第4章 数控电火花加工
4.1 数控电火花加工
电火花加工是利用两极间脉冲放电时产生的电腐蚀现象对材料进行加工的方法，是一种利用电能和热能进行加工的新工艺，也称放电加工，由于在放电过程中有电火花产生，所以称电火花加工。
4.1.1 电火花加工的工艺类型、特点及适用范围
电火花加工范围比较广泛，电火花加工工艺类型、工艺方法、主要特点和用途如表4-1所示。
表4-1 电火花加工工艺方法的分类
4.1.2 数控电火花成形机床
数控电火花成形机床主要由机床主体、脉冲电源、数控系统及工作液系统四大部分组成，如图4-1所示。
图4-1 数控电火花成形机床
1—机床垫铁；2—油箱；3—主轴；4—底座；5—立柱；6—数控电源柜；7—控制台；8—工作液槽；9—床身
（1）机床主体
机床主体由床身、立柱、主轴、工作液槽、工作台等组成。其中主轴头是关键部件，在主轴头装有电极夹具，用于装夹和调整电极位置。主轴头是自动进给调节系统的执行机构，对加工精度有最直接的影响。床身、立柱、坐标工作台起着支撑定位和便于操作的作用。
（2）脉冲电源
脉冲电源将直流或交流电转换为高频率的脉冲电源，也就是把普通220V或380V、50Hz的交流电转变成频率较高的脉冲电源，提供电火花加工所需要的放电能量。
（3）数控系统
数控系统是运动和放电加工的控制部分。在电火花加工时，由于火花放电的作用，工件不断被蚀除，电极被损耗，当火花间隙变大时，加工便因此而停止。为了使加工过程连续，电极必须间歇式地及时进给，以保持最佳放电间隙。
（4）工作液系统
工作液系统是由储液箱、油泵、过滤器及工作液分配器等部分组成，工作液系统可进行冲、抽、喷液及过滤工作。
4.1.3 电火花成形加工工艺流程
电火花成形加工的基本工艺包括：电极的制作、工件的准备、电极与工件的装夹定位、冲抽油方式的选择、加工规准的选择、转换、电极缩放量的确定及平动（摇动）量的分配等。
（1）电火花成形加工的基本工艺路线如图4-2所示
图4-2 电火花成形加工的基本工艺路线图
（2）电火花穿孔加工工艺路线见表4-2
表4-2 电火花穿孔加工工艺路线一览表
（3）常用电极材料的性能、特点及其应用范围见表4-3
表4-3 常用电极材料的性能、特点及其应用范围
（4）常用电极材料的K值选取的经验数据见表4-4
表4-4 K值选取的经验数据
（5）不同冲模加工的规准选择要点见表4-5
表4-5 不同冲模加工的规准选择要点
（6）电火花型腔加工工艺路线见表4-6
表4-6 电火花型腔加工工艺路线一览表
（7）电极的装夹
电极装夹与校正的目的是使电极正确、牢固地装夹在机床主轴的电极夹具上，使电极轴线和机床主轴轴线一致，保证电极与工件的垂直和相对位置。电极的装夹见表4-7。
表4-7 电极的装夹
（8）电极的校正见表4-8
表4-8 电极的校正
表4-9 电极和工件的校正定位
电极装夹后，应该进行校正，主要是检查电极的垂直度，即使其轴线或轮廓线垂直于机床工作台面。
采用晶闸管脉冲电源、石墨电极加工型腔时，电规准转换与平动量分配见表4-10。
表4-10 采用晶闸管脉冲电源、石墨电极加工型腔时电规准的转换与平动量的分配
采用晶体管复合脉冲电源、紫铜电极加工型腔时，电规准转换与平动量分配见表4-11。
4.1.4 冲模零件电火花成形加工的加工工艺分析实例
（1）冲模图（图4-3）
图4-3 冲模图
（2）冲模零件电火花成形加工的加工工艺路线分析见表4-12
表4-12 冲模零件电火花成形加工的加工工艺路线一览表
4.1.5 连杆模具电火花成形加工工艺分析
（1）连杆模具图（图4-4）
图4-4 连杆模具图
（2）连杆零件锻模电火花成形加工的加工工艺路线分析见表4-13
表4-13 连杆零件锻模电火花成形加工工艺路线一览表
