电火花基本知识
电火花加工基本知识
电火花基本知识
一、什么是电火花加工
二、电火花加工的特点
三、电火花加工机床的组成及作用
四、实现电火花加工的条件
五、极性效应
六、覆盖效应
七、加工速度
八、工具电极损耗
九、表面粗糙度
十、放电间隙
十一、两电极蚀除量之间的矛盾
十二、加工速度与加工表面粗糙度之间的矛盾
十三、电火花加工常用名词、术语及符号
一、什么是电火花加工
电火花是一种自激放电,其特点如下:火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压,当两电极接近时,其间介质被击穿后,随即发生火花放电。伴随击穿过程,两电极间的电阻急剧变小,两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间(通常为10-7-10-3s)后及时熄灭,才可保持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深),使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用,可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法,叫电火花加工。电火花加工是在较低的电压范围内,在液体介质中的火花放电。
二、电火花加工的特点
电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。随着工业生产的发展和科学技术的进步,具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性,高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多,这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。因此,人们除了进一步发展和完善机械加工法之外,还努力寻求新的加工方法。电火花加工法能够适应生产发展的需要,并在应用中显示出很多优异性能,因此,得到了迅速发展和日益广泛的应用。
电火花加工的特点如下:
1.脉冲放电的能量密度高,便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响,不受热处理状况影响。
电火花基本知识
电火花基本知识
一、什么是电火花加工
二、电火花加工的特点
三、电火花加工机床的组成及作用
四、实现电火花加工的条件
五、极性效应
六、覆盖效应
七、加工速度
八、工具电极损耗
九、表面粗糙度
十、放电间隙
十一、两电极蚀除量之间的矛盾
十二、加工速度与加工表面粗糙度之间的矛盾
十三、电火花加工常用名词、术语及符号
十四、电火花加工粗糙度对照表
一、什么是电火花加工
电火花是一种自激放电,其特点如下:火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压,当两电极接近时,其间介质被击穿后,随即发生火花放电。伴随击穿过程,两电极间的电阻急剧变小,两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间(通常为10-7-10-3s)后及时熄灭,才可保持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深),使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用,可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法,叫电火花加工。电火花加工是在较低的电压范围内,在液体介质中的火花放电。
二、电火花加工的特点
电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。随着工业生产的发展和科学技术的进步,具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性,高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多,这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。因此,人们除了进一步发展和完善机械加工法之外,还努力寻求新的加工方法。电火花加工法能够适应生产发展的需要,并在应用中显示出很多优异性能,因此,得到了迅速发展和日益广泛的应用。电火花加工的特点如下:
