3.3电火花加工工艺规律(三)

教学重 1.影响加工精度的主要因素； 点 2.了解电火花加工表面变化层和机械性能；
教学难 1.影响加工精度的主要因素； 点 2.了解电火花加工表面变化层和机械性能；
教具、 挂图
相应挂图，实物工具。
作业题 号
课后第43页1、2、3题
教学过 程
及时间 分配
主要教学ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ容及步骤
3.3电火花加工工艺规律（三） 师生致礼、点名、检查学生学习准备情况、使学生集中 注意力上课。 复习：影响电极损耗的主要因素。 导入：电火花成型加工的主要工艺指标有加工速度、电 极损耗、表面粗糙度、加工精度和表面变化层的机械性能 等。影响工艺指标的因素很多，素变化都将引起工艺指标相 应的变化。 三、影响表面粗糙度的主要因素
图3-22 工具斜度图形 五、电火花加工表面变化层和机械性能 1．表面变化层 在电火花加工过程中，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。这种表面变化层的厚度大 约在0.01～0.5 mm之间，一般将其分为熔化层和热影响层，如图 3-23所示。
图3-23 电火花加工表面变化层 1) 熔化层 熔化层位于加工后工件表面的最上层，它被放电产生的瞬时高 温所熔化，又受到周围介质的快速冷却作用而凝固。 对于碳钢，熔化层在金相照片上呈现白色，故又称白层。白层 是一种树枝状的淬火铸造组织，与内层的结合不很牢固。熔化层 中有渗碳、渗金属、气孔及其他夹杂物。熔化层厚度随脉冲能量 增大而变厚，一般为0.01～0.1 mm。 2) 热影响层 热影响层位于熔化层和基体之间，热影响层的金属被熔化，只 是受热的影响而没有发生金相组织变化，它与基体没有明显的界 限。 对淬火钢将产生二次淬火区、高温回火区和低温回火区；对未 淬火钢而言主要是产生淬火区。 3) 显微裂纹 电火花加工中，加工表面层产生残余拉应力。在脉冲能量较大 时，表面层甚至出现细微裂纹，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。
拉应力：材料受到的外力称为拉力，材料内部产生的反作用 力称为应力。一个物体两端受拉，那么沿着它轴线方向的应力就 是拉应力。拉应力就是指使物体有拉伸趋势的应力。
金相组织：指金属组织中化学成分、晶体结构和物理性能相 同的组成， 硬脆材料容易产生裂纹。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。
1.电火花加工工件表面的凹坑大小与单个脉冲放电能量 有关，单个脉冲能量越大，则凹坑越大。
2.当峰值电流一定时，脉冲宽度越大，表面粗糙度越 差。
3.在脉冲宽度一定的条件下，随着峰值电流的增加，表 面粗糙度就变差。
4.在一定的脉冲能量下，不同的工件电极材料表面粗糙 度值大小不同，熔点高的材料表面粗糙度值要比熔点低的材 料小。
图3-21 冲油方式对电极端部损耗的影响 3．工具电极的损耗 在电火花加工中，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的。实际上，工件侧壁主要是靠 工具电极底部端面的周边加工出来的。因此，电极的损耗也必然 从端面底部向上逐渐减少，从而形成了损耗锥度(如图3-22所 示)，工具电极的损耗锥度反映到工件上是加工斜度。
5.工具电极表面的粗糙度值大小也影响工件的加工表面粗 糙度值。例如，石墨电极表面比较粗糙，因此它加工出的工 件表面粗糙度值也大。
6.干净的工作液有利于得到理想的表面粗糙度。
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主要教学内容及步骤
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四、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)。 1．放电间隙 电火花加工中，工具电极与工件间存在着放电间隙，因此工件 的尺寸、形状与工具并不一致。
3) 疲劳性能 疲劳强度：指金属材料在无限多次交变载荷作用下而不破坏 的最大应力 。 电火花加工后，工件表面变化层金相组织的变化，会使耐疲劳 性能比机械加工表面低许多倍。采用回火处理、喷丸处理甚至去 掉表面变化层，将有助于提高其耐疲劳性能。 六、电火花加工的稳定性 在电火花加工中，加工的稳定性不仅关系到加工的速度，而且 关系到加工的质量。 1．电规准与加工稳定性 一般来说，单个脉冲能量较大的规准，容易达到稳定加工。 但是，当加工面积很小时，不能用很强的规准加工。另外，加工 硬质合金不能用太强的规准加工。 脉冲间隔太小常易引起加工不稳。 2．电极进给速度 电极的进给速度与工件的蚀除速度应相适应，这样才能使加工 稳定进行。进给速度大于蚀除速度时，加工不易稳定。 3．蚀除物的排除情况 单个脉冲能量大，蚀除物容易排出，加工就稳定。在用弱规准 加工时必须采取各种方法保证排屑良好，实现稳定加工。冲油压 力不合适也会造成加工不稳定。 4．电极材料及工件材料 对于钢工件，各种电极材料加工稳定性好坏次序如下： 紫铜(铜钨合金、银钨合金) > 铜合金(包括黄铜) > 石墨 > 铸铁 > 不相同的钢 > 相同的钢； 淬火钢比不淬火钢工件加工时稳定性好；硬质合金、铸铁、铁 合金、磁钢等工件的加工稳定性差。 5．极性 不合适的极性可能导致加工极不稳定。 6．加工形状 形状复杂的工件加工不易稳定，其他如电极或工件松动、烧弧 痕迹未清除、工件或电极带磁性等均会引起加工不稳定。 另外，随着加工深度的增加，加工变得不稳定。工作液中混入 易燃微粒也会使加工难以进行。 七、 合理选择电火花加工工艺 从电火花加工的工艺规律中不难看到，加工速度、电极损耗、 表面粗糙度、加工精度往往相互矛盾。表3-2简单列举了一些参数
对工艺的影响。 表3-2 常用参数对工艺的影响
注：○表示影响较小，↓表示降低或减小，↑表示增大。 小结：1.了解影响表面粗糙度的主要因素；
2.了解影响加工精度的主要因素； 3.了解电火花加工表面变化层和机械性能； 4.了解电火花加工的稳定性。 布置作业：课后第43页1、2、3题
2．表面变化层的机械性能 1) 显微硬度及耐磨性
工件在加工前由于热处理状态及加工中脉冲参数不同，加工后 的表面层显微硬度变化也不同。
一般来说，电火花加工表面外层的硬度比较高，耐磨性好。 但对于滚动摩擦，熔化层易剥落而磨损。
2) 残余应力 电火花表面的残余应力，大部分表现为拉应力。
残余应力的大小和分布，主要与材料在加工前热处理的状态 及加工时的脉冲能量有关。
放电间隙是随电参数、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。
2．加工斜度
电火花加工时，产生斜度的情况如图3-21所示。由于工具电 极下面部分加工时间长，损耗大，因此电极变小，而入口处由于 电蚀产物的存在，易发生因电蚀产物的介入而再次进行的非正常 放电(即“二次放电”)，因而产生加工斜度。
广东省粤东高级技工学校教案纸
章节课 题
3.3电火花加工工艺规律（三）
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授课日 20 年 月 日第 周 星期 期节
第 授课时数
2
教学目 的
1.了解影响表面粗糙度的主要因素； 2.了解影响加工精度的主要因素； 3.了解电火花加工表面变化层和机械性能； 4.了解电火花加工的稳定性。
教学方 法
讲授、演示、练习。