特種加工技術(shù)（第四版）課件 3 電火花加工工藝規(guī)律

一.電火花加工的常用術(shù)語二.影響放電腐蝕的因素三.電火花加工工藝規(guī)律四.電蝕產(chǎn)物的排除

第三章電火花加工工藝規(guī)律■工具電極（electrode)：

電火花加工用的工具。常用的材料是紫銅、石墨。3.1火花加工常用術(shù)語1.工具電極2.工件3.脈沖電源4.伺服進(jìn)給系統(tǒng)■放電間隙(sparkgapsize)：

電時(shí)工具電極和工件間的距離，它的大小一般在0.01～0.5mm之間，粗加工時(shí)間隙較大，精加工時(shí)則較小■脈沖寬度ti(pulseontime)：加到電極和工件上放電間隙兩端的電壓脈沖的持續(xù)時(shí)間。常用ON、TON等符號表示粗加工脈沖寬度大，精加工脈沖寬度小3.1火花加工常用術(shù)語■脈沖間隔to(pulseofftime)：

兩個(gè)電壓脈沖的間隔時(shí)間。也常用OFF、TOFF表示。

（1）間隔時(shí)間過短，放電間隙來不及消電離和恢復(fù)絕緣，容易產(chǎn)生電弧放電，燒傷電極和工件；脈間選得過長，將降低加工生產(chǎn)率。（2）加工面積.加工深度較大時(shí)，脈間也應(yīng)稍大。3.1火花加工常用術(shù)語■放電時(shí)間te(μs)

：

兩個(gè)電壓脈沖的間隔時(shí)間。也常用OFF、TOFF表示。■擊穿延時(shí)td(μs)從間隙兩端加上脈沖電壓后，一般均要經(jīng)過一小段延續(xù)時(shí)間td，工作液介質(zhì)才能被擊穿放電，這一小段時(shí)間td稱為擊穿延時(shí)

。3.1火花加工常用術(shù)語■脈沖周期tp(pulseperiod)：

一個(gè)電壓脈沖開始到下一個(gè)電壓脈沖開始間的時(shí)間。■占空比(dutyfactor)：

是脈沖寬度ti與脈沖間隔to之比。粗加工時(shí)占空比一般較大，精加工時(shí)占空比應(yīng)較小。3.1火花加工常用術(shù)語■峰值電流

：

間隙火花放電時(shí)脈沖電流的最大值(瞬時(shí))。是影響加工速度.表面質(zhì)量等的重要參數(shù)?！鲩_路電壓或峰值電壓

電極間的最高電壓。峰值電壓高時(shí)，放電間隙大，生產(chǎn)率高，但成形復(fù)制精度較差。3.1火花加工常用術(shù)語■放電狀態(tài)：

電火花放電間隙內(nèi)每一個(gè)脈沖放電時(shí)的基本狀態(tài)。3.1火花加工常用術(shù)語3.2影響放電腐蝕的因素1.極性效應(yīng)

極性效應(yīng)：在電火花加工時(shí)，相同材料(如用鋼電極加工鋼)兩電極的被腐蝕量是不同的。其中一個(gè)比另一個(gè)的蝕除量大，這種現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)。負(fù)極性加工正極性加工2.覆蓋效應(yīng)對電蝕量的影響

覆蓋效應(yīng)：在材料放電腐蝕過程中，一個(gè)電極的電蝕產(chǎn)物轉(zhuǎn)移到另一個(gè)電極表面上，形成一定厚度的覆蓋層。油類介質(zhì)中加工時(shí)，覆蓋層主要是石墨化的碳素層，其次是粘附在電極表面的金屬微粒粘結(jié)層。為什么會出現(xiàn)電極表面發(fā)黑的現(xiàn)象？3.2影響放電腐蝕的因素■要有足夠高的溫度?！鲆凶銐蚨嗟碾娢g產(chǎn)物，尤其是介質(zhì)的熱解產(chǎn)物——碳粒子。■要有足夠的時(shí)間，以便在這一表面上形成一定厚度的碳素層?！鲆话悴捎秘?fù)極性加工，因?yàn)樘妓貙右自陉枠O表面生成。■必須在油類介質(zhì)中加工?！雒}沖參數(shù)與波形的影響?！鲭姌O對材料的影響。

■工作液的影響。

■工藝條件的影響。碳素層生成條件影響覆蓋效應(yīng)的因素3.2影響放電腐蝕的因素3.電參數(shù)對電蝕量的影響

4.金屬材料對電蝕量的影響

■熔點(diǎn).沸點(diǎn)比熱容：金屬熔點(diǎn)金屬工件的熔點(diǎn).沸點(diǎn).比熱容.熔化熱.氣化熱等愈高，電蝕量將愈少，愈難加工；■導(dǎo)熱系數(shù)：導(dǎo)熱系數(shù)愈大的金屬，因能把較多的熱量傳導(dǎo).散失到其它部位，故降低了本身的蝕除量。問題從金屬材料角度，比較銅.鋁的加工難易程度？3.2影響放電腐蝕的因素5.工作液對電蝕量的影響■壓縮放電通道，并限制其擴(kuò)展，使放電能量高度集中在極小的區(qū)域內(nèi)，既加強(qiáng)了蝕除的效果，又提高了放電仿型的精確性。■加速電極間隙的冷卻和消電離過程，有助于防止出現(xiàn)破壞性電弧放電?！黾铀匐娢g產(chǎn)物的排除?！黾觿》烹姷牧黧w動(dòng)力過程，有助于金屬的拋出。工作液作用常用工作液■油類（煤油）■較純的蒸餾水■去離子水■乙醇水溶液■乳化液（皂化液）