电火花加工基础知识
电火花加工基础知识
电火花加工是直接利用电能对零件进行加工的一种方法。
加工原理:当工具电极与工件电极在绝缘体中靠近达到一定距离时,形成脉冲放电,在放电通道中瞬时产生大量热能,使工件局部金属熔化甚至气化,并在放电爆炸力的作用下,把熔化的金属抛出,达到蚀除金属的目的。
电火花加工设备应由以下部分组成:
1.脉冲电源。脉冲电源是放电蚀除的供能装置,它产生具有足够大能量密度的电脉冲,加在工件与工具电极上,产生脉冲放电。
2.间隙自动调节器。为使工件与工具电极间的脉冲放电正常进行,就必须使其保持一定间隙。间隙过大,工作电压击不穿液体介质;间隙过小,则形成短路,也无法放电。因此,必须用间隙自动调节器,自动调节极间距离,使工具电极的进给速度与电蚀速度相适应。
3.机床本体。用来实现工件和工具电极的装夹、固定及调整其相对位置精度等的机械系统。
4.工作液及其循环过滤系统。火花放电必须在绝缘液体介质中进行,否则,不能击穿液体介质,形成放电通道,也不能排除悬浮的金属微粒和冷却表面。
电火花加工方式很多,常见的有成型加工、穿孔加工、电火花切割加工、电火花磨削以及电火花雕刻花纹等。
(一)电火花成型加工机床
主要由脉冲电源箱、工作液箱和机床本体组成。
机床本体由主轴头、工作台、床身和立柱组成。其中,主轴头是电火花成型加工机床的关键部件,它和间隙自动调节装置组成一体。主轴头的性能直接影响电火花成形加工的加工精度和表面质量。
工作台的作用是支承和装夹工件。
(二)电火花切割加工机床
电火花切割加工机床是利用一根运动着的金属丝(钼丝或硬性黄铜丝),作为工具电极,在工具电极和工件电极之间通以脉冲电流,使之产生电腐蚀,工件被切割成所需要的形状。
电火花产生的原理
电火花产生的原理
电火花产生的原理是利用高电压在两个导体之间产生电弧放电现象。当电压达到一定程度时,导体表面附近的空气分子受到电场的作用,发生电离并形成等离子体。等离子体中的自由电子和正离子在电场的作用下加速运动,碰撞产生新的自由电子和正离子,形成电流。在这个过程中,导体表面附近的空气被加热并膨胀,形成一个可见的火花。
电火花的产生涉及到电压的提升、电流的流动以及等离子体的形成与释放等过程。当电压升高时,电介质中的电场强度也随之增强,当达到气体击穿电压时,电场将导致电离激发气体分子。随着电离的扩散,电弧放电现象就发生了,形成了亮光和热量。
电火花通常有很高的能量密度,可以用于点燃不易燃烧的物质、引爆爆炸品、激发荧光等许多应用中。然而,电火花也会产生电磁干扰和电磁辐射,因此在一些环境中需要采取一些措施来防范或减轻这种干扰。
沙迪克电火花基础知识PPT课件
放电加工的操作步骤
2.3 接通POWER ON键,设备启动完成。 2.4 极限移动(即机器原点复位)确认个轴的方向(一般为“+”方向)
按ENT键,原点复归动作自动启动。 3.暖机 3.1开机后为了稳定加工需要对机械各轴进行全行程运动暖机,符合温度
2、电火花成型加工机床主要由脉冲电源 间 隙自动进给调节系统 工作液及其循环过 滤系统 主机等四部分组成
主要组成部分介绍
1、脉冲电源
脉冲电源的作用是把交流电转换成一定频率的单向 脉冲电流,提供电火花加工所需的放电能量。 脉冲电源时电火花加工设备的重要组成部分, 其性能直接影响电火花加工的加工速度,精度, 表面质量 ,工具电极得损耗及加工过程的稳定 性。
影响电火花加工的工艺指标主要与加工速度, 加工精度,加工表面质量以及工具电极的 相对损耗有关。
1)影响加工速度的主要因素:放电幅,休止 幅及放电间隙。
2)影响加工表面质量的主要因素:放电幅及 电流
3)影响工具电极的损耗的主要因素:电流及 休止幅
三、电火花加工机床
1、电火花加工机床分为传统机床和数控 机床
2 自动调节系统
为了使加工过程连续进行,电极必须不断 及时地调节进给速度,以维持所需要的放电间 隙。当在放电过程中产生排屑不良时这时就需 要我们去调节各种放电参数使加工变得稳定
设备产生电火花的原理
设备产生电火花的原理
