电火花加工实训手册

电火花加工 实训手册

主编：滕宏春 参编：宋海潮

南京工业职业技术学院

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目 录

第一部分 线切割加工²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²2 第1章 实训规划²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²2 1.1 实训达到目标²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²2 1.2 实训规范要求²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²2 1.3 实训作业流程²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²3 第2章 快速掌握设备操作²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²4 2.1 控制柜组成²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²4 2.2 操作步骤²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²6 第3章 NC程序编写²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²7 3.1 分析图形²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²7 3.2 3B指令格式及定义²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²7 第4章 装夹与找正技巧²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²10 4.1 工件的装夹²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²10 4.2 工件的定位²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²11 第5章 加工操作²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²12 第6章 练习题目²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²13 第二部分 电火花加工²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²16 第7章 实训规划²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²16 7.1 实训达到目标²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²16 7.2 实训规范要求²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²16 7.3 实训作业流程²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²16 第8章 快速掌握设备操作²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²17 8.1 电火花机床的操作面板介绍²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²17 8.2 电极头功能介绍²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²18 8.3 工作液槽功能介绍²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²18 8.4 加工操作步骤²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²18 第9章 NC程序编写²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²19 9.1 电火花加工参数²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²19 9.2 加工工艺参数选择²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²24 第10章 练习题目²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²27 附件1 电加工实训报告一：快走丝线切割加工； 附件2 电加工实训报告二：电火花加工。

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CTW320TA

第一部分 线切割加工

第 1 章 实训规划

1.1 实训达到目标：

1.学会操作CTW320快走丝电火花线切割机床； 2.熟练编写NC程序； 3.熟悉装夹与找正技巧； 4.能独立完成规定零件的加工。 1.2 实训规范要求：

1.实训第一周：

（1）每台设备为一组6人，每次2组，时间为2小时； （2）学会操作CTW320快走丝电火花线切割机床； （3）熟练编写NC程序； 2.实训第二周：

（1）每台设备为一组6人，每次2组，时间为4小时； （2）熟悉装夹与找正技巧； （3）穿丝、紧丝； （4）装夹工件、放电找正； （5）能独立完成规定零件的加工。 1.3 实训作业流程

第一步：认真研究给定的零件图纸，制定待加工部分的工艺方案。 第二步：进行坐标值计算，图形绘制，编写3B格式程序。 第三步：输入程序并检查。 第四步：穿丝、紧丝。 第五步：装夹工件，放电找正。

第六步：按机床操作规程进行正确操作，开始加工。 第七步：加工完毕，关闭机床。

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第八步：松丝，取出零件。 第九步：维护机床。 第十步：测量，写报告。

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第 2 章 快速掌握设备操作

2.1 控制柜组成

图2-1：控制柜外形图

（1）主机开：绿色按钮开关； （2）电源关：红色蘑菇头按钮开关；

（3）脉冲参数：加工脉冲参数的选取正确与否，直接影响着工件的加工质量和加工状态的稳定；

（4）进给调节：用于切割时调节进给速度； （5）脉停调节：用于调节加工电流的大小；

（6）变频：按下此键，变频转换电路向计算机输出脉冲信号，加工中必须将此键按下； （7）进给：按下此键，驱动机床拖板的步进电机处于工作状态。切割时必须将此键按下； （8）加工：按下此键，变频转换电路以高频取样信号作为输入信号，跟踪频率受放电间隙影响，此键不按，变频转换电路自激振荡产生变频信号。切割时必须按下此键；

