電火花加工

電火花加工

所屬類別

科技 >> 機械 >> 機械加工

作者：曹鳳國 主編

叢書名：現代機械製造技術叢書

出版日期：2014年8月 書號：978-7-122-19870-9

開本：16K　787×1092　1/16 裝幀：平 版次：1版1次 頁數：385頁

本書系統地介紹了電火花加工的基本原理、電火花成形加工、高速走絲電火花線切割加工、低速走絲電火花線切割加工、其他電火花加工及複合加工等。

本書不僅彙集了世界上電火花加工各種學派的理論，而且還介紹了世界最新的電火花加工技術和裝備，是一部既有理論基礎，又有選進技述和工藝實踐的綜合性書籍。

緒論

0.1 我國電火花加工發展概況 1

0.2 電火花加工的特點和用途 6

0.3 電火花加工實現的基本條件 6

0.4 電火花加工的名詞術語和符號 7

0.5 電火花加工工藝方法的分類 9

第1篇　電火花加工的基本原理

第1章 電火花加工的物理本質

1.1 單次放電腐蝕模型 12

1.1.1 電離準備階段 13

1.1.2 放電熱蝕階段 13

1.1.3 消離拋出階段 14

1.2 重複放電腐蝕模型 14

1.2.1 放電諸現象及其相互關係 14

1.2.2 加工速度模型 15

1.2.3 電極低損耗模型 16

1.3 電腐蝕機理的主要學說 16

1.3.1 腐蝕過程 17

1.3.2 拋出過程 20

第2章 影響材料放電腐蝕的主要因素

2.1 極性效應 24

2.2 覆蓋效應 24

2.3 間隙效應 26

2.3.1 間隙距離h與間隙電壓u的關係 26

2.3.2 間隙距離h與加工速度vw和電極損耗 的關係 26

2.4 面積效應 26

2.5 脈衝放電特性 27

2.6 介質效應 29

2.7 電極與工件材料特性 31

第2篇　電火花成形加工

第3章 電火花成形加工脈衝電源

3.1 弛張式脈衝電源 35

3.1.1 RC型脈衝電源 36

3.1.2 RLC型脈衝電源 38

3.2 晶閘管式脈衝電源 39

3.2.1 晶閘管式電源主迴路 39

3.2.2 晶閘管觸發電路 40

3.3 雙極型晶體管式脈衝電源 42

3.3.1 脈衝發生器（主振級）及典型電路 43

3.3.2 前置放大級及典型電路 46

3.3.3 功率放大級 48

3.4 場效應晶體管、絕緣柵雙極晶體管脈衝電源 49

3.4.1 兩種功率管的工作特點 49

3.4.2 常用驅動電路 50

3.4.3 常用功率場效應晶體管脈衝電源類型 53

3.4.4 節能型絕緣柵雙極型晶體管（IGBT）脈衝電源 54

3.5 輸出不同波形的脈衝電源 55

3.5.1 矩形波派生的脈衝電源的波形與特點 55

3.5.2 不同波形迭加的脈衝電源的波形與特點 56

3.6 其他形式的電火花成形加工脈衝電源 57

3.6.1 高精度鏡面加工電源 57

3.6.2 智能化控制脈衝電源 58

第4章 電火花成形加工自動控制系統

4.1　伺服控制系統 62

4.1.1　伺服控制系統的作用、要求及分類 62

4.1.2　伺服控制系統的基本組成 63

4.1.3　伺服控制系統工作範圍的調整 67

4.1.4　伺服控制系統的類型 68

4.2　加工過程參數控制系統 73

4.2.1　加工過程參數控制系統的作用 73

4.2.2　加工過程參數控制的方法 73

4.2.3　加工過程參數自適應控制系統 75

4.3　電火花成形加工的數控系統 79

4.3.1　數控系統軟、硬體結構 80

4.3.2　數控系統的插補技術 84

4.3.3　數控系統的加工控制技術 87

第5章 電火花成形加工機床

5.1　電火花成形加工機床主機 90

5.1.1　機床的分類及結構形式 90

5.1.2　機床各部件名稱和傳動軸方向定義 93

5.1.3　機床主機各部分的結構及其作用 94

5.1.4　機床主要精度和技術指標檢驗 99

