特种加工第二章电火花加工

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1、三、影响加工精度的主要因素和通常的机械加工一样，机床本身的各种误差，以及工件和工具的定位、安装误差都回影响到加工精度。这里主要讨论与电火花加工工艺有关的因素影响加工精度的主要因素有：放电间隙的大小及其一致性工具电极损耗及其稳定性1、放电间隙的计算（经验公式）:S=Ku*ui+KR*WM+Sms放电间隙（指单面放电间隙）ui开路电压Ku与工作液介电强度有关的常数，含有点蚀产物后该系数会增大。KR与加工材料有关的常数。一般易熔金属的值较大WM单个脉冲能量Sm考虑热膨胀、收缩、震动等影响的机械间隙,约为3μm注意:随着加工时间的延长,放电间隙逐渐增

2、大.即在加工过程中放电间隙是一个变化量放电间隙不一致的影响:若放电间隙大小能保持一致，则可以通过修正工作电极对放电间隙进行补偿，以获得较高的加工精度。但放电间隙的大小实际上是变化的，影响着加工精度。放电间隙的大小对加工精度的影响：放电间隙越大，对精度的影响越严重（仿形精度和尺寸精度）如图2-10（A）（B）(放电具有等距性)放电间隙越大电场强度分布更加不均匀,棱角处损耗严重,放电间隙变化量增大相应措施：缩小放电间隙（由公式知：采用较小的加工归准）精加工的放电间隙（单面）一般只有0.01mm,而粗加工时则可达0.5mm以上。工具电极的损耗对尺寸

3、精度及形状精度都有影响:对策：穿孔加工时：让电极贯穿型孔来补偿电极的损耗。型腔加工时：采用更换电极的方法电火花加工中“二次放电”对形状精度有影响：集中反映在在加工深度方向产生斜度，加工棱角棱边变钝方面。结论:电参数对放电间隙影响明显工作液的状况会影响放电间隙减小放电间隙可提高加工精度减少电极损耗可提高加工精度电火花加工时工具的尖角和凹角很难精确地复制到工件上。对策：采用高频窄脉宽精加工，减小放电间隙，圆弧半径可明显减小从而提高加工精度四、电火花加工的表面质量电火花加工的表面质量包括：表面粗糙度、表面变质层、表面力学性能。1、表面粗糙度表示方法

4、：电火花加工表面粗糙度通常用微观平面度的平均算术偏差Ra表示，也有用平面度的最大高度值Rmax表示的电火花加工中影响表面粗糙度的因素：1）单个脉冲能量实验得：Rmax=KR*te0.3*ie0.4Rmax实测的表面粗糙度KR常数te脉冲放电时间ie峰值电流注意：在电极面积较大时，即使单个脉冲能量很小Rmax很难小于2μm(约Ra0.32μm),而且加工面积越大，可达到的最佳表面粗糙度愈差。（煤油工作液中的工具和工件具有潜布电容，相当于在放电间隙上并联了一个电容）研究成果：采用“混粉加工”新工艺，可较大面积地加工出质量很高的光亮面。具体方法：在

5、煤油工作液中加入硅或铝等导电微粉。原因：这样可使工作液的电阻率降低、放电间隙成倍增大，潜布寄生电容成倍减小，放电通道被分割成多个小的火花放电通道，到达工件表面的脉冲能量被分散，相应的电痕就较小，表面较光整。2）加工速度对表面粗糙度的影响加工速度愈大，表面粗糙度愈差。（数据书）对策：采用平动或摇动(工作台按一定轨迹做微量移动)加工工艺可大为改善。（慢）提示：一般电火花加工到Ra2.5~0.63之后采用其它研磨方法改善其表面粗糙度比较经济3）工件材料对加工表面粗糙度的影响熔点高的材料容易得到好的表面粗糙度（加工速度应适当下降）4）精加工时，工具电

6、极的表面粗糙度也会影响加工表面粗糙度。精加工时不要采用石墨电极。2、表面变质层电火花加工中，在火花放电的瞬时高温和工作液的快速冷却下，材料的表面层发生了很大变化，大致可分为：熔化凝固层热影响层1）熔化凝固层位于工件表面最上层，它被放电时瞬时高温熔化而又滞留下来，受工作液快速冷却而凝固。对于碳钢来说，熔化层在金相照片上呈白色，谷又称之为白层。它与基体完全不同，是一种树枝状的淬火铸造组织，与内层的结合也不牢固。熔化层的厚度随脉冲能量的增大而增厚，一般不超过0.1mm2)热影响层它位于熔化层和基体之间.热影响层的金属材料并没有变化,只是受到高温的影

7、响,使材料的金相组织发生了变化,它与基体材料之间没有明显的界限。对淬火钢：热影响层包括再淬火区、高温回火区和低温回火区。对未淬火钢：热影响层主要为淬火区因此，淬火钢的热影响层厚度比未淬火钢大。热影响层分布：靠近熔化凝固层部分由于受到高温作用并迅速冷却，形成为淬火区，其厚度与条件有关，一般为最大微观平面度的2-3倍。与淬火层相邻的部分受到温度的影响而形成高温、低温回火区，回火区的厚度约为最大微观平面度的3-4倍。不同金属材料的热影响层金相组织结构是不同的，耐热合金的热影响层与基体差异不大。3）显微裂纹电火花加工表面由于受到瞬时高温并迅速冷却而产

8、生拉应力，往往出现显微裂纹实验表明：一般裂纹仅在熔化层出现，只有在脉冲能量很大的情况下才有可能扩展到热影响层。影响显微裂纹的因素：1、脉冲能量：能量越大，显微裂纹越