（9）高频：按下此键，高频电源处于工作状态；

（10）加工电流：此键用于调节加工峰值电流，六档电流大小相等。 （11）键盘操作区

（12）手控盒：手控盒主要用于移动机床，另外还可控制开丝开水。 （13）屏幕显示区 2.2 操作步骤：

（1）电源总开关至“1”位置；

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（2）旋出电源关； （3）按下主机开；

（4）在系统提示“C：\\〉”后键入“cnc2”,回车，进入图2-2界面；

图2-2：主菜单

（5）选择“1”进入加工状态；选无锥度加工，进入图2-3界面

图2-3：无锥度加工界面

1）按下F1：手控盒上选择+X、-X、+Y、-Y，机床工作台对应+X、-X、+Y、-Y移动，屏

幕显示X、Y即时值，只有按下，工作台移动。按ESC退出；

2）按下F2：选正切，其它省缺；

3）按下F3：文件名（字母和数字组成）；如：c:\cad\\1009.nc； 4）按下F4：进入图2-4，编程；

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图2-4：编程界面

5）按下F5：图形显示，检查加工的图形与图纸是否相符； 6）按下F6：进入图2-5，间隙补偿；

图2-5：间隙补偿

注意：

使用间隙补偿时，所编制加工程序各拐角处，必须加圆弧过渡。入切段应垂直切入加工图形。

7）按下F7：加工预演；

8）按下F8：进入图2-6，开始加工；

图2-6：加工界面

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第 3 章 NC程序编写

图3-1：项目图形

3.1 分析图形 1.图形中有元素： （1）平行直线； （2）垂直直线； （3）半圆； 2.坐标值：

3.2 3B指令格式及定义 1.3B指令格式： BX BY BJ G Z 其中：

（1）B—分隔符；

（2）X、Y—坐标点相对值，取值范围0-999999μｍ（直线为终点坐标，圆弧为起点坐标）； （3）G—计数方向（GX为X方向计数，GY为Y方向计数）； 以X轴±450线为分界线，直线和圆弧以终点决定计数方向。

图3-2：±450线 直线：∣X∣>∣Y∣，取X方向计数；

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∣X∣<∣Y∣，取Y方向计数；

∣X∣=∣Y∣，在第Ⅰ、Ⅲ象限，取Y方向计数；在第Ⅱ、Ⅳ象限，取X方向计数； 圆弧：∣X∣>∣Y∣，取Y方向计数；

∣X∣<∣Y∣，取X方向计数；

∣X∣=∣Y∣，在第Ⅰ、Ⅲ象限，取Y方向计数；在第Ⅱ、Ⅳ象限，取X方向计数； （4）J—计数长度；

直线加工指令计数长度的计算：线段在计数方向坐标轴投影值； 圆弧加工指令计数长度的计算：圆弧段向计数方向坐标轴投影之和；

（5）Z—加工指令（直线为：L1、L2、L3、L4，圆弧为：SR1、SR2、SR3、SR4、NR1、NR2、NR3、NR4）；

图3-3：直线加工指令选取

直线：位于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限，加工指令为L1、L2、L3、L4； 圆弧：起点确定加工指令

顺圆时，起点位于位于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限，加工指令为SR1、SR2、SR3、SR4；起点

位于X轴时，正向取SR4，反向取SR2；起点位于Y轴时，正向取SR1，反向取SR3；

图3-4：顺圆加工指令选取

逆圆时，起点位于位于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ象限，加工指令为NR1、NR2、NR3、NR4；起

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点位于X轴时，正向取NR1，反向取NR3；起点位于Y轴时，正向取NR2，反向取NR4；

图3-5：逆圆加工指令选取

以图3-1为例，编程：

3B程序 B B B15000 GY L2 B B B20000 GX L1 B B15000 B30000 GX SR1 B B B40000 GX L3 B B1500 B30000 GX SR3 B B B20000 GX L1 B B B20000 GY L4

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第 4 章 装夹与找正技巧

4.1 工件的装夹

线切割加工属于较精密加工，工件的装夹对加工零件的定位精度有直接影响，特别在模具制造等加工中，需要认真、仔细地装夹工件。

1.利用找正块进行火花法找正

找正块是一个六方体或类似六方体，如图4-1所示。在校正电极丝垂直度时，首先目测电极丝的垂直度，若明显不垂直，则调节U、V轴，使电极丝大致垂直工作台；然后将找正块放在工作台上，在弱加工条件下，将电极丝沿X方向缓缓移向找正块。

