电火花加工范文

导语：如何才能写好一篇电火花加工，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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Abstract： This paper analyzes the influence of WEDM's electrical parameters on processing quality， summed up the impact of the law of the main electrical parameters of the processing quality， and illustrates how to select a reasonable electrical parameters in industrial production for processing， the application of this conclusion guidanceindustrial production will have important practical value.

关键词： 电火花线切割；电参数

Key words： WEDM；electrical parameter

中图分类号：F407.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）08-0035-02

0 引言

电火花线切割加工（Wire electrical discharge machining，简称WEDM）作为特种加工技术的一种，在对一些难加工的材料、特殊及形状复杂零件的加工上较传统的切削加工方法具有明显的优势，因此在汽车、航空航天、模具、刀具和冲模制造等领域得到广泛的应用。由于电火花线切割加工的固有特性，加工速度相对比较慢，特别是在精加工条件下，电火花线切割加工的表面粗糙度和生产效率之间存在很大的矛盾。

影响电火花线切割加工质量的因素很多，比如加工工艺路线、工件材料、电极丝材料、脉冲电源、工作液浓度与脏污程度、机床加工精度等。其中，在其他工艺参数基本相同的情况下，电参数对加工质量的影响非常显著，是加工中应该考虑的主要因素。

目前，矩形波被广泛应用于脉冲电源，矩形波脉冲电源的波形如图1所示，本文以矩形波脉冲电源的波形为例，分析主要电参数（脉冲电压、峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔）对加工质量（加工速度、表面粗糙度）的影响，并进行合理的选择。

1 主要电参数对加工质量的影响

1.1 开路电压（Ui）的影响 开路电压Ui是指间隙开路或间隙击穿之前的极间峰值电压，等于电源的直流电压，会引起放电峰值电流和放电间隙的改变。图2所示为开路电压对加工速度V和表面粗糙度Ra影响的关系曲线，在其他条件不变的情况下，加工电流随着开路电压峰值的提高而增大，随之加工速度提高，表面粗糙度值增大，从而使加工间隙变大。为了提高加工稳定性和脉冲利用率，有利于放电产物的及时排除和消除电离，必须使加工间隙变大，但是，加工间隙变大容易造成电极丝抖动，加剧电极丝的损耗，近而影响加工精度。一般情况下，Ui=60～120V。

1.2 峰值电流（Ie）的影响 峰值电流Ie是指放电电流的最大值，它是决定单个脉冲能量的主要因素之一。图3所示为峰值电流对加工速度V和表面粗糙度Ra影响的关系曲线，在其他条件不变的情况下，放电峰值电流增大，单个脉冲能量增多，工件放电痕迹增大，加工速度提高，表面粗糙度值增大，加剧电极丝的损耗。因此，第一次切割加工及加工较厚工件时取较大的放电峰值电流。实践证明，放电峰值电流不能无限制的增大，当其达到一定临界值后，若再继续增加峰值电流，则加工稳定性变差，加工速度明显下降，甚至引起断丝。

1.3 脉冲宽度（Ti）的影响 脉冲宽度Ti是指脉冲电流的持续时间，简称脉宽。图4所示为脉宽对加工速度V和表面粗糙度Ra影响的关系曲线，在其他条件不变的情况下，增大脉宽，线切割的加工速度迅速提高，加工表面粗糙度值也随之迅速增大。这是因为脉宽增大，单个脉冲放电能量增多，放电痕迹也会增大。同时，随着脉宽的增加，将会加速电极丝损耗，因为脉宽增加时，正离子对电极丝的轰击加强，结果会使接负极的电极丝损耗加剧。当脉宽增大到一定临界值后，加工速度将随脉宽的增大而明显降低，加工稳定性变差，近而影响了加工速度。一般来说，精加工时，Ti

1.4 脉冲间隔（To）的影响 脉冲间隔T。是指两个相邻脉冲之间的时间间隔，简称脉间，直接影响平均电流。图5所示为脉间对加工速度V和表面粗糙度Ra影响的关系曲线，脉间与脉宽对加工质量的影响是完全相反的。其他条件不变，在单个脉冲放电能量确定的情况下，减小脉间，致使脉冲放电频率提高，即单位时间内放电切割的次数增多，平均电流增大，从而提高了加工速度。由图可知，脉间对加工速度影响较大，对表面粗糙度影响较小。

在实际应用中，脉间的主要作用是消除电离和恢复液体介质的绝缘。但脉间不能太小，否则会影响电蚀产物的排出和火花通道的消电离，导致加工稳定性变差和加工速度降低。但是脉间也不能太大，否则会明显降低加工速度，严重时不能连续进给，使加工变得不稳定。对于厚度较大的工件，应适当加大脉间，以充分消除放电产物，形成稳定的切割加工。一般情况下，对于普通快走丝线切割机床而言，脉间在10～250μs范围内，才能适应各种加工条件，保证机床的稳定加工。

2 电参数对加工质量影响的规律

综上所述，电参数对电火花线切割加工质量的影响有如下规律：

①加工速度随着开路电压、加工峰值电流、脉冲频率和脉冲宽度的增大和脉冲间隔的减小而提高，即加工速度随着加工平均电流的增加而提高。实践证明，增大功率、峰值电流对加工速度的影响比用增大脉宽的办法显著，脉冲间隔对加工速度的影响最小。

②加工表面粗糙度值随着开路电压、功率管数、加工峰值电流、脉冲宽度的减小和脉冲间隔的增大而减小，而脉冲间隔对表面粗糙度影响较小。

③加工间隙随着开路电压的提高而增大。

④在电流峰值一定的情况下，增大开路电压，有利于提高加工稳定性和脉冲利用率。

⑤脉冲间隔对切割速度影响较大，对表面粗糙度影响较小，因此，必须选择适当的脉冲间隔，才能保证加工稳定。

3 结语

总之，在电火花线切割加工中各项电参数之间既相互影响、又相互制约，电参数的合理选择直接关系到加工表面质量的好坏和加工效率的高低。因此，在选择电参数时，应综合考虑各因素及其相互影响关系，客观地运用它们的最佳组合，从而获得最优的加工效果。

参考文献：

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关键词： 电火花 小孔加工 实验

孔加工历来是机械制造业中被人们关注的问题之一。孔加工是机械加工中所占比例较大的一种重要加工工序。据统计，孔加工约占机械加工总量的三分之一。机械方法加工小孔时，要求主轴转速达到20000r/min，进给速度为200mm/min，需用金刚石钻头，并且只能加工深径比小于20∶1的孔。随着航天航空电子、动力机械、仪器仪表、化学纤维、自动控制，以及医疗器械等科学技术和工业生产的发展，微、小孔及微细深孔的应用日趋广泛。例如，喷油嘴、自控元件、过滤器、汽化器钟表元件，以及打印机打印头等。深小孔的加工成为机械制造业中被人们关注的问题之一。一般认为，小孔的直径范围为3―0.1mm，微孔为小于0.1mm的孔，深孔为孔的深度与直径之比(深径比）大于10以上的孔为小孔、微孔和深孔。小孔加工在工艺上被认为是最困难的，特别是深小孔的加工为最难。电火花加工小孔的方法常用于难切削金属材料的加工中，它在生产率、成本、精度和深径比等方面有一定的优势。因而深小孔高速电火花加工技术的研究工作需要迅速开展。

