02-4.4电火花加工基本工艺规律(二)
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熔化层
热影响
层 基体金
属
第三章电火花加工
◎热影响层 位于熔化层和基体之间，该层的金属未熔化，
只是受热的影响而没有发生金相组织变化，与基体没 有明显的界限。
电火花加工表 熔化层 热影响
层 基体金
属
第三章电火花加工
◎显微裂纹 加工表面层受高温作用后又迅速冷却而产生残余拉 应力，甚至出现细微裂纹。主要产生在熔化层，只有脉 冲能量很大时才扩展到热影响层。 不同材料对裂纹的敏感性不同，硬脆材料容易产生 裂纹。淬火钢表面残余拉应力比未淬火钢大，故淬火钢 的热处理质量不高时，更易产生裂纹。 脉冲能量愈大，显微裂纹愈宽愈深；脉冲能量很小 时，一般不会出现显微裂纹。
◎熔化层 位于工件表面的最上层，它被放电瞬时高温熔化， 又受到工作液的快速冷却而凝固。碳钢熔化层在金相 照片上呈现白色，又称为白层。
白层与基体金属不同，是一种树枝状的淬火铸造
组织，与内层的结合不牢固。有渗碳、渗金属、气孔
及其他夹杂物。厚度随脉冲能量增大而变厚，一般为
0.01～0.1 mm。
电火花加工 表
◎ 采用多电极。电极绝对损耗量达到一定程度，及时更换。
第三章电火花加工
• 本次课内容回顾 1影响表面粗糙度的主要因素 2影响加工精度的主要因素 3电火花加工表面变化层和机械性能 • 下次课我们学习另外一种电火花加工形式——电
火花线切割加工相关知识内容，请同学们提前做 好预习。 • 好！同学们，本次课程到此结束，谢谢大家，再 见！
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a1 A1
第三章电火花加工
间隙大小对形状精度影响：间隙越大，复制精度越差。 如电极为尖角时，由于放电间隙的等距离，工件为圆角。
放电间隙精加工0.0l～0.1 mm，粗加工0.5 mm以上(单边)。
第三章电火花加工
◎加工斜度 工具电极下面部分，加工时间长，损耗大，电极变小，
入口处电蚀产物的存在，易发生“二次放电” ，产生斜 度 。
工件 x
工具
3
2
1
1—电极无损耗时的工具轮廓线； 2—电极有损耗而不考虑二次放电时的工件 轮 3—实际工件轮廓线
第三章电火花加工
二次放电
smax
工具
加工斜度 smin
电极损耗 棱角变钝
电火花加工时的加工斜度
第三章电火花加工
◎工具电极的损耗 随着加工深度的增加，工具电极进入放电区域的时间是 从端部向上逐渐减少。 电极的损耗从端面底部向上逐渐减少，形成了损耗锥度， 反映到工件上是加工斜度。
第三章电火花加工
第4节电火花加工基本工艺规律（二）
第三章电火花加工
这节课的主要内容是
• 1影响表面粗糙度的主要因素 • 2影响加工精度的主要因素 • 3电火花加工表面变化层和机械性能
第三章电火花加工
◆ 影响表面粗糙度的主要因素
电火花加工表面由若干电蚀小凹坑组成的，能存润 滑油，耐磨性比同样粗糙度的机加工表面好，亮度低。
第三章电火花加工
◎ 表面变化层的机械性能 1) 显微硬度及耐磨性 熔化层和基体结合不牢固，容易剥落磨损，因此要求较高 的模具需把电火花加工后的表面变化层要预先研磨掉。 2) 残余应力 瞬时先热后冷形成的残余拉应力。避免使用较大的加工规 准，注意热处理质量。
第三章电火花加工
3) 疲劳性能 工件耐疲劳性能比机加工低许多倍。采用回火处
凹坑大小与单个脉冲放电能量有关。 峰值电流一定，脉宽越大，单个脉冲的能量大，凹坑 越大越深，表面粗糙度增大。 脉宽一定，峰值电流增加，单个脉冲能量增加，表 面粗糙度增大。
第三章电火花加工
熔点高的材料表面粗糙度值要比熔点低的材料小。 工具电极表面的粗糙度值越大，加工出的工件表面粗 糙度值也大。例如，石墨电极。 工作液中含杂质越多，越容易发生积炭，表面粗糙度 值也大。
理、喷丸处理甚至去掉表面变化层，降低残余应力或 使残余拉应力转变为压应力。或采用小的加工规准。
第三章电火花加工
◆ 合理选择电火花加工工艺 ◎ 粗、中、精逐挡过渡式加工方法。粗加工高速去除大量 金属；中加工提高表面粗糙度；精加工保证工件达到要求。 注意转换加工规准。
◎ 先用机械加工去除大量的材料，再用电火花加工保证加 工质量。
工具电极
工件
第三章电火花加工
◆ 电火花加工表面变化层和机械性能
◎表面变化层 工件在放电瞬时的高温
和工作液迅速冷却的作用下， 表面层发生了很大变化。表面 变化层的厚度在0.01～0.5 mm 之间，分为熔化层和热影响层。
电火花加工 表
熔化 层
热影响 层
基体金 属
电火花加工表面变化层
第三章电火花加工
第三章电火花加工
◆ 影响加工精度的主要因素
电加工精度包括尺寸精度和仿型精度(或形状精度)。 ◎放电间隙 若放电间隙是常数，根据工件加工表面的尺寸、形状可 预先对工具尺寸、形状进行修正。
但放电间隙随电参数、电极材料、工作液的绝缘性能等
因素变化而变化的，从而影响了加工精度。
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热影响
