第4章 电火花加工(教案)

教 师 董金梁 教 研 组 机电教研室 编写日期 审批日期 教学内容 目 的 要 求 重 点 难 点 章 节 4.1 4.2 第4章 电火花加工 总课时 1、掌握电火花加工的原理； 2、掌握电火花加工的工艺规律。 1、电火花加工的原理和工艺规律。 电火花加工的工艺规律 内 容 电火花加工的机理、特点及分类 电火花加工过程中的基本工艺规律 课时分配 4.3 工作液

课时授课计划

授课日期 班 别 题 目 目 的 要 求 4.1 电火花加工的机理、特点及分类 1.掌握特种加工解决的问题 2.了解加工原理 3.掌握特种加工的特点 重 点 难 点 教 具 1.特种加工解决的问题 2.掌握特种加工的特点 特种加工解决的问题 多媒体课件、教学视频、挂图 教学方法 理论讲授---注重引导 板 书 设 计 教 学 过 程 1.特种加工的出现 2.特种加工解决的问题 3.加工原理 4.特种加工的特点 一、新课导入 4.1 电火花加工的机理、特点及分类 一、机理 1.基本原理 在加工过程中，使工具和工件（正、负电极）之间不断产生脉冲性放电，靠局部瞬时的高温把工件多余的金属蚀除，以达到对零件的尺寸、形状和表面质量要求。 2.需解决的问题 1）合理的间隙； 2）局部高电流密度； 3）脉冲放电； 4）排屑。 解决办法：使用脉冲电源盒放电间隙自动进给系统，在具有一定绝缘强度和一定粘度的电介质中进行放电加工。 电蚀的主要原因：放电时火花通道内产生大量热，达到很高的温度，使金属局部溶化、汽化而蚀除，形成放电凹坑。 3.工作液(绝缘介质)的作用 1) 形成火花放电通道,在放电结束后恢复间隙的绝缘状态; 2) 对放电通道压迫作用; 3) 帮助电蚀产物抛出和排除; 4) 清洗、冷却工具与工件 4、 加工过程 (1)介质电离击穿，放电通道形成 (2) 电极材料的熔化、气化热膨胀 (3) 电极材料的抛出 (4) 极间介质的消电离 二、特点 1.适用材料范围广：材料的可加工性主要取决于热学性能 2.特殊及复杂形状零件 3.脉冲参数可以在较大范围内调节：粗0.01mm、Ra0.63-1.25um；精0.002-0.004mm、Ra0.04-0.16 4.直接利用电能加工，易实现自动化 三、分类 按工具电极的形状、工具电极和工件的相对运动的方式和用途分： 电火花穿孔成形加工、电火花线切割加工、电火花磨削和镗磨、电火花展成加工（同步共轭回转加工）、电火花表面强化与刻字。 前三属于电火花成形加工方法，后三种属于表面成形加工。 应用最广泛：电火花穿孔成形和线切割。 四、电火花加工的应用 分通孔（穿孔加工）和盲孔（成型加工）。 1)型腔加工：加工各类型腔模及各种复杂的型腔零件； 2)穿孔加工:各类冲模,异型孔及微孔; 3)高精度曲面; 4)表面强化,刻画、打标等. 二、小结： 主要讲述电火花加工的机理、特点及分类。 三、作业： 电火花加工中，什么叫极性效应？在生产中如何利用极性效应？ 四、预习： 4.2电火花加工过程中的基本工艺规律 课时授课计划

授课日期 班 别 题 目 目 的 要 求 4.2电火花加工过程中的基本工艺规律 一、掌握影响放电蚀除量的主要因素 重 点 1．极性效应 2．覆盖效应 3．电参数 覆盖效应、电参数 难 点 教 具 板 书 设 计 教 学 过 程 多媒体课件、教学视频、挂图 一、影响放电蚀除量的主要因素 1．极性效应 2．覆盖效应 3．电参数 4．金属材料对电蚀量的影响 5．工作液对电蚀量的影响 教学方法 理论讲授---注重引导 一、新课导入 一、影响放电蚀除量的主要因素 1．极性效应 （1）定义：相同材料两电极的被腐蚀量不同的现象。不同材料更明显。工件接正极——正极性加工，反之称负极性加工。 （2）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。 （3）窄脉宽度——正极性加工；宽脉冲宽度——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 定义：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的现象。合理利用覆盖效应，有利于降低电极损耗。 在油类介质中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。电极上待覆盖部分的表面温度不低于碳素层生成温度，但要低于熔点，以使碳粒子烧结成石墨化的耐蚀层。 (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。铜加工钢时覆盖效应较明显，但铜电极加工硬质合金工件则不大容易生成覆盖层。 (3) 工作液的影响。 (4) 工艺条件的影响。 3．电参数 要提高电蚀量，增加平均放电电流、脉冲宽度及提高脉冲频率。但实际相互制约，应据具体情况综合考虑。 4．金属材料对电蚀量的影响 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，其作用主要是： (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。 目前，电火花成形加工多采用油类做工作液。在粗加工时，常选用机油等粘度大的工作液；在中、精加工时采用煤油等粘度小的工作液。在精密加工中，可采用比较纯的蒸馏水、去离子水或乙醇水溶液来做工作液，其绝缘强度比普通水高。 二、小结： 影响放电蚀除量的主要因素有：极性效应、覆盖效应、电参数、金属材料、工作液等。其中重点掌握极性效应、覆盖效应、电参数的影响，了解工作液的影响。 三、作业： 如何选择电参数？ 四、预习： 4.3加工设备和工作液

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授课日期 班 别 题 目 目 的 要 求 4.3工作液 一、掌握工作液对电蚀量的影响 重 点 难 点 教 具 板 书 设 计 教 学 过 程 工作液的作用 工作液的选择 多媒体课件、教学视频、挂图 一、工作液对电蚀量的影响 教学方法 理论讲授---注重引导 一、新课导入 一、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，其作用主要是： (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。 目前，电火花成形加工多采用油类做工作液。机油粘度大、燃点高，用它做工作液有利于压缩放电通道，提高放电的能量密度，强化电蚀产物的抛出效果，但粘度大，不利于电蚀产物的排出，影响正常放电；煤油粘度低，流动性好，但排屑条件较好。 在粗加工时，要求速度快，放电能量大，放电间隙大，故常选用机油等粘度大的工作液；在中、精加工时，放电间隙小，往往采用煤油等粘度小的工作液。 采用水做工作液是值得注意的一个方向。用各种油类以及其它碳氢化合物做工作液时，在放电过程中不可避免地产生大量碳黑，严重影响电蚀产物的排除及加工速度，这种影响在精密加工中尤为明显。若采用酒精做工作液时，因为碳黑生成量减少，上述情况会有好转。所以，最好采用不含碳的介质，水是最方便的一种。此外，水还具有流动性好、散热性好、不易起弧、不燃、无味、价廉等特点。但普通水是弱导电液，会产生离子导电的电解过程，这是很不利的，目前还只在某些大能量粗加工中采用。 在精密加工中，可采用比较纯的蒸馏水、去离子水或乙醇水溶液来做工作液，其绝缘强度比普通水高。 二、小结： 了解工作液的影响。 三、作业： 合理选择电工作液？ 四、预习：