电火花加工是在一定的加工介质中，通过工具电极和工件电极（正、负电极）之间的脉冲性火花放电的电蚀现象对材料进行加工。而电蚀现象的主要原理是：电火花通道中瞬时产生大量的热，达到很高的温度，足以使任何金属材料局部融化、汽化而被蚀除掉，形成放电凹坑。放电是一个极为复杂的过程，要利用这种原理对零件进行加工，必须创造一个适宜放电的环境，并对有关参数进行定量控制，以达到对零件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。

在电火花小孔加工中，为了提高加工的稳定性、加工效率、表面质量和形位精度，经常采用了旋转电极和中孔冲抽油的加工方式。电极旋转与冲抽油配合使用可得到较好的加工效果。电火花高速深小孔加工是近年来新发展起来的一项先进制造技术。其原理是在作回转运动的中空的管状电极中通高压工作液，冲走加工屑，同时保持以高电流密度连续正常放电。电极做回转运动可使电极端面损耗均匀，不致受高压、高速工作液的反作用力而偏斜，电火花高速深小孔加工原理图见图1。由于高压工作液能迅速将电极产物排除，且能强化火花放电的蚀除作用。因此，这一加工方法的最大特点是加工速度高，一般小孔加工速度可达20mm/min―60mm/min，比普通钻削小孔的速度还要快。这种加工方法最适合加工直径0.3mm―3mm的小孔，而且可加工深孔(深径比可超过100）、加工的孔形尺寸比较稳定、圆度好、锥度小。但它一般只能加工直径0.3―3.0mm的孔，加工的表面粗糙度值也较大。

下面以实验的方式来分析电火花深小孔的加工情况。

一、实验目的

研究圆柱电极在不同转速下加工深小孔所需时间，对比相同电极在有无转速下的加工时间对比。观察旋转电极是否在加工效率方面占有优势。

本实验采用棒状电极。用普通车床将Φ4mm的紫铜棒制作成如图2的棒状电极。

二、实验装置和实验条件

实验采用DB703电火花穿孔机床，考虑到紫铜材料的特性及普通机加工的能力，采用Φ4mm的棒状电极。虽然电极尺寸较大，不属于小孔范围，但加工采用了微细电参数，如表1所示。在微细电参数下，放电间隙狭小，对于本文的研究对象――间隙流场而言，与微小孔加工情况一致。在1Cr8Ni9Ti不锈钢工件上加工深度为20mm的小孔，之所以深径比只有5，是考虑到实验时间太长，本实验采用恶劣的条件，没有退刀，加速了电火花深小孔加工出现的瓶颈现象。图3为实验装置的示意图。不锈钢工件通过夹具安装在工作台面上。图4、图5、图6、图7给出了实验装置的实物图。

整个系列实验是在敞开环境，主轴无回退，同时利用冷水机使工作循环液保持在16℃左右的恒温状态。

三、实验结果

实验过程中以加工0.1mm深度为一个单位记录时间，在不锈钢工件上加工20mm深度的小孔。利用得到的加工时间数据，生成加工曲线图。改变主轴的旋转速度，重复上面过程，得到不同转速下的加工深度与加工总时间的曲线图，如图8所示。

可以看出，加工的总时间随着电极转速的增加出现先减后增的情况，当达50r/min转速时，消耗的总时间最少，在此之后加工总时间反而随着转速的增加而增加。图9为电极转速变化与加工总时间的关系曲线。

四、结论

1.结合仿真与实验，可以得到如下结论。

（1）电火花加工深小孔时，电极旋转能改变工作液的流场，在间隙间形成梯度较大的速度场分布，在速度梯度力和流场拖曳力的作用下，底面的电蚀产物会处于不断的运动中，并且会以螺旋向上的轨迹向侧面流场转移，避免电蚀产物在底部堆积。和无旋转电极加工小孔相比，显著提高了加工效率。

（2）随着速度的增加，当超过某个特定转速后，电极转速的继续增加，侧面的速度梯度力成倍地增长，并且在间隙工作液中产生负面的压力场分布。这会使处于间隙间的电蚀产物在侧面向电极表面靠拢，导致二次放电，从而影响加工效率。

2.深小孔加工是机械行业的热点和难点。国内外的研究取得了一些可喜的成绩，但是在许多理论和技术方面的问题有待更深入的研究。本文仅仅涉及电火花孔加工的实验研究。根据研究中获得的一些经验和感触，对课题的相关内容提出一些展望。

（1）从理论上讲，电火花放电加工小孔的间隙流场，属于三相流问题。间隙中含有的电蚀颗粒为固相，被汽化的金属为气相，工作液本身为液相。严格地说，这是一个瞬态的问题。所以为了进一步研究清楚间隙流场的复杂情况，需要用多相流的知识来分析和计算流场中电蚀颗粒粒度，浓度和它们的分布及流向。

（2）从实验上讲，电火花放电深小孔加工需要采用细长电极。加工过程最好配备先进的仪器来测量间隙流场的物理量，以验证理论分析。

参考文献：

［1］DB703高速电火花穿孔机床说明书.

［2］卢存伟.电火花加工工艺学［M］.北京：国防工业出版社，1988.

［3］段绍值，杨树宇，刘庆军.深小孔电火花加工工艺.机械工艺师，1995，（1）.

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关键词：电火花；放电不稳；电火花成型机床

中图分类号：TG661 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）34-0073-02

电火花加工过程当中放电问题的稳定性会直接地影响到产品的加工质量、功率等，这些因素都是衡量整个物品加工进程效果的非常重要的指标。此项指标是从事电火花工作人员不容忽视的问题，要怎么样来完成这种高难度的电火花加工工艺呢？这类加工问题也是当前电火花加工范畴研讨以及讨论的业内比较热门的话题之一。下文就我在多年实习教育当中的电火花加工经历，对于加工作业中放电不稳的表象作出论述，剖析其发生的缘由，并且根据此问题提出的部分改进的具体办法。

1 电火花加工放电进程机理的概述

电火花加工作业是由许多细微的单脉冲放电进程所组成的。一般的单脉冲放电进程是：包含电离以及击穿，构成放电的通道，放电通道内的瞬时间高温使作业液气化和裂化、金属资料熔化以及气化，瞬时间高压使得加工屑被抛入到作业液当中，跟着脉冲放电的工作完毕，南北极间介质进行消电离，康复绝缘的杂乱进程的一种作业过程。电火花加工工艺时放电空隙之内每一脉冲放电情况，这种现象被称为放电情况。放电情况有开路放电、电弧放电、过渡电弧放电、火花放电、短路等五种放电的方式。这五种放电情况在于实践的加工过程当中是进行替换、概率性地进行呈现。为电火花加工作业的完结，是非常有必要削减脉冲放电中反常的放电现象，单脉冲放电进程进行良性循环。

2 电火花作业中产生放电不稳现象的缘由以及改进措施

（1）放电功能不稳定的电火花机床在于加工过程当中经常发生放电不稳定的现象。电火花加工主要是靠着机床杰出的加工功能，以此来完成加工作业的。高级电火花机床配备有多种多样的脉冲输出电路线路，主轴是具备着高速性和高互应伺服特性的，这些特功都能够完成在加工中进行高稳加工作业的完结工作，并且有着高品位加工的质量。若是机床加工功能不好，经常在加工作业当中发作，难以控制的放电不稳的现象，这样就严重影响到加工质量。机床脉冲电源作业功能以及机床伺服进给体系等反常现象，是电火花机床自身缘由所构成的，在机床加工中经常发生放电不稳定现象的其主要原因。