电火花的产生主要是靠电压的放电。当两个电极之间形成足够的电压差时,电场强度将足够大以使空气中的分子电离,形成电流通道。在电流通道形成时,电流通过空气中的离子,并加热周围的空气。此时,空气中的离子和加热的空气形成了可见的电火花。
具体而言,电火花的产生有以下几个步骤:
1. 电极之间建立电压差:通过外部电源将电极之间建立一定的电压差,通常需要较高的电压。
2. 电场强度增大:电压差使得电场强度在两个电极之间增大,电场强度越大,电离空气的能力越强。
3. 空气电离:当电场强度足够大时,电场可以将空气分子加速到足够高的能量,使得空气分子发生电离,即从稳定状态转变为离子态。这个过程中,空气中的原子会失去或获得电子,形成正负电荷。
4. 电流通道形成:电离的空气分子形成了一个导电通道,使电流能够通过。这个通道形成的时间非常短暂,通常在几微秒的时间尺度内。
5. 电火花形成:当电流通道形成后,在通过空气的过程中会发生电流的热效应,
使得空气加热并产生光。这个加热和光辐射的过程形成了可见的电火花。
电火花线切割加工技术详解
电火花线切割加工
知识目标
掌握电火花线切割加工的原理、特点及应用:了解电火花线切割加工的基本工艺规律;电火花线切割加工机床的组成及各部分的功用。
技能目标
掌握电火花线切割加工机床的结构:
学会电火花线切割加工的手工编程:
掌握线切割加工工艺及应用。
任勢一小批量零件的线切割加工
任务描述
图2-1-1所示的零件,需加工岀异形型腔,共数百件。如何通过线切割加工的方式来实
任务分析
许多类型的工件(如高精度要求的花键孔、特姝的异形刀具、航空航天所用的试制零件
等)由于生产批疑小、硬度髙,过去采用机械加工,通常用特制的拉刀在拉床上加工而成, 而拉刀成本非常髙,因此对于髙硬度、带有斜度的工件很难适用。在这种情况下采用慢速走丝线切割进行加工,可以极为方
便地满足加工要求。
知识准备
一、电火花线切割加工的原理、特点及应用
随着电火花加工技术的发展,在成形加工方而逐步形成两种主要加工方式:电火花成形加工和电火花线切割加工。电火花线切割加工(wircculEDM,简称WEDM)自20世纪50 年代末产生以来,获得了极其迅速的发展,已逐步成为一种高精度和高自动化的加工方法,在模具制造、成形刀具加工、难加工材料和精密复杂零件的加工等方而获得了广泛应用。目前电火花线切割机床已占电加工机床的60%以上。
1•电火花线切割加工的发展
电火花线切割加工历经半个多世纪的发展,已经成为先进制造技术领域的重要组成部分。电火花线切割加工不需要制作成形电极,能方便地加工形状复杂、大厚度的工件,且工件材料的预加工虽少,因此在模具制造、新产品试制和零件加工中得到了广泛应用。尤其是进入20世纪90年代后,随着信息技术、网络技术、航空和航天技术、材料科学技术等髙新技术的发展,电火花线切割加工技术也朝着更深层次、更髙水平的方向发展。
《电火花加工知识》课件
电火花加工是一项重要的加工技术,本课件将全面介绍电火花加工的知识, 包括定义、原理、分类、工艺流程、优缺点、应用以及未来发展趋势。
什么是电火花加工?
电火花加工是一种采用电火花放电去除金属材料的加工方法。它通过电极与工件之间的间隙中产 生的电火花放电,瞬间融化并移除工件表面的金属颗粒。
根据材料性质、形状和加工要求选择适当的工艺参数,如放电电流、放电脉冲宽 度等。
3
加工过程中的注意事项
确保电极和工件的良好接触,控制放电时间,及时清除放电产生的废渣。
电火花加工的优缺点
1 优点
能够加工各种材料,包括硬质合金、陶瓷等,精度高,表面质量好。
2 缺点
加工速度相对较慢,电极消耗快,成本较高。
电火花加工的分类
沉积式电火花加工
在工件表面形成金属沉积物以达到加工的目的。
冲击式电火花加工
通过电火花冲击的力量将金属颗粒从工件表面冲击掉。
径向电火花加工
沿直径方向对工件进行电火花加工。
电火花加工的工艺流程
1
工艺流程图
根据加工要求绘制工艺流程图,包括形状设计、电极选择以及工艺参数的确定。
2
工艺参数的选择
总结
1 电火花加工技术
的作用
电火花加工技术是一 种高精度、高效的金 属加工方法,广泛应 用于制造业领域。
沙迪克电火花基础知识
二、电火花加工的基本规律
影响电火花加工的工艺指标主要与加工速度, 加工精度,加工表面质量以及工具电极的 相对损耗有关。 1)影响加工速度的主要因素:放电幅,休止 幅及放电间隙。 2)影响加工表面质量的主要因素:放电幅及 电流 3)影响工具电极的损耗的主要因素:电流及 休止幅
