放电加工工艺

放电加工工艺

一.緒論

二.電火花加工效應

三.電火花加工工藝指標

四.電火花加工根本抵触及解決

五.機床操作及電極製作

六.留意事項

一.緒論

1. 什麽是電火花加工

平時我們在開電燈或關電閘時,不時會看到開闢處碰出火花.久而久之,開闢觸片便被電腐蝕,影響開闢壽命.所以一向被人們視為有害放電現象,經過長期觀察發現,這種火花放電在特定場合具有其特别感化,可通過脈衝電源使這種電腐蝕持續進行,在較短時間內產生較大年夜金屬腐蝕量.從而加工出特異形狀之工件.這就是電火花加工之雛形.

電火花是脈衝電源產生的一種自激放電，是一種应用電、熱能量進行加工的办法。在加工過程中，使对象電極和工件之間不斷産生脈衝性的火花放電，靠放電時局部，暫態産生的高溫把金屬蝕除下來。亦稱放電加工或電蝕加工。火花放電不合於弧光放電、輝光放電等其他情势的自激放電，其特點如下：

火花放電的兩個電極間在放電前具的較高的電壓，當兩電極接近時，其間介質被擊穿後，隨即發生火花放電。伴隨擊穿過程，兩電極間的電阻急劇變小，兩極之間的電壓也隨之急劇變低。火花通道必須在維持暫短的時間（平日爲10-7-10-8μs）後及時熄滅，才可保持火花放電的“冷極”特点（即通道能量轉換的熱能來不及傳至電極縱深），使通道能量感化於極小範圍。通道能量的感化，可使電極局部被腐蝕。

应用火花放電時産生的腐蝕現象對導電材料進行尺寸加工的办法，叫電火花加工。

電火花加工是在較低的電壓範圍內，在液體介質中的火花放電。

2.電火花加工的特點

電火花加工是與機械加工完全不合的一種新工藝。

隨著工業生産的發展和科學技術的進步，具有高熔點、高硬度、高強度、高脆性，高粘性和高純度等机能的新材料不斷出現。具有各種複雜結構與特别工藝请求的工件越來越多，這就使得傳統的機械加工办法不克不及加工或難於加工。是以，人們除了進一步發展和完美機械加工法之外，還尽力尋求新的加工办法。電火花加工法能夠適應生産發展的须要，並在應用中顯示出很多優異机

能，是以，获得了敏捷發展和日益廣泛的應用。

電火花加工的特點如下：

1.脈衝放電的能量密度高，便於加工用通俗的機械加工办法難於加工或無法加工的特别材料和複雜形狀的工件。不受材料硬度影響，不受熱處理狀況影響。

2.脈衝放電持續時間極短，放電時産生的熱量傳導擴散範圍小，材料受熱影響範圍小。

3.加工時，对象電極與工件材料不接觸，兩者之間宏觀感化力極小。对象電極材料不需比工件材料硬，是以，对象電極製造轻易。

4.直接应用電能加工，便於實現加工過程的自動化。

5.可以改革工件結構，簡化加工工藝，进步工件应用壽命，降低工人勞動強度。

基於上述特點，電火花加工的重要用处有以下幾項：

1) 製造沖模、塑膠模、鍛模和壓鑄模。

2) 加工小孔、畸形孔以及在硬質合金上加工螺紋螺孔。

3) 在金屬板材上切割出零件。

4) 加工窄縫。

5) 磨削平面和圓面。

6) 其他（如強化金屬外面，掏出折斷的对象，在淬火件上穿孔，直接加工型面複雜的零件等）。

3. 實現電火花加工的條件

實現電火花加工，應具備如下條件：

電火花加工的道理是基於对象電極和工件（正,負電極）之間脈衝性火花放電時的電腐蝕現象來蝕除多餘的金屬，以使零件的尺寸，形狀和外面質量達到預定的请求。要實現電火花加工，必須滿足下列條件。

1.对象電極和工件電極之間必須維持合理的距離，即相應於脈衝電壓和相應於介質的絕緣強度的距離。在該距離範圍內，既可以滿足脈衝電壓不斷擊穿介質，産生火花放電，又可以適應在火花通道熄滅後介質消電離以及排出蝕除産物的请求。若兩電極距離過大年夜，則脈衝電壓不克不及擊穿介質、不克不及産生火花放電，若兩電極短路，則在兩電極間沒有脈衝能量有消费，也弗成能實現電腐蝕加工。由此可見，兩電極間的合理距離必須較小，但又弗成短路。

在電火花加工中，对象電極與工件電極之間的距離叫作“間隙”。

“加工間隙”或“放電間隙”就是指兩電極之間的合理距離。

間隙是否合理，受到脈衝電壓、火花通道的能量以及介質的介電係數等很多身分制約。因而，間隙的大年夜小隨這些身分的變化而變化。一般情況下，電火花加工的放電間隙在數微米到數百微米範圍內。

若將間隙調整到合理間隙和短路之間（即小於合理間隙），雖然不妨礙沖電壓擊穿介質，然则由於間隙過小會導致積炭，甚至發生電弧，給加工造成伤害。

2.兩電極之間必須充入介質。在進行電火花尺寸加工時，兩極間爲液體介質，在進行材料電火花尺寸加工時，兩極間爲液體介質；在進行材料電火花外面強化時，兩極間爲氣體介質。

兩極間沒有介質（即真空）的自激放電屬於輝光放電，不克不及實現電火花加工。

3.輸送到兩電極間的脈衝能量密度應足夠大年夜。

在火花通道形成後，脈衝電壓變化不大年夜，是以，通道的電流密度可以表徵通道的能量密度。能量密度足夠大年夜，才可以使被加工材料局部熔化或汽化，從而在被加工材料外面形成一個腐蝕痕（凹坑），實現電火花加工。因而，通道一般必須有105-106A/cm2電流密度。

放電通道必須具有足夠大年夜的峰值電流，通道才可以在脈衝期間获得維持。一般情況下，維持通道的峰值電流不小於2A。

4.放電必須是短時間的脈衝放電。放電持續時間一般爲10-6-10-3s。由於放電時間短，使放電時産生的熱能來不及在被加工材料內部擴散，從而把能量感化局限在很小範圍內，保持火花放電的冷極特点。

假如放電時間等於或大年夜於10-2s，則必定使放電沿火花一過渡電弧一弧光放電這一規律發展，從而使加工不克不及正常進行。

5.脈衝放電需重復多次進行，並且多次脈衝放電有時間上和空間上是分散的。

這裏包含兩個方面的意義：其一時間上相鄰的兩個脈衝不在同一點上形成通道；其二，若在必定時間範圍內脈衝放電集中發生在某一區域，則在另一段時間內，脈衝放電應轉移到另一區域。只有如斯，才能避免積炭現象，進而避免發生電弧和局部燒傷。

6.脈衝放電後的電蝕産物能及時排放至放電間隙之外，使重復性放電順利進行。

在電火花加工的生産實際中，上述過程通過兩個途徑完成。一方面，火花放電以及電腐蝕過程本身具備將蝕除産物排離的固有特点；蝕除物以外的其餘放電産物（如介質的汽化物）亦可以促進上述過程；另一方面，還必須应用一些人爲的輔助工藝办法，例如工作液的迴圈過濾，加工中採用的沖、抽油办法等等。

二.電火花加工效應

電火花加工中一般有如下效應產生：極性效應、噴鍍、覆蓋效應、沈積效應、傳熱