（2）选用的技术办法非常的不合理致使加工中出现放电不稳定的现象。电火花加工工作的技术办法是不是合理可行，这也是成功完成稳定加工的重要问题。一般加工是：选用粗加工电极蚀除很多金属完成粗加工工作，然后再进行换半精以及精加工电极完成过渡加工或者精加工作业。此类的技术办法的关键问题是加工作业当中应当选用电极摇摆的办法来改进加工排屑的情况，达到稳定的加工的水平。选用多段加工条件用于平动的操作办法，跟着加工的深度的进行给予，两轴一起进行扩展运动。加工作业中选用摇摆的办法是可使得放电作业更加的安稳，大大减少了二次放电现象，并且可以获得旁边面以及底面更加均匀的外表粗糙度，这类操作手法被广泛地运用。

（3）加工作业中加工液处置方式如果不妥当以及加工液质量有疑问所构成放电不稳定的现象。电火花加工作业是在作业液体质中所进行的。作业液的绝缘功能在于脉冲放电的过程当中，起到消电离的重要效果，在于加工中对电极以及工件起到了加快冷却的作用，使得电蚀产品从放电空隙中悬浮以及分泌出去的重要效果。在电火花加工作业当中，经常运用冲以及抽液的办法来进行排屑，防止电弧放电的现象，使得加工稳定地进行操作。可如果不适当的加工液处置方式，是会影响到放电的稳定情况的。冲或者抽油压力过大的话，会使得放电通道不容易构成，发作不稳定的部分放电，特别是在精加工中更为明显。如此而言，可以将冲或者抽油压力操控在挨近安稳加工的临界压力范围之内。如果冲油方向不正确的话，会使加工屑堆积，因而构成放电不稳定的现象的，而且会构成积炭。这类情况，一般是选用朝开口部位冲油的方法，盲底部位选用朝下淋油的操作办法。冲或者抽油加工尽管能够将加工屑极好地进行排出，大大地改进了放电的稳定，但是，操作不均匀的流场，会引发会集放电以及二次放电等现象，对于工件平面度、粗糙度的影响非常大，容易造成发电空隙不均匀的反应现象，并且如果激烈的冲刷更会引发电极边角反常的损耗。所以，在精密加工中一般选用了无冲液、浸油加工的液处置方法，依托于抬刀的动作来进行排屑并且完成稳定的加工作业，这样就对于机床设备提出了非常高的要求。

（4）电参数调理的不正确对于放电不稳定现象所产生的不良影响。电参数运用如果不正确是放电不稳定现象发生的重要原因之一。电规准主要由电流和脉冲宽度以及脉冲空隙等三大电参数所组成。这需要运用非常大的电流、大的脉冲宽度等，过小的脉冲空隙是电参数调理不合理等所发生的放电不稳定的主要原因。这三者应依据于加工中的安稳性以及加工的技术目标需求等，以此来详细地设定挑选。在放电不稳定的情况之下，首先思考增大脉冲空隙，能够使得加工确保消电离、改进排屑情况等，对于技术目标影响并不大。其次是思考减小脉冲的宽度，更大的脉冲宽度等使加工作业中短时内放电的次数过多，在加工中来不及消电离，容易发生烧弧。

3 电火花加工稳定情况的评判以及其发生的

影响

电火花加工作业中随同有一系列表面现象，经过加工进程当中的外在的具体体现，能够知道加工作业的稳定性，发现加工的反常放电的情况。正常的加工作业中，观察到的火花色彩通常是蓝白色夹火红色彩，发出的火花细微并且均匀。加工液面冒无烟，并且有小气泡，听到的火花声音洪亮并且接连。机床的电流以及电压表面呈现有规则的摇摆等，伺服百分表匀速进给。在加工作业中每次放电时候、抬刀动作有规则的继续。机床深度检测值呈安稳的递进。相反，加工中放电会集于一处，火花色彩偏红亮一些，液面冒白烟大气泡，火花爆破声响低以及烦闷，电流以及电压表指针急剧摇摆，伺服机构急剧跳动的放电不安稳表象可判别是电弧放电的原因，这类表面现象经常使用工件结炭、电极、烧伤。

下面是电火花加工中的相关实验数据，说明电火花加工中干扰因素对成型面加工质量和工艺效果的影响：

实验条件：

实验设备：E46PM电火花成型机床1台

实验电极：紫铜电极，ψ5mm

实验样板：A3钢板，厚10mm，经淬火处理

加工方法：短脉冲正极精加工

脉冲电源：单向脉冲电源

工作液：电火花机床专用工作煤油

加工制件：成型工件孔直径ψ=5mm，孔深H=1.5mm

电火花加工中影响成型面加工质量的因素非常多，而且它们又是相互制约的。这些实验的数据表明在电火花实际加工操作中，加工参数的合理选取与否将直接地影响到工件的各项工艺指标以及放电的稳定性。

归纳以上对于电火花加工操作当中放电不稳定的表面现象所发生缘由的剖析来看，加工屑的排出对于电火花加工稳定性有着重要的作用，大多数办法从根本上都是经过直接或者间接的改进加工的排屑情况，在排屑顺利的条件之下完成稳定加工操作的。对于电火花加工中多种搅扰要素的知道以及扫除，是要完结安稳放电加工的重要保证。经过不断地改进电火花加工工业中放电不安稳的现象，能够防止反常放电发生的加工反常现象，并且确保加工质量，从而进一步提高加工功效。

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随着航空发动机的性能及设计结构在不断改进提高，零件的设计向整体化、复杂化方向发展，越来越多地采用难加工材料，制造难度也越来越大，为了应对这一挑战，新设备、新技术的应用日益增多。高效放电铣加工技术就是一种数控与电加工技术相结合的新技术，可以大大节省加工费用，并有效地降低数控机床的占用率，是难加工材料零件粗加工降低成本的有效手段之一。

CAD/CAM技术在不断提高，软件日益成熟，NX软件就是典型代表之一，成为航空发动机领域广为应用的软件。由于高速电火花铣加工是近几年发展的新技术，尤其独特的加工原理，不同于普通的数控加工过程。因此，如何通过NX软件的相关基础模块满足高速电火花铣加工编程的需要，是值得我们探索的。

二、高速电火花铣的工作原理及加工特点

高速电火花铣床为立式结构，可进行4轴联动加工。该技术采用简单的铜管电极，由导向器导向，在电极与工件之间施加高效高频脉冲电源，主轴带动电极在伺服系统控制下作伺服进给，在电极与工件之间产生高频脉冲放电，通过电流及轨迹控制蚀除工件材料。可进行4轴联动三维曲面的高效放电加工。加工中不仅工件浸泡在工作液中，而且还使高压水质工作液从电极的内孔喷出，对加工区实施强迫排屑冷却，保证加工顺利进行。数控系统在加工过程中对电极进行在线检测补偿，保证加工精度。机床结构如图1所示。

通过高速电火花铣的工作原理介绍，我们可以简单地理解为利用铜管放电装置代替刀具铣削功能的数控电加工技术，加工过程兼具数控加工和放电加工特点。通过数控伺服系统对电极轨迹进行精准控制，可进行复杂曲面的加工。同时，又需要考虑电加工过程放电间隙、电极放电位置（尖点放电）、电加工精度及电极自损性带来的形状变化等因素使

加工过程复杂化，直接决定了加工精度。

目前，该设备的加工精度尚不能满足精加工需要，只能进行粗加工（允许存在一定的不均匀度），尤其在曲面加工中尤为明显。但是，其加工成本低廉，适应性强，是难加工材料复杂零件粗加工的有效手段之一。