三、电火花加工机床
1、电火花加工机床分为传统机床和数控 机床
• 放电电流峰值 • IP(放电电流) 小
放电能量 加工速度 放电间隙 表面粗糙度 小 慢 小 细
大 大 快 大 粗
五、机床的保养
1.每天下班后清洁机床的机身及工作台、加工槽内是否有油污、 切屑 2.定期对机床的各轴导轨滚珠丝杠注入润滑油(三个月/1次) 3.定期更换加工液及过滤纸芯(压力记示数<0.18Mpa) 4.每天检查灭火装置(3个指示灯是否都亮) 定期更换冷却油(1次/3年)
六、加工过程中常遇到的不良现象及解决方法
(一)、放电集中会产生放电表面粗糙度不一致
A、改变冲油的方式 B、改变休止时间 C、改变放电面积及电极的大小 (二)、二次放电:放电加工过程中产生的碳渣排不出来,造 成碳渣与电极之间产生放电的现象 A、适当的改变冲油的方式或者油路的循环方式是排屑更容易 B、去除工件上的附着物,改变加工条件及各参数 C、在开始时适当的减小加工能量,待正常放电时再改变到正常 状态
六、加工过程中常遇到的不良现象及解决方法
电火花的使用方法
电火花的使用方法
电火花是一种常见的点火源,通常用于燃烧引擎或点火设备的起火。下面是使用电火花的一般方法:
1. 准备好设备:确保电火花设备已经充电(如果是电池式)或连接到可靠的电源(如果是电线式)。
2. 确定安全区域:在进行任何点火活动之前,确保周围没有易燃材料或其他危险物品,并保持设备和燃料远离任何火源或明火。
3. 点火操作:根据设备的说明书或指南,按照正确的程序来操作设备。通常来说,需要将设备对准燃烧物,保持一定的距离并按下触发按钮来产生电火花。
4. 确定点燃:一旦看到电火花产生,并成功点燃了燃烧物,立即停止使用设备,同时保持警惕以确保火势得到控制并避免火灾。
5. 关闭设备:在使用结束后,将设备关闭并储存在安全的地方。
需要注意的是,使用电火花时务必谨慎,遵循设备说明书或指南上的具体操作程序,并确保在安全环境下使用。
电火花加工知识讲解
第一节 电火花加工的基本原理及分类
➢ 电火花加工原理
第一节 电火花加工的基本原理及分类
如此周而复始高频率地重复地循环下去,工具电极不断地向工件 进给,它的形状最终就复制在工件上,形成所需要的加工表面。 与此同时,总能量的一小部分也释放到工具电极上,从而造成工 具电极的损耗。电蚀过程如图2-3所示。
第二节 电火花加工机理
➢ 电火花加工基于电火花腐蚀原理,是在工具电极与工件电极相 互靠近时,极间形成脉冲性火花放电,在电火花通道中产生瞬 时高温,使金属局部熔化,甚至气化,从而将金属蚀除下来。 那么两电极表面的金属材料是如何被蚀除下来的呢?这一微观 物理过程,也就是电火花加工的物理本质。
第二节 电火花加工机理
第二节 电火花加工机理
4、极间介质的消电离
随着脉冲电压的结束,脉冲电流也迅速降为零,标志着一次脉冲放 电结束。但此后仍应有一段间隔时间,使间隙介质消电离,即放电 通道中的带电粒子复合为中性粒子,恢复本次放电通道处间隙介质 的绝缘强度,以免总是重复在同一处发生放电而导致电弧放电,这 样可以保证按两极相对最近处或电阻率最小处形成下一击穿放电通 道(放电点转移原则)。另外,在加工过程中形成的电蚀产物以及 热量等都需要在此阶段排出。由此,为了保证电火花加工过程正常 地进行,在两次脉冲放电之间一般都应有足够的脉冲间隔时间t0。
1、极间介质的电离、击穿形成放电通道
电火花安全操作规程
电火花安全操作规程
以下是电火花安全操作规程的一些基本原则:
1. 确保使用正确的设备:使用符合安全标准的电火花设备,并确保设备质量可靠、无损坏。
2. 确定适当的操作环境:在清洁、无可燃物质和易燃气体的环境中操作,避免操作环境过于潮湿。
3. 遵循操作手册指导:仔细阅读并遵守设备操作手册上的安全指导和操作程序。
4. 确保正确的电源连接:正确连接电火花设备的电源,并确保电源线路无损坏。
5. 避免过度使用:不要连续使用电火花设备超过其规定时限,以避免过热和设备故障。
6. 使用适当的个人防护设备:佩戴适当的防护手套、眼镜和服装,以保护自己免受电火花和可能引起的火花飞溅的伤害。
7. 避免潮湿的工作环境:尽量避免在潮湿的环境中使用电火花设备,以减少电火花引起火灾的风险。
8. 定期检查和维护:定期对电火花设备进行检查和维护,确保设备处于良好的工作状态。
