一、實驗目的
1、了解電火花成型加工的原理、特點和應用。
2、了解編制電火花成型加工程式的方法。
3、了解電火花成型加工工具機的操作方法。
二、實驗內容
1、講解電火花成型加工工具機的組成、原理、特點及應用。
2、演示電火花成型加工工具機的加工過程。
3、學生上機操作了解電火花成型加工工具機加工零件的過程。
三、實驗裝置
電火花成型加工工具機一台
四、電火花成型加工簡介
1、電火花成型加工的原理、特點和應用
原理：電火花成型加工是電火花加工的一種，其基本原理如圖1所示。
被加工的工件做為工件電極，紫銅（或其它導電材料如石墨）做為工具電極。脈衝電源發出一連串的脈衝電壓，加到工件電極和工具電極上，此時工具電極和工件均被淹沒在具有一定絕緣性能的工作液（絕緣介質）中。在軸伺服系統的控制下，當工具電極與工件的距離小到一定程度時，在脈衝電壓的作用下，兩極間最近點處的工作液（絕緣介質）被擊穿，工具電極與工件之間形成瞬時放電通道，產生瞬時高溫，使金屬區域性熔化甚至汽化而被蝕除下來，使區域性形成電蝕凹坑。
這樣以很高的頻率連續不斷地重複放電，工具電極不斷地向工件進給，就可以將工具電極的形狀「複製」到工件上，加工出需要的型面來。
特點：（1）由於脈衝放電的能量密度高，使其便於加工用普通的機械加工難於加工或無法加工的特殊材料和複雜形狀的零件，並不受材料及熱處理狀況的影響。
（2）電火花加工時，工具電極與工件材料不接觸，兩者之間巨集觀作用力極小，工具電極不需要比加工材料硬，即可以柔克剛，故電極製造更容易。
應用：電火花成型加工一般應用在加工各種高硬度、高強度、高韌性、高脆性的導電材料，並且常用於模具的製造過程中。
2、實現電火花加工的條件
1）工具電極和工件電極之間必須加以60v~300v的脈衝電壓，同時還需維持合理的工作距離——放電間隙。放電間隙過大時，介質不能被擊穿，無法形成火花放電；放電間隙過小時，容易導致積炭，甚至發生電弧放電，無法繼續加工。
2）兩極間必須充滿具有一定絕緣性能的液體介質。電火花成型加工一般用專用火花油做為工作液。實際生產中為降低成本，多用煤油作介質。
3）輸送到兩極間的脈衝能量應足夠大。即放電通道要有很大的電流密度，一般為
104～109a/cm2。
4）放電必須是短時間的脈衝放電。一般放電時間為1цs~1ms。這樣才能使放電產生的熱量來不及擴散，從而把能量作用侷限在很小的範圍內，保持火花放電的冷極特性。
5）脈衝放電需要多次進行，並且多次脈衝放電在時間上和空間上是分散的，避免發生區域性燒傷。
6）脈衝放電後的電蝕產物應能及時排放至放電間隙之外，使重複性放電能順利進行。
電火花加工過程見圖2所示。
五、電火花成型加工工具機的組成
組成：包括工具機本體、脈衝電源、軸伺服系統（z軸）、工作液的迴圈過濾系統和基於視窗的對話式軟體作業系統。
1、工具機本體：床身、工作台、主軸箱等組成。
1）床身：主要用於支承和連線工作台等部件，安放工作液箱等。
2）工作台：用於安裝夾具和工件，並帶動工件在x、y向作往復運動。
3）主軸箱：用於裝夾工具電極，並帶動工具電極作z向往復運動。
2、脈衝電源：其作用是把50hz交流電轉換成高頻率的單向脈衝電流。
加工時，工具電極接電源正極，工件電極接負極。
3、軸向伺服系統：其作用是控制z軸的伺服運動。
4、工作液迴圈過濾系統：由工作液、工作液箱、工作液幫浦、濾芯和導管組成。工作液起絕緣、排屑、冷卻和改善加工質量的作用。
每次脈衝放電後，工件電極與工具電極之間必須迅速恢復絕緣狀態，否則脈衝放電就會轉變為持續的電弧放電，影響加工質量。在加工過程中，工作液可把加工過程中產生的金屬顆粒迅速從電極之間沖走，使加工順利進行。工作液還可冷卻受熱的電極和工件，防止工件變形。
5、基於視窗的對話式軟體作業系統(znc作業系統)：使用本作業系統，工具電極可以方便地對工件進行感知和對中等操作，可以將工具電極和工件電極的各種引數輸入並生成程式，可以動態觀察加工過程中加工深度的變化情況，還可進行手動操作加工和檔案管理等。
六、電火花成型加工工具機的操作步驟（現場講解）
1、如何開啟工具機：
主要按鍵：緊急停止開關、主電源開關、控制軟體開關、主軸鎖止開關
2、手控盒操作：
主要按鍵：開液按紐、電極方向按紐、液面控制按紐、睡眠開關、放電加工按紐
3、對話式操作屏：
