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1、先进加工制造技术电火花加工原理班级：机自0904班姓名：郑永宽学号：0901011031.电火花与电火花加工概念电火花是一种加工工艺，主要是利用具有特定几何形状的放电电极（EDM电极）在金属（导电）部件上烧灼出电极的几何形状。电火花加工是在一定的介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。了解电火花和电火花加工的不同：电火花加工是电火花中的一种。电火花加工基本原理在绝缘工作液中，工具与工件（正负极）间产生脉冲性火花放电，产生局部、瞬时高温，使工件溶化（气化）而抛离工件表面，达到
2、金属表面被加工的目的。条件：（1）一定间隙（工具与工件间，几微米～数百位米）（2）介质为绝缘工作液（3）工具与工件间产生脉冲性火花放电脉冲发电器1是利用电容器C的充电放电，把直流转变为脉冲电流，电流经过限流电阻R逐渐充集储存在电容器C上。电容器上的电压逐渐升高，当它升高到足以使工具电极3和工件4之间的电极间隙火花放电击穿时，电容器上储存的绝大部分能量在电极间隙内瞬时放出，达到很高的电流密度，产生极高的温度（10000摄氏度左右），足以使局部表面熔化或气化，形成凸坑。电容器上的电能顺势放完之后，工具电极和工具电极
3、和工件间的绝缘介质立刻恢复绝缘状态，从而把放点电路切断，这时又经过电阻重新充电，如此循环不已。1.脉冲发射器2.自动进给调节系统3.工具电极4.工件5.工作液6.工作液泵电火花加工机理电火花加工基于电火花腐蚀原理,是在工具电极与工件电极相互靠近时,极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温,使局部金属融化,甚至汽化,从而将金属蚀除下来。这一过程大致分为以下几个阶段：(1)极间介质的电离、击穿,形成放电通道放电通道是有大量带正电和负电的粒子以及中型粒子组成,带电粒子高速运动,相互碰撞,产生大量热能,使通道
4、温度升高,通道中心温度可达到10000摄氏度以上。由于放电开始阶段通道截面很小,而通道内有高温热膨胀形成的压力高达几万帕,高温高压的放电通道急速扩展,产生一个强烈的冲击波向四周传播。在放电的同时还伴随着光效应和声效应,这就形成了肉眼所能看到的电火花。(2)电极材料的融化,汽化热膨胀液体介质被电离、击穿,形成放电通道后,通道间带负电的粒子奔向正极,带正电的粒子奔向负极,粒子间相互撞击,产生大量的热能,使通道瞬间达到很高的温度。通道高温首先使工作液汽化,进而气化,然后高温向四周扩散,使两电极表面的金属材料开始融化直
5、至沸腾气化。气化后的工作液和金属蒸汽瞬间体积猛增,形成了爆炸的特性。所以在观察电火花加工时,可以看到工件与工具电极间有冒烟现象并听到轻微的爆炸声。(3)电极材料的抛出正负电极间产生的电火花现象,使放电通道产生高温高压。通道中心的压力最高,工作液和金属汽化后不断向外膨胀,形成内外瞬间压力差,高压力处的熔融金属液体和蒸汽被排挤,抛出放电通道,大部分被抛入到工作液中。加工中看到的桔红色火花就是被抛出的高温金属熔滴和碎屑。(4)极间介质的消电离在电火花放电加工过程中产生的电蚀产物如果来不及排除和扩散,那么产生的热量将不
6、能及时传出,使该处介质局部过热,局部过热的工作液高温分解,结碳,使加工无法进行,并烧坏电极。因此为了保证电火花加工过程的正常进行,在两次放电之间必须有足够的时间间隔让电蚀产物充分排除,恢复放电通道的绝缘性,使工作液介质消电离。实际上,电火花加工的过程远比上述复杂,它是电力、磁力、热力、流体动力、电化学和胶体化学等综合作用的过程。到目前为止,人们对电火花加工过程的了解还有限,需要进一步研究。电火花加工原理动画影响材料放电腐蚀的因素1．极性效应对电蚀量的影响在电火花加工时，相同材料(如用钢电极加工钢)两电极的被腐蚀
7、量是不同的。其中一个电极比另一个电极的蚀除量大，这种现象叫做极性效应。如果两电极材料不同，则极性效应更加明显。在生产中，将工件接脉冲电源正极(工具电极接脉冲电源负极)的加工称为正极性加工(如图3-3所示)，反之称为负极性加工(如图3-4所示)。►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，主要原因是脉冲宽度。►在电场的作用下，放电通道中的电子奔向正极，正离子奔向负极。►在窄脉宽度加工时，采用正极性加工；在宽脉冲宽度加工时，采用负极性加工。在实际加工中，要充分利用极性效应，正确选
8、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．覆盖效应对电蚀量的影响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，这种现象叫做覆盖效应。在油类介质中加工时，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。（1）碳素层的生成条件：要有足够高的温度。要有足够多的电蚀产物，尤其是碳粒子。要有足够的时间，以便在形成一定厚度