9. 防止设备过热:使用电火花设备时,注意设备是否过热,如果发现异常情况,应立即停止使用并查找原因。
10. 学习正确的操作技巧:在使用电火花设备之前,应接受相关培训,学习正确的操作技巧,避免错误操作导致事故发生。
11. 紧急情况的处理:在发生紧急情况时,立即停止使用电火花设备并采取适当的救援措施,保护自己和周围的人。
请注意,以上只是一些基本的安全操作原则,具体操作规程还应根据实际情况和设备要求进行制定。建议在使用电火花设备之前,详细阅读设备操作手册,并根据相关法规和标准制定相应的操作规程。
电火花切割原理和流程
电火花切割原理和流程
电火花切割原理主要是利用连续移动的细金属丝(称为电极丝)作为电极,对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。当电极丝接近工件表面时,随着电极与工件的接触,电极上的电火花在工件表面产生放电现象。放电过程中,材料表面的温度瞬间升高,材料开始熔化和蒸发。同时,高能量的电火花在工件表面形成微小的孔径,并产生高压气体,导致孔内形成一个微小的爆炸。连续进行多次的电火花放电,将在工件表面形成一系列的微小孔径。切割液通过导电通道流经孔径,并带走被切割材料的残渣,使切割面保持平整。
电火花切割的具体流程为首先电火花发生器产生高频脉冲电流,通过电缆传送到加工头部分;加工头内部有两根细且导电的铜线,称为电火花线,它们被安置在钼丝或铜丝中间并保持一定的张力。电火花线的直径通常在0.1~0.3mm之间;加工头将电火花线送入工件表面,与工件之间形成一定的放电间隙。放电间隙的大小取决于工件材料的导电性和加工要求等因素;当电火花线与工件表面的放电间隙达到一定程度时,电火花放电会在两者之间形成离子化的等离子体通道,产生的高温高压能量使工件表面的金属材料瞬间融化;融化的金属材料在电火花线和工件表面之间发生电火花放电的过程中被冲击和溅射,同时电火花线也在放电过程中被烧蚀;加
工头通过数控系统的控制,以一定的速度和方向移动,使烧蚀的电火花线持续进入工件表面,同时将融化的金属材料带走。
电火花加工基础知识
第一章 电火花加工基础知识
图1-2 极间放电电压和电流波形
第一章 电火花加工基础知识 在脉冲电压波形的0~1~2~3段和脉冲电流的2~3段, 对应了放电通道的形成,而在脉冲电压波形的3~4和脉冲电 流波形的3~4段,对应了介质的热分解、电极材料熔化、汽 化和电极材料的抛出,在脉冲电压波形的4~5和脉冲电流波 形的4~5段,对应了极间介质的消电离。
第一章 电火花加工基础知识 2) 加工电流 加工电流是指脉冲电源输出的峰值电流。通过选择功率输 出来调节脉冲的峰值电流,以保证在粗、中、精加工条件下, 获得所需要的平均加工电流。加工电流在同一脉宽条件下,与 加工面积成正比,与电极损耗成正比,与生产率成正比,与工 件的表面粗糙度成反比。
第一章 电火花加工基础知识 3) 脉Βιβλιοθήκη Baidu宽度 脉冲宽度是指一次放电的脉宽时间。脉冲宽度同放电间 隙成正比,与生产率成正比,与工件的表面粗糙度成反比, 与电极损耗成反比。脉冲宽度分高压脉宽和低压脉宽,高压 脉宽比低压脉宽窄得多。通常,增加高压脉宽可以提高加工 稳定性和提高生产率。
第一章 电火花加工基础知识 3.电极材料的抛出 放电通道和正负极表面放电点瞬时高温使工作液汽化和 金属材料熔化、汽化、热膨胀,这会产生很高的瞬时压力。 通道中心部位的压力最高,汽化后的气体体积不断向外部膨 胀,形成气泡。气泡向四处飞溅,将熔化和汽化了的金属抛 出。抛出的金属遇到冷的工作液后凝聚成细小的颗粒。熔化 的金属抛出后,电极表面形成一个放电痕,也称放电坑。
电火花加工知识
电火花加工的基本原理:
电火花加工基于电火花腐蚀原理,是在工具电极与工件电极相互靠近时, 极间形成脉冲性火花放电,在电火花通道中产生瞬时高温,使局部金属融 化,甚至汽化,从而将金属蚀除下来。这一过程大致分为以下几个阶段:
(1)极间介质的电离、击穿,形成放电通道 放电通道是有大量带正电和负电的粒子以及中型粒子组成,带电粒子高 速运动,相互碰撞,产生大量热能,使通道温度升高,通道中心温度可达到 10000摄氏度以上。由于放电开始阶段通道截面很小,而通道内有高温 热膨胀形成的压力高达几万帕,高温高压的放电通道急速扩展,产生一个 强烈的冲击波向四周传播。在放电的同时还伴随着光效应和声效应,这 就形成了肉眼所能看到的电火花。