图4-1：线切割利用找正块垂直找正

2.用校正器进行校正

校正器是一个触点与指示灯构成的光电校正装置，电极丝与触点接触时指示灯亮。它的灵敏度较高，使用方便且直观。底座用耐磨不变形的大理石或花岗岩制成。

图4-2：线切割利用校正器垂直找正

4.2 工件的定位

将工件装夹好以后，还必须配合找正法进行调整，方能使工件的定位基准面分别与机床的工作台面和工作台的进给方向x、y保持平行，以保证所切割的表面与基准面之间的相对位置精度。常用的找正方法有：

1.用百分表找正

如图4-3所示，用磁力表架将百分表固定在丝架或其它位置上，百分表的测量头与工件基面接触，往复移动工作台，按百分表指示值调整工件的位置，直至百分表指针的偏摆范围达到所要

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求的数值。找正应在相互垂直的三个方向上进行。

图4-3：用百分表找正

2.划线法找正

工件的切割图形与定位基准之间的相互位置精度要求不高时，可采用划线法找正，如图4-4所示。利用固定在丝架上的划针对准工件上划出的基准线，往复移动工作台，目测划针、基准间的偏离情况，将工件调整到正确位置。

图4-4：用划线法找正

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第 5 章 加工操作

1.开机 2.输入程序

将存有加工程序的磁盘插入软盘驱动器中，利用前面已经介绍过的F3键的功能，把所有加工程序的文件名调入计算机内。各种加工方式的输入请参考前面的介绍。

3.开始加工

根据加工工件的材质和高度，选择高频电源规准，即利用控制柜操作面板选择脉冲宽度和脉停宽度。

按下控制柜操作面板“进给”、“加工”键，选择“加工电流”大小，按下“高频”键，按F8键，将进给按钮调到进给速度比较慢的位置（进给旋钮逆时针旋转），按下控制柜操作面板的“变频”。机床步进电机开始动作，至此开始切割工件。

注意观察加工放电状态，逐步调大进给速度，使控制柜操作面板上的电压表机电流表指示比较稳定为止。

4.关机

工件切割完毕，抬起“高频”、“进给”、“变频”键，按下红色蘑菇头，将总电源拨到“0”位置，拔掉电源插头。

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第 6 章 练习题目

练习1：切割图6-1五角星图形，其边长为40。线切割加工时不考虑钼丝半径及放电间隙，穿丝点和退出点均设定在（0，0），长度尺寸计算时作圆整处理。

图6-1：五角星

练习2：切割图6-2凹模图形，单边防电间隙为0.02mm，可以得到补偿值为0.02mm，穿丝点和退出点均设定在（0，0）。

图6-2：凹模图形

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练习3：切割图6-3对称凹模图形，单边防电间隙为0.02mm，穿丝点和退出点均设定在（-48，48），（48，48）。

图6-3对称凹模图形

综合训练1：

按技术要求，完成图6-4内花键扳手零件的加工。

图6-4：内花键扳手零件图

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综合训练2：

完成图6-5零件编程，正确操作数控线切割机床，进行零件加工。该零件是外接圆半径

为20的五角星，从S点起切，加工成凸模。为方便编程，给出了各点坐标：

图6-5：五角星零件图

S(30,0) A1:（－17.073,-0.951） A2:（6.871,4.266）A3:（6.180,15.943）A4:（－1.934,7.853） A5:（－13.253,10.805）A6:（－8.066,0.558）A7:（－14.371,-9.266） A8:（－3.052,7.490）A9:（4.731,-16.531）A10:（6.180,-5.217） B1:（17.073,0.951） B2:（6.180,5.217）B3:（4.731,16.531）B4:（－3.052,7.489） B5:（－14.371,9.266） B6:（－8.066,-0.558） B7:（－13.253,-10.804） B8:（－1.934,-7.853）B9:（6.180,-15.943）B10:（6.871,-4.266） O1:（16.764,0） O2:（7.180,5.217）O3:（5.180,15.943） O4:（－2.743,8.441）O5:（－13.562,9.854） O6:（－8.875,0） O7:（－13.562,-9.854）O8:（－2.743,-8.441）O9:（5.183,-15.944） O10:（7.180,-5.217）