指示燈：深度到達、碰邊指示、防火指示、積碳指示、
鍵盤：和電腦用鍵盤功能一樣。
4、znc作業系統：(附錄)
複習：一、電火花成型加工知識填空
1、電火花成型加工的工具電極一般用（銅或石墨）材料製成。
2、電火花成型加工中一般用（專用火花油）做為工作液，工作液有（清潔、冷卻、絕緣斷弧）等效能。
3、電火花成型加工的特點（加工用普通的機械加工難於加工或無法加工的特殊材料和複雜形狀的零件，工具電極與工件材料不接觸，兩者之間巨集觀作用力極小，工具電極不需要比加工材料硬，可以以柔克剛），電火花成型加工一般應用在（加工各種高硬度、高強度、高韌性、高脆性的導電材料，並且常用於模具的製造過程中）。
4、電火花成型加工中，工具電極和工件電極間的放電必須是短時間的（脈衝放電），
一般放電時間為（1цs~1ms）。
5、電火花成型加工工具機一般由（工具機本體、脈衝電源、軸伺服系統（z軸）、工作液的迴圈過濾系統和基於視窗的對話式軟體作業系統）等組成。
二、簡述電火花成型工具機的加工原理。
znc作業系統：
一、本znc使用按鍵如下：
二、操作畫面：
分為以下各視窗：
1、位置顯示視窗：顯示各軸位置，包含絕對座標及增量座標x、y、z
2、狀態顯示視窗：顯示執行狀態，包含計時器，總節數，執行單節及z軸設定值。
3、程式編輯視窗：程式編輯操作。
4、edm引數顯示視窗：edm引數操作更改。
5、功能鍵顯示視窗：f1---f8操作按鍵
三、手動放電操作（f1）
1、健入手動放電尺寸
2、調整放電引數：f7進入
3、按放電開始
4、當尺寸到達時，系統自動上公升到安全高度
5、可使用自動匹配及噴油方式加工
四、自動式執行（f2）
自動放電與手動放電功能不同在自動放電是按照事先規劃好的程式執行。
五、程式編輯（f3）
1、使用上下左右游標移動游標到編輯位。
2、如果是z軸輸入欄則輸入尺寸
3、如果是edm引數則使用f3、f4更改引數
4、使用f1插入所需單節，此時系統會將游標所在單節拷貝到下一單節
5、使用f2刪除不要的單節
6、編輯完成使用f8跳出
六、位置歸零（f4）
1、使用游標移到歸零軸向
2、按「4」位置歸零
3、按「y」歸零確定，按「n」歸零確定。
4、工作面設立可使用低能量放電方式找零點
七、設定位置（f5）
1、使用游標移到歸零軸向
2、按「f5」位置設定
3、按數字鍵輸入，
4、按「enter」確定，按後退鍵盤取消。
八、設定中心位置（f6）
1、使用游標移到歸零軸向
2、按「f6」位置設定
3、按「enter」確定，此時所選擇的座標會被除2
九、edm放電條件引數修改（f7）
1、使用上下游標移動到修改的條件。
2、使用左右游標增加或減少
3、所修改的條件會隨時送到放電系統
4、如果自動匹配開啟，則調整時系統會自動匹配其他參當數。
5、按「f10」可關閉自動匹配功能。
十、系統引數（一般不用改）
十一、放電條件說明：
bp：高壓電流選擇開關。
一般加工時選0或1，加工大面積或深孔時可適當加大高壓電流，以利於排渣，
防積碳。高壓電流大時，損耗會稍有增加。
ap：低壓電流選擇開關
根據電極放電面積確定，一般每平方厘公尺不超過6a，選擇過大，雖然速度提高，
但會增加電極損耗/
pa：放電時間調整，與電流配合，決定表面粗糙度
越大光潔度越差，但損耗小，一般粗加工選150—600，精加工時逐漸減小。
pb：放電休止時間調整，放電不穩定時考慮延長休止時間。
pb越大電極損耗也越大，但利於排渣。本機有自動匹配功能。
gp：放電正面間隙電壓調整，
間隙平均電壓約60伏，適合細加工，正面面積大或深孔排屑困難時使用。
間隙平均電壓約40伏，間隙小平均電流大，效率高，適合中粗加工使用。
sp：伺服敏感度調整。與放電時間配合，以目視電壓表穩定良好。
up和dn：上公升和下降時間調整。
一般由edm自動匹配而定，積碳嚴重時可減少放電時間或加大抬頭時間來解決。
實驗報告要求：
1、用「長江大學工程技術學院實驗報告紙」（如不用些報告些，需要重寫），至少要寫三面，字跡工整。
2、格式：
實驗名稱：電火花成型加工
（1）實驗目的；
（2）實驗內容；
（3）原理、方法、裝置等。
3、本實驗為演示性實驗，寫出心得體會。
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