(3)电火花加工是通过脉冲放电来蚀除金属材 料的,而脉冲电源的参数随时可调,因此在同一情 况下,只需调整电参数即可切换粗、半精、精、 超精加工。
2.电火花加工的局限性:
(1)电火花加工生产效率低。 (2)被加工的工件只能是导体. (3)存在电极损耗,这就影响了成型精度。 (4)加工表面有变质层。 (5)加工过程必须在工作液中进行。电火花加工时 放电部位必须在工作液中,否则将引起异常放电。 (6)线切割加工有厚度极限。
电火花加工的分类与发展概况:
根据目前电火花设备使用情况来分,可分为3大类:
1电火花成型加工
采用成型工具电极进行仿形电火花加工的方法
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电火花基本知识
一、什么是电火花加工
二、电火花加工的特点
三、电火花加工机床的组成及作用
四、实现电火花加工的条件
五、极性效应
六、覆盖效应
七、加工速度
八、工具电极损耗
九、表面粗糙度
十、放电间隙
十一、两电极蚀除量之间的矛盾
十二、加工速度与加工表面粗糙度之间的矛盾
十三、电火花加工常用名词、术语及符号
十四、电火花加工粗糙度对照表
一、什么是电火花加工
电火花是一种自激放电,其特点如下:火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压,当两电极接近时,其间介质被击穿后,随即发生火花放电。伴随击穿过程,两电极间的电阻急剧变小,两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间(通常为10-7-10-3s)后及时熄灭,才可保持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深),使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用,可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法,叫电火花加工。电火花加工是在较低的电压范围内,在液体介质中的火花放电。
二、电火花加工的特点
电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。随着工业生产的发展和科学技术的进步,具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性,高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多,这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。因此,人们除了进一步发展和完善机械加工法之外,还努力寻求新的加工方法。电火花加工法能够适应生产发展的需要,并在应用中显示出很多优异性能,因此,得到了迅速发展和日益广泛的应用。电火花加工的特点如下:
1.脉冲放电的能量密度高,便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响,不受热处理状况影响。
2.脉冲放电持续时间极短,放电时产生的热量传导扩散范围小,材料受热影响范围小。
3.加工时,工具电极与工件材料不接触,两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬,因此,工具电极制造容易。
4.可以改革工件结构,简化加工工艺,提高工件使用寿命,降低工人劳动强度。基于上述特点,电火花加工的主要用途有以下几项:
1) 制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。
2) 加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔。
3) 在金属板材上切割出零件。
4) 加工窄缝。
5) 磨削平面和圆面。
6) 其它(如强化金属表面,取出折断的工具,在淬火件上穿孔,直接加工型面复杂的零件等)。
三、电火花加工机床的组成及作用
从上面所谈的情况可以看到,要实现电火花加工过程,机床必须具备三个要素,即:脉冲电源,机械部分和自动控制系统,工作液过滤与循环系统。(见图一)。下面对这三要素的作用逐一加以简单讨论。