三、加工模型的前处理

高速电火花铣的加工原理决定了加工精度，因此也决定了高速电火花铣编程模型不仅仅是工序模型，而是需要编程者根据零件形状及电加工特点对零件工序模型进行一定修改而获得编程模型，最终获得理想的加工效果。这一过程就是高速电火花铣加工编程的加工模型的前处理。

加工模型可以通过如图2所示流程获得。在这里涉及到两种模型的转化过程，即设计模型到工序模型的转化和工序模型到加工模型的转化。模型的转化可以应用NX软件的同步建模功能，进行快速直观的转化。

四、加工刀轨设计特点

高速电火花铣属于电加工范畴，只是通过数控系统控制轨迹而已，不同于铣削加工。其加工过程中几乎无“切削”力，并且电极自损性等特点也决定了高速电火花加工轨迹不同于数控铣加工的刀具轨迹原则，其主要特点如下。

（1）在加工过程中，“刀具”（电极铜管，下同）无需抬刀横越，可在材料中直接进行加工，减少不必要刀轨。如图3所示，方式一优于方式二。

（2）“刀具”由于具有自损性，为保证“刀具”形状稳定，编程宜采用满刀加工，即“刀具”完全进入材料。即行宽等于或略小于“刀具”直径。

（3）根据加工状况，宜采用分层加工，避免加工过程中“刀具”与材料放电面积过大，引起电流超载，加工中断。

（4）在加工过程中，“刀具”可以进行进行向下的加工运动，不必考虑是否“扎刀”。

（5）进行根部 R加工时，应采取拟合方式进行，不能以成形加工方式进行，如图4所示。

（6）避免产生较长的直线刀轨，避免增加加工表面的不均匀性。

五、加工案例

机匣是航空发动机的重要承力部件，起着连接、承载、支撑和包容等作用，其主要结构特征包括安装边、加强筋、凸台和岛屿等复杂特征，在外型面加工中对加工中心的依赖程度大。由于机匣为保证性能要求，多采用难加工材料，加工时占用机床时间长，尤其是粗加工阶段。为此，采用电火花高速铣进行机匣零件的外型面加工，可以有效地节省加工中心此类设备资源，降低成本。同时，由于电加工过程无切削应力的产生，可以有效地降低零件的应力产生，易于控制加工变形。

下面以某典型机匣零件（图5）为例，进行电火花高速铣编程应用。该机匣外型面以回转圆柱体为主，分布着凸台、加强筋等特征，需要进行4轴联动加工。

首先，进行加工模型前处理，通过同步建模命令将设计模型或工序模型转变为编程模型。根据编程的需要，进行两类操作：①修改加工特征，如零件上的孔系非本工序加工内容；②修改加工轮廓，如表面无法通过CAM软件中的余量功能进行设置，可以选用同步建模。

通过同步建模模块中的“删除面”功能，选取不需要的孔内腔面，便可以删除孔特征，效果如图6所示。这样可以直接修改模型，免除了查找参数的繁复过程，是一种快捷直观的方法。这种方法还适用其他特征面的删除，如圆角等。类似的功能还包括：“移动面”、“拉出面”以及“偏置区域”等，修改模型的拓扑形状。

在加工的过程中，有些加工面需要单独留有余量，此时，可以利用“尺寸”功能直接修改。这里，机匣环形槽底部根据工艺需要，需要额外单独增加余量0.3mm，通过“尺寸-径向尺寸”功能选中第一层环槽底部，调整直径，即可将环槽半径进行修改，如图7所示。

通过以上操作，将非本道工序加工的孔系及圆角删除，使编程模型简化。将零件的径向余量调整为0.3mm，其他根据需要适当增加余量，保证凸台根部不出现过切。这是由于高速电火花铣加工放电过程中，底部放电量与侧壁放电不同造成的。最终，获得加工模型如图8所示。

机匣的毛料为简单的环形件，如图9所示。型面余量大。电火花高速铣由于设备电流的限制，切深不宜超过2mm。因此在编程时需要将零件分为2个半区分别进行加工（即2个安装边将零件分为2个区域），采用4轴变轴铣削同分层铣削的方式进行。

编程时，首先利用刀具对话框设置加工电极参数。选择圆柱形铣刀类型，刀具直径需将电极直径及放电间隙同时考虑，即刀具直径=电极直径+放电间隙*2，这样可以满足电极的测向放电要求，底部放电间隙需要通过 Z向偏置设定，如图10所示。

然后，进入多轴加工模块，依次选择加工部件、毛坯、检查区域和切削区域等相关内容。这里可以采用曲面驱动方式，选择加工槽底面，投影矢量选择垂直于驱动体。即可获得加工刀轨，如图11所示。这里需要注意的是，当加工部位有凸台时，采用安全平面设置即可获得理想的刀轨。

程序完成后，通过NX的后置处理器进行后置处理文件的构建。完成G代码程序输出。这里采用4轴带转头机床结构，FANUC控制系统。设置程序格式，如图12所示，其他设置默认即可。利用构建完成的后置处理文件，获得符合机床要求的G代码，完成机匣的加工程序编制。

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论文摘要：对联接套工件结构及其加工工艺进行了分析，明确其加工难点为斜小孔的加工，针对难点优化加工工艺。并设计了电火花成形工装，取得了良好的加5-效果。

引言

联接套是一种新型先进的基础件，主要用在机件与轴、轴与轴、或2种不同尺寸的轴的联接。它是依靠拧紧性能等级为12．9级螺钉，在轴向力作用下，使内外环锥面之间产生胀紧压力，轴和轮毂紧密贴合，产生足够的摩擦力，以传递扭矩，轴向力或两者复合载荷的一种无键联接装置，可以替代单键，花键或联轴器，其广泛应用于食品机械、纺织机械、包装机械、矿山机械、机床、加工中心、洗涤设备、印刷机械以及冶金机械等行业。由于联接套加工工艺的复杂性。本文设计了电火花成形工装，对其加工工艺进行研究，优化了其加工工艺。

1加工工艺

1．1联接套结构分析

联接套零件如图1所示，根据零件图纸和技术要求，零件加工精度要求较高，且存在2个方面的加工难点：(1)该零件材料为316(美国astm标准)不锈钢，对照国内不锈钢标准，钢号为0crl7nil2mo2，这类材料切削性能很差，所需切削力大，刀具与切屑间易产生黏结，加工硬化严重：(2)与轴线成45。的4斜小孔的加工，既要保证斜lfx~l的位置精度，又要保证45。角度，若采用常规钻削加工，由于被加工斜小孔位置处在较深的内孔台阶处，必须要用4的加长钻，由于西4加长钻的刚性不足，从而影响钻削速度、或出现钻头折断、或被加工小孑l质量不易保证等弊端。WWW.133229.Com

1．2加工工艺

该套常规加工工艺路线为：粗车一半精车一钳工加工各小孔一精车(数控车床)。常规工艺路线3(钳工加工各小孔)中包括钻斜小孔，64孔口位于内孔台阶处，钻孔时必须给钻头一个起刀面，那么半精车时必须在内孔台阶处留有45。的内圆锥面；与此同时，为了便于设计钻夹具，要求一批联接套的内孔形状和尺寸在半精车后基本要一致；这势必提高了半精车的难度．同时也增加了数控精车的工作量．从而大大提高了加工成本。