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CTE300ZK

第二部分 电火花加工 第 7 章 实训规划

7.1 实训达到目标：

1.学会操作CTE数控电火花成型机床； 2.练选择加工工艺参数； 3.独立完成规定零件的加工。 7.2 实训规范要求：：

1.台设备为一组6人，时间为2小时； 2.练选择加工工艺参数； 3.独立完成规定零件的加工。 7.3 实训作业流程

第一步：认真研究给定的零件图纸，制定待加工部分的工艺方案； 第二步：设计电极； 第三步：装夹电极；

第四步：装夹工件，放电找正；

第六步：按机床操作规程进行正确操作，开始加工； 第七步：加工完毕，关闭机床； 第八步：维护机床； 第九步：测量，写报告。

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第 8 章 快速掌握设备操作

8.1 电火花机床的操作面板介绍

图8-1：电火花机床的电源柜控制面板

（1）加工电压指示表

显示加工过程中电极与工件之间的电压值。 （2）加工电流指示表

显示加工过程中加工的平均电流值。 （3）Z轴设定

用于工件[Z轴]归零设定及[Z轴]工作点移动显示。 （4）放电加工脉波工作周期宽度设定

放电加工脉波工作周期愈宽，则电极消耗愈大，加工表面愈粗糙。 （5）放电加工脉波休止周期宽度设定

放电加工脉波休止周期愈宽，则加工平均电流愈低，加工速度愈慢愈不容易积碳。 （6）放电加工电流设定

一般情况下，加工面积越大，则电流值越大，加工速度越快，但加工表面愈粗糙，加工面积愈小，则电流值愈小，加工速度愈慢，加工表面愈光滑。

（7）放电加工极间电压设定

放电时电压数值愈大则间隙愈大，但可以改善放电不良的影响，间隙愈大，则电流愈小，加工速度愈慢。

（8）启动加工键

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（9）加工停止键 8.2 电极头功能介绍

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图8-2：电极头

8.3 工作液槽功能介绍

工作液槽装在工作台上。为了保证加工过程安全进行，加工时，工作液面必须比工件上表面高出50mm左右，并随着加工电流的加大要高出的更多，保证放电气体的充分冷却，尤其是在大电流加工时要杜绝放电气体内带火星飞出油面。

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图8-3：工作液槽

8.4 加工操作步骤

（1）打开电源总开关（电源控制柜后面），旋下红色“急停”按钮； （2）按“总电源 开”按键，红色“总电源指示”灯亮； （3）放电找正，调整电极位置；

（4）根据加工要求，输入合理的加工参数； （5）按下“油泵”按钮，调整油管位置和液面高度； （6）按下“加工”按钮，正式加工； （7）加工完毕，关闭机床。

防漏胶条 加工液溢出回油槽 冲油管 抽油管 出油控制闸 液面高度控制闸 进油孔 压力表：指示喷油压力 前后水平调整螺钉及锁紧螺母 左右水平调整螺钉及锁紧螺母 电极旋转角度调整螺钉 活动式电极夹头固定螺钉 电极夹头 电极夹头与机体之绝缘界面 电源进电正极 18

第 9 章 NC程序编写

9.1 电火花加工参数

加工参数对工件的加工影响很大。在同样的设备条件下，加工参数决定生产率、表面粗糙度、尺寸精度。各数控电火花成形机床的加工参数大同小异，一般有16个参数。

表9–1：加工符号与机能

加工参数符号 PL ON OFF IP V HP PP MA SV UP DN C S LN STEP L （1）极性PL 电火花加工中，将脉冲电源正极接工件者称为正极性加工；脉冲电源负端接工件者称为负极性加工。极性对电火花加工的电极损耗、生产率和加工稳定性等影响很大。

用紫钢及石墨材料作电极对钢工件加工时，粗加工由于脉冲宽度较大(一般大于50μs)采用负极性，电极损耗较小；精加工由于脉冲宽度较小(一般小于50μs)采用正极性电极损耗较小。用钢或铸铁做电极，对钢质工件加工时，均采用负极性。

