一 模具的电火花和线切割加工原理.doc

第三章模具的特种加工

3.1模具的电火花和线切割加工原理

一特种加工的概念

20世纪40年代，前苏联科学家拉扎连柯

夫妇发明了电火花加工，从而开创了有别于

传统机械加工的新方法，它们从广义上定义

为特种加工(NTM，Non-Traditional

Machining)，也被称为非传统加工技术；

加工原理：将电、热、光、声、化学等能量

或其组合施加到工件被加工的部位上，从而

实现材料去除

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二、特种加工的特点

(1)不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量(如

电、化学、光、声、热等)去除金属材料。

(2)加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械

切削力，故加工的难易与工件硬度无关。

(3)各种加工方法可以任意复合、扬长避短，形成

新的工艺方法，更突出其优越性。如电解电火花

加工(ECDM)、电解电弧加工(ECAM)就是两

种特种加工复合而形成的新加工方法。

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三、特种加工的适用范围

可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金

属材料，长于加工复杂、微细表面和低刚度的零件。

四、特种加工的研究

(1)微细化。如微细电火花加工、微细超声波加工、

微细激光加工、微细电化学加工等，特种微细加工

技术有望成为三维实体微细加工的主流技术。

(2)特种加工的应用领域正在拓宽。如，非导电材料

的电火花加工，电火花、激光、电子束表面改性等。

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(3)广泛采用自动化技术。建立特种加工的

CAD/CAM和FMS系统，这是当前特种加工技

术的主要发展趋势。用简单工具电极加工复杂的

三维曲面是电解加工和电火花加工的发展方向。

目前已实现用四轴联动线切割机床切出扭曲变截

面的叶片。

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五、特种加工方法的分类

加工方法主要能量形式作用形式符号

电火花成型加工电能、热能熔化、气化

EDM

电火花加工

电火花线切割加工电能、热能熔化、气化

WEDM

电解加工电化学能金属离子阳极溶解

ECM(ELM)

电解磨削电化学能、机械能阳极溶解、磨削

EGM(ECG)

电解研磨电化学能、机械能阳极溶解、研磨

ECH

电铸电化学能金属离子阴极沉积

EFM

电化学加工

涂镀电化学能金属离子阴极沉积

EPM

激光束加工光能、热能熔化、气化

LBM

电子束加工光能、热能熔化、气化

EBM

离子束加工电能、机械能切蚀

IBM

高能束加工

等离子弧加工电能、热能熔化、气化

PAM

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超声加工声能、机械能切蚀USM

磨料流加工机械能切蚀AFM

物料切蚀

加工

液体喷射加工机械能切蚀HDM

化学铣削化学能腐蚀CHM

化学抛光化学能腐蚀CHP化学加工

光刻光能、化学能光化学腐蚀PCM

电化学电弧加工电化学能熔化、气化腐蚀ECAM

复合加工

电解电化学机械磨削电能、热能离子溶解、熔化、切割MEEC

五、特种加工方法的分类

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六、常见特种加工方法的综合比较

加工方法可加工材料

工具损耗率/%

(最低/平均)

材料去除率/

(mm

3

/min)

(平均/最高)

可达到尺寸

精度/mm

(平均/最高)

可达到表

面粗糙度

Ra/μm

(平均/最高)

主要适用范围

电火花

成型加工

0.1/1030/30000.03/0.00310/0.04

从数微米的孔、槽到

数米的超大型模具、工

件等，如各种类型的孔、

各种类型的模具

电火花线

切割加工

较小(可补偿)

20/200

*

(mm

2

/min)

0.02/0.0025/0.32

切割各种二维及三维

直纹面组成的模具及零

件，也常用于钼、钨、

半导体材料或贵重金属

切削

电解加工

任何导电

金属材料，如

硬质合金钢、

耐热钢、不锈

钢、淬火钢、

钛合金等

不损耗100/100000.1/0.011.25/0.16

从微小零件到超大型

工件、模具的加工，如

型孔、型腔、抛光、去

毛刺等

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电解磨削1/501/1000.02/0.0011.25/0.04

硬质合金钢等难加工

材料的磨削，如硬质合

金刀具、量具等

超声波

加工

任何脆