在钳工加工各小孔的工序中需用2副钻孔夹具，其中钻西4斜小孑l为一副，该夹具既要保证钻孔的位置和45。角度，还要设计一个用于钻头定位导向的钻套，同时还需要考虑排屑空间、切削液的注入等，夹具结构复杂。设计难度较大，加工操作也不方便。综上所述，若采用上述常规加工工艺，加工成本较高，夹具成本也高，且加工操作也不方便。经反复分析零件结构特征，设计了现有的加工工艺路线：粗车一半精车一钳工加工除(b4斜小孑l的其他各小子l一精车一电火花成形加工4)4斜小孔。

电火花成形加工属于一种无切削力的加工方法．具有如下优点：(1)电火花加工是利用工具电极和工件电极之间的脉冲性火花放电时产生的电腐蚀来蚀除多余的金属，因此(b4斜小孔虽处于台阶面的特殊位置，但对加工构不成困难．也不必在半精车时留有45。的内圆锥面作为起刀面，从而大大降低了加工难度。(2)电火花成形加工过程中，电极与工件不直接接触，所以不存在明显的机械切削力，因此在加工西4斜ivq~l时，可避免因刀具刚度太低而折断，且不会影响_丁件已加工表面精度及表面质量，故64斜小孔加_t放在最后加工；(3)电火花成形加工中，电极材料的硬度可以比工件低。对硬度较高、切削性能差的316不锈钢材料也能容易加工。基于上述工艺分析，设计了斜lf,：fl电火花成形加工工装。

1．3斜小孔加工工装设计

4)4斜小孑l加工工装如图2所示，整个1二装设计是建立在其他外形和孑l都已加工完毕的基础上进行的。该_t装主要包括定位盘、削边销、斜支承板找正块和底板5个部分，其中定位盘、斜支承板和找正块的设计是整个设计的关键。

(1)定位方法及定位元件设计

根据六点定位规则，采用一面两孔的定位方法，一面是指114-3网底面，两孔为654短内孔和61o．5光孑l。定位元件对工件起定位功能，保证l丁件在夹具中有正确的加工位置，本工装中定位元件有定位盘和削边销，如图3所示。定位盘形状和尺寸主要是依据联接套定位面尺寸和斜支承板的安装配合．定位盘底部形状采用整圆切除的结构，切出的侧面与斜支承板的定位台阶面配合．定位盘凸台部分与联接套54内孔配合，凸台高度为7mn3．，比654内孔深度小2mm，中间15mmxl5nqltl正方通孑l用于找正块安装。定位盘材料为45调质钢．先外圆车削，中问15mmxl5mm正方通孔、侧面和孔再进行线切割加工。削边销4,1o．5圆柱面与定位盘台阶孔成过渡配合，头部削成扁状，防止工件加工时旋转。材料为45调质钢，车削加工成形。

图3定位元件示意图

(2)斜支承板设计

斜支承板如图2所示，斜支承板的设计主要是解决4细深斜孔加工方位的问题。目前常用电火花成型设备的加工主轴一般为垂直方向，可被加工孑l为45。斜孔，首先要通过一定方式校正45。斜：fl：fl位到90。方向。把被加工零件从水平方向逆时针旋转45。后，被加工孔刚好在9o。垂直方向上．于是就设计了带45。斜面的支承板，45。斜面与定位盘圆底面配合，用3个沉孔螺钉与定位盘联接，斜支承板下平面与底板之问用4个沉孑l螺钉联接。斜支承板材料为q235，先平面磨削加工，45。斜面和定位台阶面再线切割成型。

(3)找正块设计

图4为找正块零件图，线切割成型。找正块是电火花电极找正元件，为了保证电火花电极对刀精度，要求找正块61o对刀孔中心相对15一：{02两侧面的对称度不超过0．02mm。通过电极找正可以保证4斜小孑l的位置精度；4斜小孔孔径由电极直径保证。

(4)底板设计

底板如图2所示．其尺寸为15mnix85mmx145mm，材料为q235，压紧机构通过底板两端把整个工装压紧在电火花工作台上。

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自**年**月**日起至**年**月**日止，为期3个月。

二、目标

把握购物高-潮，举办“超级市场接力大搬家”，促销**公司产品，协助经销商出清存货，提高公司营业目标。

三、目的

(一)把握圣诞、元旦以及结婚蜜月期的购物潮，吸引消费者对“接力大搬家”活动的兴趣，引导选购**产品，以达到促销效果。

(二)“接力大搬家”活动在A、B、C三地举行，借此活动将**进口家电，重点引向**国市常

四、对象

(一)以预备购买家电之消费者为对象，以F14产品的优异性能为主要诱因，引导购买**公司家电，并利用“接力大搬家”活动，鼓舞刺激消费者把握时机，即时购买。

(二)诉求重点：

1.性能诉求：

真正世界第一!

**家电!

2.S.P.诉求：

买**产品，现在买!

赶上年货接力大搬家!

五、广告表现

(一)为配合年度公司“**家电”国际市场开发，宣传媒体之运用，逐渐重视跨文化色彩，地方性报纸、电台媒体、电视节目选择，亦依据收视阶层分析加以考虑。

(二)以**公司产品的优异性能为主要诱因，接力大搬家S.P.活动为助销手段，遵循此项原则，对报纸广告表现之主客地位要予以重视。

(三)TV广告，为赢得国际消费者，促销欣赏角度并重，拟针对接力大搬家活动，提供一次30分钟实搬、试搬家录现场节目，同时撷取拍摄15〃广告用CF一支，作为电视插播，争取雅俗共赏，引起消费者的强烈需求。

(四)POP：布旗、海报、宣传单、抽奖券。

六、举办“经销商说明会”

为配合国际市场开发策略，并增加此次活动之促销效果，拟会同公司及分公司营业单位，共同协办“年末促销活动分区说明会”，将本活动之意义、内容及对经销商之实际助益做现场讲解，以获求充分协助。

七、广告活动内容

(一)活动预定进度表

注：“接力大搬家”日期定于圣诞前后，理由有二：

1.圣诞前后正是购货高-潮期，应予把握。

2.圣诞前后，是目标市场顾客非常忙碌的时刻;交通必然拥挤，交通问题不易妥善处理。

(二)活动地区

在**国A、B、C三地，各择具备超级市场之大百货公司举行。

(三)活动奖额

1.“接力大搬家”幸运奖额

(1)A地200名，B地150名，C地150名，如下表：

表5-4“接力大搬家”幸运奖地域分布

区别次别

A地B地C地

首次抽奖100名70名70名

二次抽奖100名80名80名

合计200名150名150名

(2)以户为单位，每户相同，均为10分钟。

(3)每户10分钟，以接力方式进行。

2.“猜猜看”活动奖额

(1)完全猜对者一名，与搬额者同额奖品，同时猜中者，均分。

(2)附奖5位，最接近搬额者，每名赠**品牌家庭影院一套，超抽签决定。

(四)活动内容说明

1.收件期间：自**年**月**日至**年**月**日，在A、B、C三地举行试搬，除选定之百货公司本身广为宣传外，并加以录像拍制现场，节目于**月**日8点档播放，借以宣传于观众了解活动内涵，同时剪录15〃CF“试搬”情况，做电视插播，广为宣传，刺激销售，增加回收件数。