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机能 极性转换（输入＋或－） 脉冲放电时间 脉冲间隙时间 主电源峰值电流值 主电源电压 辅助电源电压 电极少损耗脉冲控制 脉冲间隙时间调整 伺服基准电压 跳跃上升时间 跳跃放电时间 极间电容 伺服速度 摇动模式选择 摇动幅度 摇动速度 电火花加工时，在电场的作用下，通道中的电子奔向阳极，而正离子则奔向阴极。由于电子质量小、惯性小，在短时间内容易获得较高的运动速度，而正离子的质量大、惯性大，在短时间内不易获得较高的运动速度。因此，当所用电脉冲放电时间小于50μs时，因为电子容易加速，其动能大，对阳极的轰击较强。而正离子的起动较慢，它所获得的速度不高，对阴极的轰击较弱。所以，电子传递给阳极的能量大于正离子传递给阴极的能量。使阳极的蚀除量大于阴极的蚀除量。相反，当所用的电源脉冲放电时间大于300μs时，正离子足以获得较高的速度，它的质量又大得多，轰击阴极时的动能大，传给阴极的能量显著增加。阴极所获得的能量大于阳极，阴极的蚀除量也就大于阳极。脉冲放电时间是影响极性效应的重要因素。随着放电能量的增加，尤其是极间放电电压的增加，每个正离子传给阴极的平均动能增加。电子能量虽也增加，但由于电位分布变化引起阳极区电位降低阻止了电子奔向阳极。使阴极上受到的轰击大于阳极。脉冲能量是影响极性效应的另一个重要因素。

极性对电极损耗和其它加工性能的影响有时是不一致的。例如电极损耗大的极性其加工稳定性却很好。

（2）脉冲放电时间ON

此参数用于设定脉冲放电的时间，一般从1-1250μs（微秒）的范围内选择。脉冲放电时间对电极损耗、粗糙度工表面变质层及斜度等均有影响。此外，它对加工稳定性，决定加工极性以及是否容易烧弧也有影响。

其它条件不变时，增大放电脉宽，可使电极损耗减小，表面粗糙度变大，间隙增大，生产率提高、表面变质层增厚，斜度变大。一般脉宽较大时加工稳定性会好些。

（3）脉冲间歇时间OFF

在放电脉冲间歇中，电极与工件之间被击穿的工作介质液，恢复绝缘，电蚀产物排出，所以参数OFF主要决定加工稳定性，避免电弧的产生。它对生产率有明显的影响，对电极损耗也有一定影响。一般加大脉冲间隙时间加工稳定性提高，但电极表面温度降低，电蚀产物对电极的覆盖效应减小，电极损耗会有所增加。加工形状复杂的盲孔时，排屑不好，可增大脉冲间歇时间。

（4）主电源蜂值电流值IP

IP对生产率、表面粗糙度、放电间隙、电极损耗、表面变质层均有明显作用。对加工稳定性的影响也较大。

一般提高峰值电流将使生产率提高、加工表面粗糙度变大，间隙增大、电极损耗上升，表面变质层加深，能改善加工稳定性。

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提高蜂值电流虽然能提高生产率，但有个限度，超过这个限度，加工稳定性会破坏，电极和工件会产生拉弧烧伤。对于一般电火花成形机床选IP＝2～4A，对于现代数控电火花成形机床选IP＜10A。

主电源峰值电流值IP、脉冲放电时间0N、脉冲间歇时间OFF，是电脉冲设定的三个重要参数，对加工指标的影响较大，它们之间的关系及选用的数值要根据工件要求，通过实践摸索。

国产电火花加工机床推荐值为： IP＝(0.04-0.07)³放电脉宽微秒值 宽脉冲0N：OFF＝10:1-2:1 窄脉冲ON：OFF＝1:5-1:10 （5）主电源电压V

V是供给主电源电路的电压。在其它条件不变的情况下，改变主电源电压V可得到不同的加工速度和电极损耗。有的电火花机床制造厂推荐下述经验数据：粗加工采用30-70V，中加工采用70-90V，精加工采用90-150V。