层 基体金
属
第三章电火花加工
◎热影响层 位于熔化层和基体之间，该层的金属未熔化，
只是受热的影响而没有发生金相组织变化，与基体没 有明显的界限。
电火花加工表 熔化层 热影响
层 基体金
属
第三章电火花加工
◎显微裂纹 加工表面层受高温作用后又迅速冷却而产生残余拉 应力，甚至出现细微裂纹。主要产生在熔化层，只有脉 冲能量很大时才扩展到热影响层。 不同材料对裂纹的敏感性不同，硬脆材料容易产生 裂纹。淬火钢表面残余拉应力比未淬火钢大，故淬火钢 的热处理质量不高时，更易产生裂纹。 脉冲能量愈大，显微裂纹愈宽愈深；脉冲能量很小 时，一般不会出现显微裂纹。
◎熔化层 位于工件表面的最上层，它被放电瞬时高温熔化， 又受到工作液的快速冷却而凝固。碳钢熔化层在金相 照片上呈现白色，又称为白层。
白层与基体金属不同，是一种树枝状的淬火铸造
组织，与内层的结合不牢固。有渗碳、渗金属、气孔
及其他夹杂物。厚度随脉冲能量增大而变厚，一般为
0.01～0.1 mm。
电火花加工 表
◎ 采用多电极。电极绝对损耗量达到一定程度，及时更换。
第三章电火花加工
• 本次课内容回顾 1影响表面粗糙度的主要因素 2影响加工精度的主要因素 3电火花加工表面变化层和机械性能 • 下次课我们学习另外一种电火花加工形式——电
火花线切割加工相关知识内容，请同学们提前做 好预习。 • 好！同学们，本次课程到此结束，谢谢大家，再 见！
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第三章电火花加工
间隙大小对形状精度影响：间隙越大，复制精度越差。 如电极为尖角时，由于放电间隙的等距离，工件为圆角。
放电间隙精加工0.0l～0.1 mm，粗加工0.5 mm以上(单边)。
第三章电火花加工
◎加工斜度 工具电极下面部分，加工时间长，损耗大，电极变小，
入口处电蚀产物的存在，易发生“二次放电” ，产生斜 度 。
工件 x
工具
3
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1—电极无损耗时的工具轮廓线； 2—电极有损耗而不考虑二次放电时的工件 轮 3—实际工件轮廓线
第三章电火花加工
二次放电
smax
工具
加工斜度 smin
电极损耗 棱角变钝
电火花加工时的加工斜度
第三章电火花加工
◎工具电极的损耗 随着加工深度的增加，工具电极进入放电区域的时间是 从端部向上逐渐减少。 电极的损耗从端面底部向上逐渐减少，形成了损耗锥度， 反映到工件上是加工斜度。
第三章电火花加工
第4节电火花加工基本工艺规律（二）
第三章电火花加工
这节课的主要内容是
• 1影响表面粗糙度的主要因素 • 2影响加工精度的主要因素 • 3电火花加工表面变化层和机械性能
第三章电火花加工
◆ 影响表面粗糙度的主要因素
电火花加工表面由若干电蚀小凹坑组成的，能存润 滑油，耐磨性比同样粗糙度的机加工表面好，亮度低。
第三章电火花加工
◎ 表面变化层的机械性能 1) 显微硬度及耐磨性 熔化层和基体结合不牢固，容易剥落磨损，因此要求较高 的模具需把电火花加工后的表面变化层要预先研磨掉。 2) 残余应力 瞬时先热后冷形成的残余拉应力。避免使用较大的加工规 准，注意热处理质量。
第三章电火花加工
3) 疲劳性能 工件耐疲劳性能比机加工低许多倍。采用回火处
凹坑大小与单个脉冲放电能量有关。 峰值电流一定，脉宽越大，单个脉冲的能量大，凹坑 越大越深，表面粗糙度增大。 脉宽一定，峰值电流增加，单个脉冲能量增加，表 面粗糙度增大。
第三章电火花加工
熔点高的材料表面粗糙度值要比熔点低的材料小。 工具电极表面的粗糙度值越大，加工出的工件表面粗 糙度值也大。例如，石墨电极。 工作液中含杂质越多，越容易发生积炭，表面粗糙度 值也大。
理、喷丸处理甚至去掉表面变化层，降低残余应力或 使残余拉应力转变为压应力。或采用小的加工规准。
第三章电火花加工
◆ 合理选择电火花加工工艺 ◎ 粗、中、精逐挡过渡式加工方法。粗加工高速去除大量 金属；中加工提高表面粗糙度；精加工保证工件达到要求。 注意转换加工规准。
◎ 先用机械加工去除大量的材料，再用电火花加工保证加 工质量。
工具电极
工件
第三章电火花加工
◆ 电火花加工表面变化层和机械性能
◎表面变化层 工件在放电瞬时的高温
和工作液迅速冷却的作用下， 表面层发生了很大变化。表面 变化层的厚度在0.01～0.5 mm 之间，分为熔化层和热影响层。
电火花加工 表
熔化 层
热影响 层
基体金 属
电火花加工表面变化层
第三章电火花加工
第三章电火花加工
◆ 影响加工精度的主要因素
电加工精度包括尺寸精度和仿型精度(或形状精度)。 ◎放电间隙 若放电间隙是常数，根据工件加工表面的尺寸、形状可 预先对工具尺寸、形状进行修正。
但放电间隙随电参数、电极材料、工作液的绝缘性能等
因素变化而变化的，从而影响了加工精度。
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