2.分两次抽奖原因：

①早买中奖机会高，第一次未中，还可参加第二次抽奖。

②活动期间较长，可藉抽奖分次活动，刺激消费者恢复销售高-潮。

3.参加资格及办法

(1)超级市场接力大搬家部分

凡自活动日起购买**公司产品价值1000美元以上者，以1000美元为一单位，可向各地总经销商索取幸运券一张，参加抽奖，多买多送。

①如电视5120美元即送5张。

②幸运券填妥寄**总公司。

③三地各分北、中、南三区，幸运券亦分3色区别。

④以1000美元为单位即赠幸运券一张之理由如下：

不限买**家电方可参加，对所有**公司产品均有相互促销作用。

B.让消费者依购买额之多寡，持有较多幸运券，吸引力较强。

C.对预算奖额并无差异。

D.经销商依各产品之在库金额请领幸运券，可以其为P.R.用。

E.**公司、经销店以及参与企划、活动单位之员工及其亲属，不得

参加比抽奖活动，抽中者如被察觉，视为无效。

(2)“猜猜看”部分

任何人都可以参加，猜三地各区接力大搬家，搬得最多之金额，猜中者可得同等额之奖品，若两人以上同时猜中，则均分其奖额。另选数字相近之5人，各赠**牌家庭影院一套。**月**日截止。

(3)幸运的新婚蜜月环岛旅游

凡被抽中为参加“接力大搬家”之幸运者，同时又是于此活动期间新婚者，另赠蜜月旅游券两张，以刺激结婚期**公司产品之销售。

(4)奖额预算

300万美元以内。

(五)与上次“超级接力大搬家”改进之点

1.**公司、**公司经销商，以及参与企划单位之员工及其家属不得参加抽奖，抽中无效。

2.活动期间酌情拉长为两个月。

3.重点在促销，且此次拟举办“经销商说明会”，幸运券之分配，当较为妥善均匀。

4.用TV做现场节目介绍，并播放15〃CF，可使消费大众对百货公司之超级市场有所了解。

5.积上次经验，针对百货公司之签约，当立下多利于我之条件，不致超出预算。

6.搬家时间全部均定为10分钟。

7.搬家日，另致邀函，请经销商到场参观，加强地方经销商之协调色彩。

8.报纸及此活动之广告表现，均重视优异性能并以“接力大搬家”来销，且媒体选择趋于大众格调。

9.媒体运用趋向于广告面广，并对超级市场之说明予以加强。

10.整个活动分两个高-潮，促销效果大，并将试搬提前，对购买欲望之提高，将较有助益。

11.经销商政策已做全面改进。尤以P.P.物大量补充。指名率高。

12.售后服务，亦将在广告内提出，在整体配合上，改进颇多。

八、预算分配

(一)活动部分

1.奖额150000美元

包括“接力大搬家”奖额及“猜猜看”奖额。

2.杂项11000美元

包括P.R.费、主持人费、车马费、误餐费等。

3.S.P.费用10000美元

包括幸运券、帆布袋、传单、布旗、海报。

(二)广告媒体费用

1.报纸180000美元

2.电视节目170000美元

3.SPOT170000美元

4.杂志12500美元

5.电台50000美元

总合计：735500美元

注：①整理费用拟利用工厂临时作业员两人协助，不另编列预算。②电台部分提高为8万美元。③应增列现场拍摄记录片多出制作费之费用约1万美元。④待呈准后，应详列预算表，并附正式估价单报准。

广告媒体之选择分析：

1.报纸部分

为配合“**公司家电”市场开拓，此次报纸媒体和地方性报纸显见增加，并就此次活动，多发消息，以助其宣传。

2.电视部分

改变过去**公司重视高格调之表现与节目选择，在广告表现上，采用平易近人的说明方式以SLIDE及CF播放;在节目选择上，参考**公司提出之10月份收视率调查结果，使其中层阶层更为明显，普遍对大众做“大众化”的诉求，如影片、连续剧、综艺节目的综合运用。

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在低利率市场环境下，受保监会中短期存续产品新规、产品费率市场化改革等诸多因素的多重影响，国内的保险行业显然走到了一个拐点，到了需要下决心改变过去的发展方式的时候了。

日前，保监会公布数据显示，前三季度保险行业共实现原保险保费收入2.5万亿元，同比增长32.18%，前三季度保费规模超2015年全年水平。即使保费大幅增加，但是保险公司的经营效应仍然处于下降通道中，前三季度利润总额同比下降35.68%。

值得一提的是，尽管净利润增速整体并不理想，但上市险企三季报中却透露出一个重要信号，即同期保险四巨头中有三家都获得了证金公司的微幅增持，这在一定程度上肯定了险企的“含金量”。

上市利润增速“三降一升”

与整体行业类似，今年上市保险公司前三季度的成绩单并不好看，但也符合市场预期。

今年前三个季度，中国人寿、中国平安、新华保险、中国太保四大保险合计净利润836.5亿元，同比下降20.93%。

具体来看，只有中国平安逆势增长，实现净利润565.08亿元，同比增长17.1%；中国人寿、新华保险、中国太保分别实现净利润135.28亿元、47.86亿元、88.29亿元，同比分别下降60%、44.6%、41.3%。

营业收入方面，四家保险公司的平均增速为5.3%，排名居前的是中国平安、中国太保、中国人寿，增速分别为15.4%、10.3%以及7.7%。只有新华保险的营收出现了下滑，为-12%。

在营业收入的构成中，除去中国平安由于业务结构多元化外，其他三家保险公司已赚保费与投资收益两项合计占营业收入的比例高达99%以上。由此可以看出，今年前三季度，由于投资收益的下滑，已赚保费对于保险公司的营收贡献的比重正在提升。

数据显示，除新华保险外，其他三家公司今年前三季度保险业务收入保持高增速。其中，中国人寿保险业务收入约3763亿元，同比增长21.19%；中国平安紧随其后，前三季度整体保险业务收入3593亿元，同比增长21%；中国太保前三季度保险业务收入1891亿元，同比增长17.9%；新华人寿保险业务收入为934亿元，相比去年同期的946亿元略有下降。整体来看，四大上市险企前三季度保险业务收入合计为10182亿元，同比增长18.1%，已经接近去年全年的保费收入。

两大因素导致利润大幅度下滑

保险行业的商业模式，其实很简单，就是在为别人承担风险的同时，用别人的钱去赚钱。换言之，保险行业的利润主要来自投资，而不是保险业务本身。

国内保险的投资，近年范围不断扩大，包括定期存贷款、债券投资、股权投资、证券投资基金及另类投资等。权益类投资是其中重要的一项。因此在市场行情好的时间里，保险公司大赚特赚，在行情差的时候，利润则大幅度下降。

今年以来，国内资本市场面临“资产荒”，加之股市持续震荡，保险公司的投资收益率不断下行。前三季度，中国平安保险资金总投资收益率为4.9%，低于去年同期的7.8%。中国人寿总投资收益率为4.43%，去年同期为6.88%。由于权益类投资价差收入减少，中国人寿总投资收益为849.45亿元，同比下降30.3%。

对于净利润下滑，中国人寿也表示主要受投资收益下降及传统险准备金折现率假设更新的影响，这两个原因也是影响保险行业的共性因素。

至于中国人寿提到的传统险准备金折现率假设更新也是上市险企净利润大幅下滑的一个原因。根据新会计准则要求，在基准利率下行过程中，寿险公司须对传统险准备金折现率假设进行调减。这一指标下调后会带动准备金成本项上升，从而“吃掉”保险公司不少利润。

海通证券在研报中指出，今年债券、存款、非标收益率均显著下降，权益投资收益率目前来看并不乐观，另类投资配置难度加大，利差收窄属大概率事件，准备金折现率的下调对于各公司利润均产生负面影响。