（6）辅助电源电压HP

除IP、V的主电源以外，另有电流控制电路与高压电路配合的辅助电源，根据工件与电极情况控制脉冲。

表9–2：辅助电压与加工性能的关系

加工性能 控制电路 低压 中压 高压辅助 窄 一般 宽 慢 一般 快 差 一般 好 放电间隙 加工速度 排屑 无载电压变化时，放电间隙就变化。电压高能较远的距离放电，放电间隙量大；电压低只能近距离放电，放电间隙小。放电间隙大，加工速度就较快，排屑也较好。

（7）电极少无损耗脉冲控制参数PP

该参数利用电极少无损耗条件来提高铜电极对钢工件的加工性能。减少电极损耗，稳定放电间隙、抑制电极表面皱纹、塌角以及由于热影响引起的翘曲，并且使电加工开始接触时的放电状态变得良好，进行稳定放电。

电极少无损耗脉冲控制参数一般在长脉冲条件下使用，IP大时作用显著。

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（8）脉冲间歇时间调整参数MA

MA的作用是把由脉冲间歇时间OFF决定的间歇幅度设定得扩大几倍。在加工状态有短路或放电弧倾向时，MA起作用使脉冲间歇时间加长，以使加工正常进行，见图9-1：。

实际放电脉冲休止时间＝OFF³MA

MA值设定得大，加工速度有减慢的倾向。

图9-1：脉冲间歇时间调整参数MA作用示意图

（9）伺服基准电压SV

伺服动作控制是按极间电压变化来进行的。当极间电压V0较SV设定的基准电压高时，进行加工；极间电压较基准电压低时(有时也有短路)工具电极回退,间隙加大。图9-2是伺服控制的示意图。

图9-2：伺服控制的示意图

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当SV值增大时、电压波形的无载电压部分(等待时间)的长度就发生变化。图9-3是其示意图。等待时间的长度是随极间距离而变化的。极间距离近，等待时间短；极间距离远．等待时间长。

SV值增大，极间距离增大，一个放电循环的长度加大，加工速度就减慢。

图9-3：伺服基准电压SV值影响的示意图

（10）跳跃上升时间UP

在电火花成形加工过程中，为了排除电蚀废屑，工具电极要进行往复跳跃运动(抬刀)。这样加工的稳定得到保证。设定跳跃上升时间的参数是UP。

UP值增大，排屑状况改善，加工稳定，生产效率降低。 （11）跳跃放电时间DN

设定工具电极跳跃下降放电时间的参数是DN。参数要设定得使放电状态稳定。

DN值过大时，放电重复次数多，电蚀切屑量多，排屑状况恶化，二次放电和电弧放电的危险性就增大。

图9-4是UP、DN的动作与电压、电流波形。在一个循环中，DN值小，放电脉冲数少，切屑少，二次放电和电弧放电不容易发生，但加工速度馒。在加工稳定状态，UP小，DN大，加工速度提高。一般DN＝UP＋2。

（12）极间电容的设定参数C

极间电容C值与放电频率有关。增大C高，其效果是加工速度提高，电极损耗增加，电蚀量增大，粗糙度变粗。

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图9-4：跳跃时间和电压与电流波形

（13）伺服速度S

设定伺服速度S，S值大送进速度低，生产效率低，在伺服动作调节时，要防止产生振动。S值有0-9档，一般取2-5档。

9.2 加工工艺参数选择 1.电极的准备 （1）电极材料的选择

根据电火花加工特点，电极材料一般有如下要求：

①必须是导电材料，具有良好的电火花加工性能。电极损耗要小，加工速度要高，无论是在粗加工大电流、还是精加工小电流是均能稳定加工。

②机械加工性能好，易于加工制造成形。 ③来源丰富、价格便宜。

目前根据不同的加工要求，常用的电极材料是：紫铜（Cu）、石墨（Gr）、黄铜（Ba）、银钨合金（AgW）和铜钨合金（CuW）等。

（2）电极的设计 ①电极结构形式的确定。

电极的结构形式有整体式、镶拼式和组合式三种类型，在应用中，应根据模具类型、型孔尺

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寸大小、电极装夹形式和经济效果选定。

②电极尺寸的确定。计算电极尺寸是应考虑到放电间隙和电极缩放量。 第一，水平尺寸的确定：与主轴进给方向垂直的电极尺寸称为水平尺寸。 型腔模的电极水平尺寸计算用式（9-1）确定：

