电火花加工工艺规律课件.ppt

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1、§4.1.1电火花加工的原理与特点一．加工原理两极之间火花放电电腐蚀去除材料1.工具与工件之间保持适当间隙自动进给调节系统2.火花放电必须是脉冲性放电采用脉冲电源3.在有一定绝缘性能的介质中放电液体绝缘介质二．创造条件：4.1电火花加工电火花加工原理示意图自动进给调节系统脉冲电源工件工具工作液过滤器工作液泵4.1电火花加工三．电火花加工的特点优点1.适于难切削材料的加工硬质合金、淬火钢等2.加工复杂形状或特殊零件应用领域日益扩大局限性1.主要加工金属等导电材料2.加工速度较慢3.有电极损耗，影响加工精度4.1电火花加工四．电火花加工工艺方法分类类别工艺方法特点用途备注1穿孔成形加工工具为

2、成形电极主要一个伺服进给运动型腔加工、冲模挤压模、异形孔约占电机床总数30%2电火花线切割加工工具为线状电极两个伺服进给运动冲模、直纹面、窄缝、下料占总数60%3内孔、外圆成形形磨相对旋转运动、径向、轴向进给运动精密小孔、外圆小模数滚刀占总数3%4同步共轭回转加工均作旋转运动且纵、横向进给运动精密螺纹、异形齿轮、回转表面占总数1%5高速小孔加工细管电极旋转、穿孔速度极高深小孔、喷嘴、穿丝孔占总数2%6表面强化、刻字工具在工件上振动工具相对工件移动工具刃口强化、刻字占总数2%～3%4.1电火花加工电火花加工的机理（物理本质）一、极间介质的电离、击穿，形成放电通道二、介质热分解、电极材料的熔

3、化、气化热膨胀三、电极材料的抛出四、极间介质的消电离4.1电火花加工(1)～(4)在一秒内约数千次甚至数万次地往复式进行，故工件加工表面将由无数个相互重叠的小凹坑组成。所以电火花加工是大量的微小放电痕迹逐渐累积而成的去除金属的加工方式。极间放电电压和电流波形4.1电火花加工4.1.2电火花加工工艺规律1．工具电极2．放电间隙3．脉冲宽度ti4．脉冲间隔to5．放电时间(电流脉宽)te6．击穿延时td一．电火花加工的常用术语4.1电火花加工15．加工电压或间隙平均电压U(V)16．加工电流I(A)17．短路电流Is(A)18．峰值电流(A)19．短路峰值电流(A)7．脉冲周期tP(μs)8

4、．脉冲频率fP(Hz)9．有效脉冲频率fe(HZ)10．脉冲利用率λ11．脉宽系数τ12．占空比ψψ=ti/to13．开路电压或峰值电压(V)14．火花维持电压4.1电火花加工20．放电状态1)开路2)火花放电3)短路4)电弧放电5)过渡电弧放电4.1电火花加工二．影响材料放电腐蚀的主要因素（2）极性效应原因解释：正负电极表面分别受到负电子和正离子的轰击和瞬时热源的作用，在两极表面所分配到的能量不一样，因而熔化、气化抛出的电蚀量也不一样。1.极性效应对电蚀量的影响（1）定义：单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。（4）规定：正极性加工，负极性加工（3）影响因素:主要

5、原因是脉冲宽度（5）产生影响：采用单向脉冲电源；加工时选择正确的极性。4.1电火花加工2．覆盖效应对电蚀量的影响1）定义：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。是金属碳化物微粒（胶团）与其可动层脱离，形成的带电荷的碳胶粒．一般带负电荷．产生影响4.1电火花加工2）碳素层的生成的主要几点条件：(1)要有足够高的温度。(2)要有足够多的电蚀产物，尤其是介质的热解产物─碳粒子。(3)要有足够的时间，以便在这表面上形成一定厚度的碳素层。(4)

6、一般采用负极性加工，因为碳素层易在阳极表面生成。(5)必须在油类介质中加工。4.1电火花加工3）影响覆盖效应的主要因素：脉冲参数与波形的影响脉冲放电能量，脉冲间隔，组合脉冲电源电极对材料的影响工作液的影响工艺条件的影响覆盖层形成与破坏是一动态过程，为了实现电极低损耗，达到提高加工精度的目的，最好使覆盖层形成与破坏的程度达到动态平衡。4.1电火花加工3．电参数对电蚀量的影响电压脉冲宽度ti、电流脉冲宽度te、脉冲间隔to、脉冲频率f、峰值电流、峰值电压和极性等。研究表明：无论正极或负极，都存在单个脉冲的蚀除量与单个脉冲能量在一定范围内成正比关系。某一段时间内的总蚀除量约等于这段时间内各单个

7、有效脉冲蚀除量的总和，故正负极的蚀除速度与单个脉冲能量、脉冲频率成正比。电参数4.1电火花加工要提高电蚀量，应增加单个脉冲能量或者说平均放电电流（对矩形脉冲即为峰值电流）和脉冲宽度；提高脉冲频率；减小脉间；设法提高系数Ka、Kc。但在实际生产中，这些因素往往是相互制约的，并影响到其它工艺指标，应根据具体情况综合考虑。例如，增加平均放电电流，加工表面粗糙度值也随之增大。4.1电火花加工4．金属材料对电蚀量的影响热学常数：熔点、沸点（气