不过也有来自《2016-2021年中国保险业行业市场需求与投资咨询报告》显示：险企收益下降很大一部分是受权益类投资的影响，不过这也跟去年的大牛市有关，导致去年整体收益增幅太大，反观今年，反而觉得是下降了，其实整体收益还是在正常范围内，也是可以理解的。

在四家公司中，只有中国太保披露了2016年三季度末的投资资产配置情况，三季度末较中期资产配置差异并不大，主要增加了债券、债券投资计划、权益类基金、债券基金、优先股等配置。

传统寿险业务转型继续深化

保监会副主席黄洪日前在出席相关会议时说，与四季变化一样，人身保险也有生、长、收、藏等运行周期，而影响这一运行周期的因素中，利率的影响是至关重要的，特别是低利率的影响更大。

目前，人身保险业正面临五方面冲击：一是对过于依赖利差的定价机制产生冲击；二是对资产驱动负债的商业模式产生冲击；三是对放大资本杠杆的扩张路径产生冲击；四是对激进投资的应用方式产生冲击；五是对传统思维定式的风险管理体系产生冲击。

这也是目前寿险行业尽管保费在快速增长，但整体的经营效应却在下降的重要影响因素。

面对市场冲击，各家寿险保险公司必须进行转型。而相较资产驱动负债的寿险，传统大型寿险公司提早进行了布局。

在四家上市保险企业中，新华保险是最早提出转型发展的公司，今年新任董事长兼首席执行官万峰履新，再次表态要更加深化公司的转型发展，聚焦期交业务，收缩趸交业务，着力优化业务结构。按照此前新华保险董事长兼首席执行官万峰所透露的，2017年将全部甩掉趸交业务。

此前，新华保险的业务结构调整，令保费增速下滑，受到市场的广泛关注，但现在看来，公司可以说是未雨绸缪。

如今新华保险调整初见成效，公司前三季度首年期交保费收入190.5亿元，同比增长44%；趸交保费收入221.8亿元，同比减少33%。从分渠道结构来看， 保险营销员、服务经营、银保渠道分别占比30.58%、9.68%、59.74%，与上年同期相比，银保渠道占比下降11.82%。

三家获“国家队”增持

值得注意的是，尽管上市保险净利润整体增速并不理想，但“国家队”却进行了小幅度的增持，在一定程度上体现了对于保险公司发展的肯定。

截至三季度末，证金公司持有中国人寿的股份比例由今年上半年末的2.03%增至三季度末的2.09%，持股数量为5.92亿股；持有中国平安的股份比例由4.02%增至4.05%，持股数量为7.4亿股；持有新华保险的股份比例由2.79%增至2.86%，持股数量为0.9亿股。

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[关键词]数控电火花 工作原理 工作方法

[中图分类号]G71 [文献标识码]A [文章编号]1006-5962（2013）07（a）-0026-01

1.数控电火花线切割

1.1线切割的发展史

国内第一台电火花加工机床诞生于1954年。1956年1月27日，营口电火花机床厂试制成功全国第一台便携式电火花强化机，也是国内最先把放电加工技术用于生产的第一台电加工装置。1958年研制成功的DM5540型电脉冲机床具有效率高、电极损耗小的优点，从此电加工机床进入以模具加工为主的时期。“钢打钢”电加工工艺的研究成功解决了电极与冲头的配合问题，这使电加工机床在模具（特别是冲压模具）加工中得到进一步推广应用。

1.2电火花线切割机床的类型

1.2.1按电极丝运行速度分

（1）高速电火花线切割机床（往复走丝电火花线切割机床）

高速电火花线切割机床的走丝速度为6～127m/s，是我国独创的机种。往复走丝线切割机床不能对电极丝实施恒张力控制，故电极丝抖动大，在加工过程中易断丝。由于电级丝是往复使用，所以会造成电极丝损耗，加工精度和表面质量降低。

（2）低速线切割机床

低速线切割机床电极丝以铜线作为工具电极，一般以低于0.2m/s的速度作单向运动，在铜线与铜、钢或超硬合金等被加工物材料之间施加60-300V的脉冲电压，并保持5～50um间隙，间隙中充满脱离子水（接近蒸馏水）等绝缘介质机床结构精密，技术含量高，机床价格高，因此使用成本也高。

1.2.2电火花线切割的应用范围

（1）电火花成形：用电极线切割技术适合加工一般穿孔加工用、带锥度型腔加工用及微细复杂形状的电极，同时还有铜钨、银钨合金之类的电极材料。

（2）模具：适用于加工各种形状的冲模、注塑模、挤压模、粉末冶金模、弯曲模等。

（3）零件：1）各种形状孔及键槽；2）齿轮内外齿形；3）窄长冲模；4）斜直纹表面曲面体；5）各种平面图案。

2.电火花线切割加工机理

2.1脉冲电源

电火花线切割加工用的脉冲电源的作用是把工频交流电源转换成一定频率的单向脉冲电流，以供给电极放点间隙所需要的能量来蚀除金属。脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工精度、加工过程的稳定性和工具电极损耗等技术经济指标有很大影响。电火花线切割脉冲电源的形式品种很多，如晶体管矩形波脉冲电源、高频分组脉冲电源、节能型脉冲电源等。

2.2机械系统

机床是线切割加工设备的主要部分，其结构形式和制造精度都直接影响到加工性能。机床一般由床身、工作台、走丝机构、丝架、工作液循环系统等几部分组成。

2.3加工控制

2.3.1线切割机床的加工原理

工件安装在工作台上，工作台通常由x轴和Y轴电动机驱动（如图1）。工具电极（电极丝）为直径0.02～0.3毫米的金属丝，由走丝系统带动电极丝沿其轴向移动。走丝方式有两种：①高速走丝，速度为9～10米/秒，采用钼丝作电极丝，可循环反复使用；②低速走丝，速度小于10米/分，电极丝采用铜丝，只使用一次。脉冲电源加在工件与电极丝之间，一般工件接正极，电极丝接负极。工件与电极丝之间用喷嘴喷入工作液（乳化液、去离子水等）。控制系统根据预先输入的工作程序输出相应的信息，使工作台作相应的移动，工件与电极丝靠近。当两者接近到适当距离时（一般为0.01～0.04毫米）便产生火花放电，蚀除金属。金属被蚀除后工件与电极丝之间的距离加大，控制系统根据这一距离的大小和预先输入的程序，不断地发出进给信号，使加工过程持。

线切割加工原理图：（图1）

（1）线切割――数控电火花线切割加工的简称。

（2）工作原理：利用移动的金属丝作工具电极，并在金属丝和工件间通以脉冲电流，利用脉冲放电的腐蚀作用对工件进行切割加工的。

（3）由于它利用的是丝电极，因此，只能作轮廓切割加工。

（4）当工件与线电极间的间隙足以被脉冲电压击穿时，两者之间即产生火花放电而切割工件。

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【关键词】特种加工；电子束加工；激光加工；电解加工；电火花加工

随着工业生产和科学技术的发展，具有高硬度、高强度、高熔点和高脆性等性能的新材料不断出现，同时具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多，而用传统的切削加工方法很难对它们进行加工，因此，特种加工方法便应运而生。