a = A + K （9-1）

式中，a为电极水平方向的尺寸，mm；A为型腔图纸的名义尺寸，mm；为电极的单面缩放量，mm；K为与型腔尺寸注法有关的系数。“+”号按下述原则确定：型腔凸出部分，其相对应的电极凹入部分的尺寸应放大，用“+”号；反之，凹入部分，电极凸出部分的尺寸应缩小，用“－”号。K值选取原则如下：当图中尺寸线均注在边界上时，K=2；一端以中心线或非边界线为基准时，K=1；各中心线之间的位置尺寸以及角度数值，电极上相对应的尺寸不缩不放，K=0。

冲模的电极水平尺寸计算与型腔模水平尺寸的计算方法相同，只是将公式（9-1）中的改为单面放电间隙S。

第二，垂直方向尺寸的确定：与主轴进给方向平行的电极尺寸称为垂直尺寸。 型腔模用式（9-2）确定：

b = B + ⊿’ (9-2)

式中，b为电极垂直方向的有效加工尺寸，mm；B为型腔深度方向的尺寸，mm；⊿’为放电间隙与电极损耗要求电极端面的修正量之和，mm。

第三，电极高度的确定。 型腔模用式（9-3）确定：

H = b + L1 + L2 （9-3）

式中，H为除装夹部分以外的电极总高度，mm；L1为当需加工的型腔位于另一型腔中时，电极需要增加的高度，mm；L2为在加工结束时，电极夹具或固定板不与模块发生碰撞的高度，mm。

冲模用式（9-4）确定：

L = KH + H1 + H2 （9-4）

式中，L为所需电极的长度；H为凹模有效加工厚度；H1为一些模板后部挖空时，电极所需加长的部分；H2为一些较小电极端部不宜制作螺孔，而必须用夹具夹持电极尾部时，需要增加的夹持长度；K为与电极材料、加工方式、型孔复杂程度等因素有关的系数，经验数据如下：石墨（1.7~2）、紫铜（2~2.5）、黄铜（3~3.5）。若电极多次使用，则每多用一次，电极长度一般

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需增加（0.4~0.8）H。

（3）排气孔和冲/抽油孔的设计

一般情况下，冲/抽油孔要设计在难于排屑的位置，如拐角、窄缝等处。排气孔要设计在蚀除面积较大的位置和电极端部有凹入的位置。冲/抽油孔和排气孔的直径，应不大于缩放量的2倍，一般设计为ø1~2mm。

（4）电极的制造

制造电极的方法有多种，主要是根据所选用的材料种类、模具种类、模具的精度和数量来确定的。

2.工件的准备

工件的准备主要考虑工件的预加工和热处理工序的安排。 （1）工件的预加工

预加工要注意余量适合，一般情况下，余量单边留0.3～1.5mm，尽量做到余量均匀，否则会影响型腔表面粗糙度和电极不均匀的损耗，破坏型腔的仿形精度。余量的大小，应以能补偿电火花加工的定位找正误差及机械加工误差为宜。

（2）工件的热处理

工件在预加工后（预孔、螺孔、销孔均加工出来），即可转入热处理进行淬火，这样可以避免热处理变形对型腔加工后的影响。

在生产中，可根据型腔模具的要求、工件材料热处理变形情况等具体条件，恰当地安排热处理的工序。

（3）其他工序

工件热处理后，应首先检查有无裂纹现象，若有应停止继续加工，以避免不合格品的发生和减少不必要的浪费；为防止变形，须再磨光两平面；为定位校正，还要磨基准面或划出基准线，或在工件表面划出型腔的轮廓线和中心线，以利于电极和工件的校正定位。

