋势越来越慢。当加工面积过小时，则随着加工面积的减小而电极损耗急剧增加。2)冲油或抽油的影响
冲油或抽油压力过大会加大电极的损耗。因为强迫冲油或抽油会使加工间隙的排屑和消电离速度加快，这样减弱了电极上的“覆盖效应”。
冲、抽油方式对电极损耗无明显影响，但对电极端面损耗的均匀性有较大区别。冲油时电极损耗呈凹形端面，抽油时则形成凸形端面。3)电极的形状和尺寸的影响
在电极材料、电参数和其他工艺条件完全相同的情况下，电极的形状和尺寸对电极损耗影响也很大,如图3-１0(a)所示的型腔，用整体电极加工较困难。在实际中首先加工主型腔(如图3-１0(b)所示)，再用小电极加工副型腔(如图3-１0(c)所示)。
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图3-10 分解电极图
4)工具电极材料的影响 工具电极损耗与其材料有关，损耗的大致顺序如下：银钨合金 < 铜钨合金 < 石墨(粗规准)< 紫铜 < 钢 < 铸铁 < 黄铜 < 铝。
四、总结
影响电极损耗的主要因素
4.1 电火花加工方法
2、成型加工方法
一、复习旧课：电火花穿孔加工的方法
二、引入新课：电火花成型加工和穿孔加工相比有哪些不同？
三、讲课内容：
※电火花成型加工和穿孔加工相比有下列特点：
(1)电火花成型加工为盲孔加工，工作液循环困难，电蚀产物排除条件差。(2)型腔多由球面、锥面、曲面组成，结构复杂。(3)材料去除量大，表面粗糙度要求严格。
(4)加工面积变化大，要求电规准的调节范围相应也大。※根据电火花成型加工的特点，在实际中通常采用如下方法： 1）.单工具电极直接成型法
单工具电极直接成型法是指采用同一个工具电极完成模具型腔的粗、中及精加工。
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图4-4 单工具电极直接成型法
2）.多电极更换法
多电极更换法是指根据一个型腔在粗、中、精加工中放电间隙各不相同的特点，采用几个不同尺寸的工具电极完成一个型腔的粗、中、精加工。
图4-5 多电极更换法
多电极更换加工法的优点:是仿型精度高，尤其适用于尖角、窄缝多的型腔模加工。它的缺点是需要制造多个电极、电极的依次更换需要有一定的重复定位精度。3）．分解电极加工法
分解电极加工法是根据型腔的几何形状，把电极分解成主型腔电极和副型腔电极，分别制造。先用主型腔电极加工出主型腔，后用副型腔电极加工尖角、窄缝等部位的副型腔。
4）．手动侧壁修光法简介
这种方法主要应用于没有平动头的非数控电火花加工机床。
四、总结
电火花成型加工主要方法
4.2 电火花加工准备工作
1、电极准备
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一、复习旧课：电火花成型加工主要方法
二、引入新课：电火花加工的加工辅助时间是比较多的。讲完加工的方法，让我们来看加工前的准备工作有哪些
三、讲课内容：
1、电极材料选择
不同的材料做电极对于电火花加工速度、加工质量、电极损耗、加工稳定性有重要的影响。目前常用的电极材料有紫铜(纯铜)、黄铜、钢、石墨、铸铁、银钨合金、铜钨合金等。
表4-1 电火花加工常用电极材料的性能
2、电极设计
在设计中，首先是详细分析产品图纸，确定电火花加工位置；第二是根据现有设备、材料、拟采用的加工工艺等具体情况确定电极的结构形式；第三是根据不同的电极损耗、放电间隙等工艺要求对照型腔尺寸进行缩放，同时要考虑工具电极各部位投入放电加工的先后顺序不同，工具电极上各点的总加工时间和损耗不同，同一电极上端角、边和面上的损耗值不同等因素来适当补偿电极。※电极的结构形式
(1)整体电极。整体式电极由一整块材料制成，若电极尺寸较大，则在内部
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设置减轻孔及多个冲油孔
(2)组合电极。组合电极是将若干个小电极组装在电极固定板上，可一次性同时完成多个成型表面电火花加工的电极。
(3)镶拼式电极。镶拼式电极是将形状复杂而制造困难的电极分成几块来加工，然后再镶拼成整体的电极。※电极的尺寸 电极的尺寸包括垂直尺寸和水平尺寸，它们的公差是型腔相应部分公差的1/2～2/3。
电极的水平尺寸可用下式确定：
a=A±Kb 式中：a——电极水平方向的尺寸；
A——型腔的水平方向的尺寸； K——与型腔尺寸标注法有关的系数； b——电极单边缩放量，电极平行于机床主轴线方向上的尺寸称为电极的垂直尺寸。电极的垂直尺寸取决于采用的加工方法、加工工件的结构形式、加工深度、电极材料、型孔的复杂程度、装夹形式、使用次数、电极定位校直、电极制造工艺等一系列因素。3.电极的制造
常用的电极制造方法有： 1)切削加工 2)线切割加工 3)电铸加工
四、总结：电极的准备
五、作业 四章习题3、5
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4.2 电火花加工准备工作
2、电极装夹与校正
一、复习旧课：电极的准备包括材料、电极设计结构、尺寸、电极制造
二、引入新课：电极装夹的目的是将电极安装在机床的主轴头上，电极校正的目的是使电极的轴线平行于主轴头的轴线，即保证电极与工作台台面垂直，必要时还应保证电极的横截面基准与机床的X、Y轴平行。
三、讲课内容： 1．电极的装夹
①小型的整体式电极多数采用通用夹具直接装夹在机床主轴下端，采用标准套筒、钻夹头装夹；
②对于尺寸较大的电极，常将电极通过螺纹连接直接装夹在夹具上。如图4-6所示
图4-6 ③镶拼式电极的装夹比较复杂，一般先用连接板将几块电极拼接成所需的整体，然后再用机械方法固定 2．电极的校正
(1)根据电极的侧基准面，采用千分表找正电极的垂直度。
(2)电极上无侧面基准时，将电极上端面作辅助基准找正电极的垂直度。
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图4-6
四、总结：电极的装夹与校正
4.2 电火花加工准备工作
3、电极定位
4、工件的准备
5、电蚀产物的排除
一、复习旧课:电极的装夹与校正
二、引入新课：在电火花加工中，电极与加工工件之间相对定位的准确程度直接决定加工的精度。电火花加工在整个零件的加工中属于最后一道工序或接近最后一道工序，所以在加工前宜认真准备工件。大家知道如果电火花加工中电蚀产物不能及时排除，则会对加工产生巨大的影响。电蚀产物的排除虽然是加工中出现的问题，但为了较好地排除电蚀产物，其准备工作必须在加工前做好。下面我们来看这三部分内容
三、讲课内容