5.2　電火花成形加工機床用附件 106

5.2.1　機床通用附件 107

5.2.2　機床專用附件 109

5.3　電火花加工用工作液過濾系統 116

5.3.1　主要組成部分和作用 116

5.3.2　工作液過濾系統設計的要求 117

5.3.3　工作液的選擇 120

第6章 電火花成形加工的基本工藝規律

6.1 影響加工速度的主要因素 123

6.1.1 電參數對加工速度的影響 123

6.1.2 非電參數對加工速度的影響 125

6.2 影響電極損耗的主要因素 127

6.2.1 電參數對電極損耗的影響 128

6.2.2 非電參數對電極損耗的影響 130

6.3 影響表面粗糙度和加工精度的主要因素 132

6.3.1 表面粗糙度 132

6.3.2 影響表面粗糙度的主要因素 133

6.3.3 加工精度 135

6.3.4 影響加工精度的主要因素 135

6.4 電火花加工后表面層狀態 138

6.4.1 表面變化層 138

6.4.2 表面變化層的力學性能 139

第7章 電火花成形加工工藝及應用

7.1 電火花成形加工工藝方法 142

7.1.1 單工具電極直接成形法 142

7.1.2 單工具電極平動法 143

7.1.3 單工具電極數控搖動法 143

7.1.4 多工具電極更換法 143

7.1.5 分解工具電極法 144

7.1.6 數控搖動成形法 145

7.1.7 數控多軸聯動成形法 147

7.2 電火花成形加工工藝技術 147

7.2.1 零件圖工藝分析及加工方法選擇 148

7.2.2 電極的準備 148

7.2.3 工件的準備 157

7.2.4 電極的裝夾與定位 158

7.2.5 加工規準的選擇、轉換 160

7.2.6 加工進給量和搖動（平動）量的確定 162

7.2.7 加工參數表和參數說明 163

7.2.8 工作液的處理 164

7.3 電火花成形加工實例 166

7.3.1 花紋模具的電火花加工實例 166

7.3.2 精鍛模具的電火花加工 167

7.3.3 汽輪機高壓噴嘴組零件的電火花加工 168

7.3.4 輪胎模具的電火花加工 169

7.3.5 螺紋及斜齒輪零件的電火花加工 170

7.3.6 精密微細小孔零件的電火花加工 172

7.3.7 注塑模的電火花加工 174

7.3.8 高精度壓膠模的電火花加工 174

7.3.9 五軸聯動的電火花加工 176

7.3.10 帶冠式整體渦輪盤的多軸聯動電火花加工 177

7.3.11 透平葉輪的多軸聯動電火花加工 178

7.3.12 高效高精度鏡面電火花加工實例 179

第3篇　高速走絲電火花線切割加工

第8章 高速走絲電火花線切割加工脈衝電源

8.1 高速走絲電火花線切割加工脈衝電源的組成及特點 184

8.1.1 脈衝電源的基本組成 184

8.1.2 脈衝電源的特點 185

8.2 脈衝電源的典型電路 187

8.2.1 脈衝發生器典型電路 188

8.2.2 前置推動級及功率放大級典型電路 190

8.3 其他形式的脈衝電源 192

8.3.1 高頻分組脈衝電源 192

8.3.2 階梯波脈衝電源 193

8.3.3 雙迴路與多迴路脈衝電源 193

8.3.4 自適應控制脈衝電源典型電路 194

第9章 高速走絲電火花線切割加工控制系統

9.1 高速走絲電火花線切割機床控制系統的特性及組成 196

9.1.1 控制系統的特性 196

9.1.2 控制系統的組成 197

9.2 加工軌跡控制系統 197

9.2.1 光電跟蹤控制系統 197

9.2.2 計算機數字控制系統 198

9.3 伺服進給控制系統 203

9.3.1 伺服進給速度的控制方法 203

9.3.2 伺服進給驅動電路 205

9.4 加工程序的編製方法 207

9.4.1 3B代碼程序編製方法 207

9.4.2 ISO代碼程序編製方法 208