另外工件在电火花加工前还必须除锈去磁，否则在加工中工件吸附铁屑，很容易引起拉弧烧伤。

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第 10 章 练习题目

练习题1：

用一个电极的精加工如图10-1所示单个零件。加工条件如下： （1）电极/工件材料：Cu/45钢 （2）加工表面粗糙度：Rmax6μm

（3）电极减寸量(即减小量)：0.3mm/单侧 （4）加工深度：5.0±0.01 （5）加工位置：工件中心

图10-1：加工零件图

练习题2：

用两个电极粗、精加工如图10-2所示工件，加工条件如下： （1）电极/工件材料：Cu/45钢 （2）加工表面粗糙度：Rmax7μm

（3）粗加工电极减寸量(即减小量)：0.3mm/单侧；精加工电极减寸量：0.1mm/单侧 （4）加工深度：5.0±0.01 （5）加工位置：工件中心

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图10-2：加工零件图

综合训练1：

图10-3(a)所示注射模镶块，材料为40Cr，硬度为38～40HRC，加工表面粗糙度Ra为0.8μm，要求型腔侧面棱角清晰，圆角半径R<0.25mm。

图10-3：注射模镶块加工

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（1）方法选择

选用单电极平动法进行电火花成型加工，为保证侧面棱角清晰(R<0.3mm)，其平动量应小，取δ≤0.25mm。

（2）工具电极

1)电极材料选用锻造过的紫铜，以保证电极加工质量以及加工表面粗糙度。 2)电极结构与尺寸如图10-3(b)所示。

①电极水平尺寸单边缩放量取b＝0.25mm，根据相关计算式可知，平动量δ0=0.25-δ精<0.25mm。

②由于电极尺寸缩放量较小，用于基本成型的粗加工电规准参数不宜太大。根据工艺数据库所存资料(或经验)可知，实际使用的粗加工参数会产生1%的电极损耗。因此，对应的型腔主体20mm深度与R7mm搭子的型腔6mm度的电极长度之差不是14mm，而是(20-6)³(1+1%)＝14.14mm。尽管精修时也有损耗，但由于两部分精修量—样，故不会影响二者深度之差。图10-3(b)所示电极结构，其总长度无严格要求。

3)电极制造。电极可以用机械加工的方法制造，但因有两个半圆的搭子，一般都用线切割加工，主要工序如下：

①备料； ②刨削上下面； ③画线；

④加工M8³8的螺孔； ⑤按水平尺寸用线切割加工；

⑥按图示方向前后转动90°，用线切割加工两个半圆及主体部分长度； ⑦钳工修整。 4)镶块坯料加工。 ①按尺寸需要备料； ②刨削六面体；

③热处理(调质)达38～40HRC； ④磨削镶块六个面。 5)电极与镶块的装夹与定位。

①用M8的螺钉固定电极，并装夹在主轴头的夹具上。然而用千分表(或百分表)以电极上端

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面和侧面为基准，校正电极与工件表面的垂直度，并使其X、Y轴与工作台X、Y移动方向一致。

②镶块一般用平口钳夹紧，并校正其X、Y轴，使其与工作台X、Y移动方向一致。 ③定位，即保证电极与镶块的中心线完全重合。用数控电火花成型机床加工时，可利用机床自动找中心功能准确定位。

6)电火花成型加工。所选用的电规准和平动量及其转换过程如表10-1所示。

表10-1：电规准转换与平动量分配

http://218.93.112.166/zy/niit/%B5%E7%BB%F0%BB%A8%BC%D3%B9%A4%CA%B5%D1%B5%CA%D6%B2%E1.doc

ON 脉冲放电时间 OFF 脉冲间隙时间 IP 主电源峰值电流值 V 主电源电压 HP 辅助电源电压 PP 电极少损耗脉冲控制 MA 脉冲间隙时间调整 SV 伺服基准电压 UP 跳跃上升时间 DN 跳跃放电时间 C 极间电容 S 伺服速度 LN 摇动模式选择

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