3.2影響放電腐蝕的因素3.3電火花加工工藝規(guī)律3.3.1影響加工速度的主要因素

加工速度：在一定電規(guī)準(zhǔn)（加工條件下），單位時(shí)間t內(nèi)工件被蝕除的體積V或質(zhì)量m。

vw=V/t（mm3/Min)或vm=g/t(g/Min)工藝指標(biāo)：加工速度、電極損耗、表面粗糙度、加工精度、表面變化層的機(jī)械性能等。1.電參數(shù)的影響

脈沖寬度TON

3.3電火花加工工藝規(guī)律

脈沖間隔TOFF

峰值電流IP

3.3電火花加工工藝規(guī)律２.非電參數(shù)的影響加工面積

3.3電火花加工工藝規(guī)律排屑條件

沖油壓力對加工速度的影響抬刀方式對加工速度的影響3.3電火花加工工藝規(guī)律電極材料和加工極性

3.3電火花加工工藝規(guī)律工件材料的影響

■一般說來，工件材料的熔點(diǎn).沸點(diǎn)越高，比熱.熔化熱和氣化潛熱越大，加工速度越低，即越難加工。如加工硬質(zhì)合金鋼比加工碳素鋼的速度要低?！鰧τ趯?dǎo)熱系數(shù)很高的工件，因熱傳導(dǎo)性好，熱量散失快，加工速度也會降低。在電火花加工中，工作液的種類、黏度、清潔度對加工速度有影響。在電火花成形加工中，應(yīng)用最多的工作液是煤油。工作液的影響3.3電火花加工工藝規(guī)律電極相對損耗：每蝕除單位重量金屬工件時(shí)，工具相對損耗量（質(zhì)量.體積或長度）。電極的相對損耗量小于1%是低損耗加工。3.3.2影響電極損耗的因素

3.3電火花加工工藝規(guī)律1.電參數(shù)對電極損耗的影響

脈沖寬度TON

的影響粗加工時(shí)加工損耗小3.3電火花加工工藝規(guī)律峰值電流IP

的影響。只有脈沖寬度和峰值電流保持一定關(guān)系，才能實(shí)現(xiàn)低損耗加工3.3電火花加工工藝規(guī)律脈沖間隔TOFF

的影響。3.3電火花加工工藝規(guī)律加工極性的影響3.3電火花加工工藝規(guī)律加工面積的影響

２.非電參數(shù)對電極損耗的影響

面積效應(yīng)3.3電火花加工工藝規(guī)律抽油或沖油的影響

3.3電火花加工工藝規(guī)律電極的形狀和尺寸的影響

3.3電火花加工工藝規(guī)律工具電極材料的影響

損耗的大致順序如下：銀鎢合金<銅鎢合金<石墨(粗規(guī)準(zhǔn))<紫銅<鋼<鑄鐵<黃銅<鋁。3.3電火花加工工藝規(guī)律3.3.3影響表面粗糙度的因素

脈沖寬度TON

：峰值電流一定時(shí)，脈沖寬度越大，表面粗糙度越差。峰值電流IP

：脈沖寬度一定時(shí)，峰值電流越大，表面粗糙度越差。材料的熔點(diǎn)：熔點(diǎn)高的材料粗糙度值相對小工作液的干凈度：工作液雜質(zhì)多，降低表面粗糙度.電極的表面粗糙度：工件側(cè)邊的表面粗糙度值比端面小3.3電火花加工工藝規(guī)律3.3.4影響加工精度（尺寸精度和形狀精度）的因素

放電間隙

：放電間隙大，加工精度低；粗加工間隙大，精加工間隙小加工斜度

：■電極損耗；■入口處由于電蝕產(chǎn)物存在，產(chǎn)生二次放電。3.3電火花加工工藝規(guī)律工具電極的損耗3.3電火花加工工藝規(guī)律3.3電火花加工工藝規(guī)律3.3.5電火花加工表面變化層和機(jī)械性能1．表面變化層■熔化層■熱影響層■顯微裂紋

3.3電火花加工工藝規(guī)律2．表面變化層的機(jī)械性能■顯微硬度及耐磨性■殘余應(yīng)力■疲勞性能

3.3電火花加工工藝規(guī)律3.3.6電火花加工的穩(wěn)定性1．電規(guī)準(zhǔn)與加工穩(wěn)定性2．電極進(jìn)給速度3．蝕除物的排除情況4