9.4.3 計算機自動編程方法 212

9.5 基於PLC機床控制系統 213

9.6 中速走絲線切割加工技術 214

9.6.1 中速走絲線切割技術的起源 214

9.6.2 中速走絲線切割應具備的功能特點 214

9.6.3 中速走絲線切割控制技術概述 215

第10章 高速走絲電火花線切割加工機床

10.1 機床的型號及主要技術參數 218

10.1.1 機床型號 218

10.1.2 主要技術參數 218

10.1.3 精度檢驗標準及檢驗方法 219

10.2 機床的結構組成 219

10.2.1 床身 219

10.2.2 X、Y坐標工作台 220

10.2.3 運絲系統 224

10.2.4 工作液及循環過濾系統 229

10.2.5 錐度切割的絲架結構 231

10.2.6 多軸聯動加工系統 232

第11章 高速走絲電火花線切割加工基本工藝規律

11.1 加工工藝指標 233

11.2 基本加工工藝規律 234

11.2.1 電參數對工藝指標的影響 234

11.2.2 非電參數對工藝指標的影響 236

11.2.3 各因素對加工工藝指標影響的相互關係 241

第12章 高速走絲電火花線切割加工工藝及應用

12.1 加工工藝方法 243

12.1.1 圖樣分析與方案確定 243

12.1.2 編製加工程序 245

12.1.3 工件的裝夾、找正與加工 249

12.1.4 工件的檢驗 252

12.2 加工應用與實例 253

12.2.1 冷沖模具的加工 253

12.2.2 電動機轉子複式沖模的加工 253

12.2.3 長窄型孔沖模或鍛模的加工 254

12.2.4 超行程工件的加工 254

12.2.5 不閉合曲線工件的間隙補償方法及加工 255

12.2.6 帶錐度大行程、大厚度零件的加工 256

12.2.7 工藝美術製品零件的加工 256

12.2.8 複雜曲面旋轉線切割加工的實例 257

12.2.9 大錐度冷沖模具加工的實例 257

12.2.10 中速走絲電火花線切割加工的應用 257

第4篇　低速走絲電火花線切割加工

第13章 低速走絲電火花線切割加工脈衝電源

13.1 低速走絲線切割加工脈衝電源的特點及分類 261

13.1.1 電源的特點 261

13.1.2 電源的分類 263

徠13.2 低速走絲線切割加工晶體管矩形波脈衝電源典型電路 263

13.2.1 典型電路原理圖 263

13.2.2 間隙電壓、電流波形圖 263

13.3 低速走絲線切割加工並聯電容脈衝電源 264

13.4 低速走絲線切割加工無電解作用脈衝電源 265

13.5 低速走絲線切割超高精加工脈衝電源 266

第14章 低速走絲電火花線切割加工自動控制系統

14.1 低速走絲電火花線切割機床數控系統硬體構成 267

14.2 低速走絲電火花線切割機床主軸伺服控制系統 269

14.2.1 主軸運動方向控制系統 269

14.2.2 主軸運動速度控制 270

14.2.3 主軸電動機驅動及控制系統 270

14.3 低速走絲電火花線切割加工過程參數控制 271

14.4 低速走絲電火花線切割機床數控系統軟體構成 272

14.5 低速走絲線切割機床控制指令代碼 275

第15章 低速走絲電火花線切割加工機床

15.1 機床型號及主要技術參數 278

15.1.1 機床型號 278

15.1.2 主要技術參數 278

15.1.3 精度檢驗標準及檢驗方法 278

15.2 低速走絲電火花線切割機床結構 278

15.2.1 床身、立柱 279

15.2.2 X、Y坐標工作台 279

15.2.3 走絲系統 281

15.2.4 工作液系統 286

15.3 機床工裝夾具 287

第16章 低速走絲電火花線切割加工基本工藝規律

16.1 加工工藝指標 289

16.1.1 切割速度 289