1.脉冲电源
加在放电间隙上的电压必须是脉冲的,否则,放电将成为连续的电弧。所谓脉冲电源,实际就是一种电气线路或装置,它们能发出具有足够能量的脉冲电压来。
2.机械部分和自动控制系统
其作用是维持工具电极和工件之间有一适当的放电间隙,并在线调整。
3.工作液净化与循环系统
工作液的作用是使能量集中,强化加工过程,带走放电时所产生的热量和电蚀产物。工作液系统包括工作液的储存冷却、循环及其调节与保护、过滤以及利用工作液强迫循环系统。
上述三要素,有时也称为电火花加工机床的三大件,它们组成了电火花加工机床这一统一体,以满足加工工艺的要求。
四、实现电火花加工的条件
实现电火花加工,应具备如下条件:
1.工具电极和工件电极之间必须维持合理的距离。在该距离范围内,既可以满足脉冲电压不断击穿介质,产生火花放电,又可以适应在火花通
道熄灭后介质消电离以及排出蚀除产物的要求。若两电极距离过大,则脉冲电压不能击穿介质、不能产生火花放电,若两电极短路,则在两电
极间没有脉冲能量消耗,也不可能实现电腐蚀加工。
2.两电极之间必须充入介质。在进行材料电火花尺寸加工时,两极间为液体介质(专用工作液或工业煤油);在进行材料电火花表面强化时,
两极间为气体介质。
3.输送到两电极间的脉冲能量密度应足够大。在火花通道形成后,脉冲电压变化不大,因此,通道的电流密度可以表征通道的能量密度。能量
密度足够大,才可以使被加工材料局部熔化或汽化,从而在被加工材料表面形成一个腐蚀痕(凹坑),实现电火花加工。因而,通道一般必须
有105-106A/cm2电流密度。
放电通道必须具有足够大的峰值电流,通道才可以在脉冲期间得到维持。一般情况下,维持通道的峰值电流不小于2A。
4.放电必须是短时间的脉冲放电。放电持续时间一般为10-7-10-3s。由于放电时间短,使放电时产生的热能来不及在被加工材料内部扩散,从
而把能量作用局限在很小范围内,保持火花放电的冷极特性。
5.脉冲放电需重复多次进行,并且多次脉冲放电在时间上和空间上是分散的。这里包含两个方面的意义:其一时间上相邻的两个脉冲不在同一点上形成通道;其二,若在一定时间范围内脉冲放电集中发生在某一区域,则
在另一段时间内,脉冲放电应转移到另一区域。只有如此,才能避免积炭现象,进而避免发生电弧和局部烧伤。
6.脉冲放电后的电蚀产物能及时排放至放电间隙之外,使重复性放电顺利进行。在电火花加工的生产实际中,上述过程通过两个途径完成。一方面,火花放电以及电腐蚀过程本身具备将蚀除产物排离的固有特性;蚀除物以
外的其余放电产物(如介质的汽化物)亦可以促进上述过程;另一方面,还必须利用一些人为的辅助工艺措施,例如工作液的循环过滤,加工
中采用的冲、抽油措施等等。
五、极性效应
电火花加工时,相同材料两电极的被腐蚀量是不同的。其中一个电极比另一个电极的蚀除量大,这种现象叫做极性效应。如果两电极材料不同
,则极性效应更加明显。
六、覆盖效应
在油类介质中放电加工会分解出负极性的游离碳微粒,在合适的脉宽、脉间条件下将在放电的正极上覆盖碳微粒,叫覆盖效应。利用覆盖效应
可以降低电极损耗。注意负极性加工才有利做覆盖效应。
七、加工速度
对于电火花成形机来说加工速度是指在单位时间内,工件被蚀除的体积或重量。一般用体积表示。若在时间T内,工件被蚀除的体积为V,则加
工速度Vw为: Vw=V/t(mm3/min)对于线切割机来说,加工速度是指在单位时间内,工件被切面积。即用mm2/min来表示。在规定表面粗糙度(如Ra=2.5μm),相对电极损耗(如1%)时的最大加工速度,是衡量电加工机床工艺性能的重要指标。一般情况下,生产厂
给出的是最大加工电流,在最佳加工状态下所能达到的最高加工速度。因此,在实际加工时,由于被加工件尺寸与形状的千变万化,加工条件
,排屑条件等与理想状态相差甚远,即使在粗加工时,加工速度也往往大大低于机床的最大加工速度指标。
八、工具电极损耗
在电火花成形加工中,工具电极损耗直接影响仿形精度,特别对于型腔加工,电极损耗这一工艺指标较加工速度更为重要。
电极损耗分为绝对损耗和相对损耗。
绝对损耗最常用的是体积损耗Ve和长度损耗Veh二种方式,它们分别表示在单位时间内,工具电极被蚀除的体积和长度。即
Ve=V/t(mm3/min)
Veh=H/t(mm/min)