一、特种加工的特点

特种加工是相对于传统切削加工而言的，是指直接利用电能、声能、光能、化学能和热能等能量形式进行加工工件的方法的总称。特种加工与传统加工相比，具有以下特点：（1）特种加工为非接触加工，加工过程中没有明显的切削力作用，因此，对工具和工件的强度、硬度和刚度都没有严格的要求。（2）特种加工主要采用电能、声能、光能、化学能和热能等能量去除多余的材料，而不是靠机械能量切除多余的材料。因此，加工时不存在宏观的切削，不产生塑性变形，所以可以获得较低的表面粗糙度。（3）特种加工时，由于没有明显的切削力作用，一般不会产生加工硬化现象。加工中，热变形小、产生的应力小，易于获得好的加工质量，且可以在一次安装中完成工件的粗、精加工。

二、特种加工的方法

（1）电火花加工。电火花加工是指在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间在脉冲火花放电时产生的局部高温作用来蚀除金属材料，使工件的尺寸、形状和表面质量达到技术要求的一种加工方法。通常的电火花加工方法有电火花成形加工和电火花线切割加工两种：第一，电火花成形加工。原理：电火花成形加工是通过电极与工件之间的极间电压使电解液电离形成火花放电，并在火花通道中瞬时产生大量热能，使金属局部融化甚至气化，从而实现成形加工。绝缘工作液通常采用煤油，脉冲电压一般为直流100V左右，火花温度约为5000℃。特点：一是不产生切割力，有利于小孔、薄壁、窄槽以及各种复杂形状零件的加工或精密加工；二是脉冲参数可任意调节，可以在不更换机床的情况下连续进行粗加工、半精加工、精加工，且加工精度高；三是加工范围广，可加工硬、脆、软及熔点高的导电材料，也可交给你个半导体和绝缘体材料；四是对工件热影响小，适用于加工热敏感材料；五是可以在淬火后进行加工，以避免淬火变形对工件尺寸和形状的影响；六是加工速度慢，生产率低。应用：一是穿孔加工，穿孔加工可以加工各种圆孔、方孔和多边形孔等型孔，弯孔和螺旋孔等曲线孔，以及直径在0.01mm～1mm之间的微细小孔；二是型腔加工和曲面加工，型腔加工可以加工各类型腔模和各种复杂的型腔零件，还可以加工叶轮、叶片等各种曲面；三是其他加工，磨削平面、进行表面强化、打印标记和雕刻花纹等。第二，电火花线切割加工。原理：利用连续移动的电极丝作工具阴极，按照预定的轨迹进行脉冲放电，与阳极间产生电蚀而实现切割加工。特点：具有电火花成形加工的特点，还有切割效率高、材料利用率高的典型特点。应用：电火花线切割加工的零件精度较高，广泛应用于各种硬质合金和淬火钢的冲模、样板，各种形状复杂的精细小零件和窄缝等，并可多件叠加起来加工。（2）电解加工。原理：利用金属在电解液中产生阳极溶解的电化学原理将工件加工成形。特点：一是可以加工高硬度、高强度和高韧性的材料，并且可以一次性加工出形状复杂的型面和型腔，且不产生毛刺；二是电解加工过程中工具电极是阴极，只发生氢气和沉淀而无溶解作用，因此工具电极无损耗；三是加工过程中无机械力和切削热作用，所以没有应力变形；四是生产效率高，是电火花的5～10倍；五是电解液有腐蚀性，需要对机床采取防腐措施，电解液本身难以处理和回收。应用：广泛用于加工模具型腔、枪炮膛线、叶片、花键孔、内齿轮、深孔，以及电解抛光、倒棱和去毛刺等。（3）激光加工。原理：利用功率密度极高的激光束照射工件的被加工部位，使其材料瞬间融化或蒸发，并在冲击波作用下，将熔融物质喷射出去，从而对工件进行穿孔、蚀刻和切割；或采用较小能量密度使加工区域材料融合焊接。特点：一是适用范围广；二是加工效率高；三是加工质量高；四是可进行微细加工。应用：一是激光打孔，包括金属和非金属微孔（∮0.01mm～1mm）、深孔和窄孔等；二是激光切割，可以在任何方向上切割；三是激光焊接，热影响区小，没有焊渣，并可以实现不同材料之间的焊接。（4）电子束加工。原理：在真空条件下，利用电流加热阴极发射电子束，经控制栅极初步聚焦后，由加速阳极加速，是能量聚集，高速而能量聚集的电子束冲击到工件上，利用瞬时高温进行加工。特点：一是生产效率高；二是加工易实现自动化；三是加工精密；四是设备投入造价贵，应用受到限制。应用：范围广，各种硬脆性、韧性、导体、非导体、热敏性、易氧化材料以及金属、非金属都可以加工；常用于加工精微深孔和窄缝，还可以用于焊接、热处理、切割和蚀刻等。

参 考 文 献

篇10

关键词：锥齿轮;COSMOS;SolidWorks

1.引言

电火花加工机床因其加工原理的独特性而被列入特种加工机床行列，作为模具制造、零件加工不可缺少的重要设备，应用领域越来越广泛。电火花加工设备之一的电火花小孔机因受其加工领域的限制，自身功能的不足，长期以来只能是一种辅助设备，仅作线切割机床加工穿丝孔或加工一些小孔之用。随着电子工业的飞速发展，以及模具行业对小孔加工的日益增多，不仅要求能加工小孔，还要求加工的小孔精度高、速度快、控制性能好。这样，传统的手动小孔机已不能适应现代加工工艺的需要。对关键部件的有限元分析也成为一种设计的必须验证环节。

2.锥齿轮的有限元分析

（1）选择[工具][插件]，打开[插件]对话框，选中COSMOSWorks 2006复选框，单击确定。

（2）打开完成的零件图――锥齿轮.Sldprt。

图1 插件插入对话框图

（3）在COSMOSWorks 2006 Manager设计树中选中同步齿形带轮，右击，选择研究，添加锥齿轮的有限元分析――锥齿轮。

（4）右击实体，点击应用材料到所有，选择同步齿形带轮的材质为AISI304，单击确定。

图2 零件材质选择对话框图

（5）丝杠承受整个主轴的重力。主轴机体的重力大约是50kg，因为丝杠的t为4，求出角度，再根据这个角度以及计算出丝杠上受到的圆周力F，丝杠直径为d，扭距T=F*d/2，这样就能计算出丝杠的扭矩。而当齿顶啮合时，刚好处于单齿啮合区，故按一个轮齿受力考虑。轮齿齿宽中点处的齿顶圆。半径为19.8918mm，将丝杠的扭矩T除以齿顶圆半径d顶，最终得出轮齿上受到62.5 N的力。右击COSMOS/Works Manager中的载荷/制约，点击力，出现对话框，输入受力的数值。选择约束面，右击COSMOS/Works Manager中的载荷/制约，点击制约，选择底面为固定约束。完成锥齿轮的受力情况。右击COSMOS/Works Manager中的网格，点击生成，建立网格。

图3 制约/力示意图与网格划分

（6）右击锥齿轮，单击运行。则自动生成锥齿轮所受的应力，应变等受力情况。

（7）分别双击应力、位移、应变、变形中的图解得到各个效果图。

图4 锥齿轮端面应力分析与应变图

3.结论

通过对电火花小孔机传动系统锥齿轮的有限元分析我们可以验证初步设计后的重要部件的一些工作的具体情况。提高设备的可靠性。

参考文献：

[1]等.并联运动机床[M].北京：机械工业出版社，2003.

[2]邢启恩等.Solid Works 2001中文版实用技术精粹[M].北京： 清华大学出版社， 2002.1.

[3]王启平等.机械制造工艺学[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2002

[4]刘仁茂等.精密电火花加工机床四轴三联动数控系统的研制，机械与电子，1999（5）