16.1.2 表面質量 290

16.1.3 加工精度 291

16.2 基本加工工藝規律 293

16.2.1 電參數對工藝指標的影響 293

16.2.2 非電參數對工藝指標的影響 296

第17章 低速走絲電火花線切割加工工藝及應用

17.1 低速走絲電火花線切割加工工藝 303

17.1.1 低速走絲電火花線切割加工工藝步驟 304

17.1.2 加工前的準備工作 305

17.2 加工工藝方法 310

17.2.1 多工位級進模具的加工工藝方法 310

17.2.2 幾種特殊情況常用的處理方法 314

17.2.3 無芯切割的加工工藝方法 316

17.2.4 錐度切割的加工工藝方法 316

17.2.5 雙絲切割的加工工藝方法 318

17.2.6 開開形狀的加工方法 318

17.2.7 衝壓模的加工方法 319

17.3 典型零件加工實例 319

17.3.1 小批量零件的加工實例 319

17.3.2 彈簧管零件的加工實例 320

17.3.3 齒輪的加工實例 321

17.3.4 大批量、高精度、複雜形狀零件的加工實例 322

17.3.5 變偏移量、變錐度工件的編程實例 324

17.3.6 無芯切割及跳模加工編程實例 328

第5篇　其他電火花加工及複合加工

第18章 其他電火花加工

18.1 電火花小孔加工 337

18.1.1 電火花小孔高速加工 337

18.1.2 精密多軸數控電火花小孔加工 339

18.1.3 小孔及深孔的電火花磨削 344

18.2 電火花迴轉加工與跑合加工 346

18.2.1 電火花迴轉加工 346

18.2.2 展成式精密電火花加工的應用 349

18.2.3 電火花跑合加工 350

18.3 金屬電火花表面強化與刻字 351

18.3.1 金屬電火花表面強化 351

18.3.2 電火花刻字 353

18.4 半導體與非導體的電火花加工 354

18.4.1 超硬材料的電火花加工 354

18.4.2 半導體的電火花加工 358

18.4.3 非導體的電火花加工 359

18.5 電熔爆加工 360

18.5.1 電熔爆加工的原理、特點 360

18.5.2 電熔爆加工設備 360

18.5.3 電熔爆加工的應用 361

18.6 電火花數控銑削加工 362

18.6.1 電火花數控銑削加工的原理與特點 362

18.6.2 影響加工的主要因素 362

18.6.3 採用數控電火花加工機床作為電火花數控銑削加工 364

18.6.4 電火花銑削展成加工的應用 364

18.7 陽極機械切割 365

18.7.1 陽極機械切割加工的原理及特點 365

18.7.2 陽極機械切割加工的應用 365

18.8 短電弧加工 368

18.8.1 短電弧加工技術的原理與特點 368

18.8.2 短電弧加工機床 369

18.8.3 短電弧加工的應用 369

18.9 混粉電火花鏡面加工 370

18.10 氣體介質中電火花加工 370

18.10.1 氣體介質中電火花放電加工的原理與特點 370

18.10.2 氣體介質中電火花放電加工特性 371

18.10.3 高壓電火花束流在天然金剛石微孔模光整加工中的應用 372

第19章 電火花與其他加工技術的複合加工

19.1 超聲電火花複合加工 374

19.1.1 超聲電火花複合拋光 374

19.1.2 超聲電火花複合打孔 376

19.2 電解放電複合加工 376

19.2.1 電解放電複合加工的原理及特點 376

19.2.2 電解放電複合加工在模具製造中的應用 377

19.2.3 電火花電解複合加工技術對太陽能矽片進行切割加工的應用 378

19.3 液體束流電火花微孔加工 379

19.3.1 液體束流電火花加工的原理 379

19.3.2 液體束流電火花加工的特點 380

參考文獻 381