电火花加工一些规律

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第三章 电火花加工工艺规律3

第三章 电火花加工工艺规律3

第三章 电火花加工工艺规律3.1 电火花加工的常用术语电火花加工中常用的主要名词术语和符号如下:1.工具电极电火花加工用的工具是电火花放电时的电极之一,故称为工具电极,有时简称电极。

由于电极的材料常常是铜,因此又称为铜公(如图3-1所示)。

图3-1 电火花加工示意图2.放电间隙放电间隙是放电时工具电极和工件间的距离,它的大小一般在0.01~0.5 mm 之间,粗加工时间隙较大,精加工时则较小。

3.脉冲宽度ti(μs)脉冲宽度简称脉宽(也常用ON 、TON 等符号表示),是加到电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间(如图3-2所示)。

为了防止电弧烧伤,电火花加工只能用断断续续的脉冲电压波。

一般来说,粗加工时可用较大的脉宽,精加工时只能用较小的脉宽。

图3-2 脉冲参数与脉冲电压、电流波形4.脉冲间隔to(μs))脉冲间隔简称脉间或间隔(也常用OFF 、TOFF 表示),它是两个电压脉冲之间的间隔时间(如图3-2所示)。

间隔时间过短,放电间隙来不及消电离和恢复绝缘,容易产生电弧放电,烧伤电极和工件;脉间选得过长,将降低加工生产率。

加工面积、加工深度较大时,脉间也应稍大。

5.放电时间(电流脉宽)te(μs)21—工具电极;2—工件;3—脉冲电源;4—伺服进给系统放电时间是工作液介质击穿后放电间隙中流过放电电流的时间,即电流脉宽,它比电压脉宽稍小,二者相差一个击穿延时td 。

ti 和te 对电火花加工的生产率、表面粗糙度和电极损耗有很大影响,但实际起作用的是电流脉宽te 。

6.击穿延时t d (μs)从间隙两端加上脉冲电压后,一般均要经过一小段延续时间t d ,工作液介质才能被击穿放电,这一小段时间t d 称为击穿延时(见图3-2)。

击穿延时t d 与平均放电间隙的大小有关,工具欠进给时,平均放电间隙变大,平均击穿延时t d 就大;反之,工具过进给时,放电间隙变小,t d 也就小。

7.脉冲周期t P (μs)一个电压脉冲开始到下一个电压脉冲开始之间的时间称为脉冲周期,显然t P =t i +t o (见图3-2)。

电火花切割加工工艺规律

电火花切割加工工艺规律

d 。
第八讲
作业
1、习题1、2、3
第八讲
脉间OFF
脉间:两个电压脉冲之间的间隔时间; 脉宽常用符号OFF 或TOFF表示; 脉冲间隙时间=(OFF+1)X5微秒


加工难度大,厚度大,排屑不利时,脉冲间隙可相对取大点;
加工性能好,厚度不大的零件,脉冲间隙可相对取小点。 在特定条件下,脉间减小,切割速度增加;
脉间太小,消电离不充分,电蚀产物来不及排除,易烧伤工件;
第八讲
非电参数(电极丝)对工艺指标的影对于快走丝,丝速越大,加工速度越高;
b 快走丝机床的丝速不可调节。
c 快走丝的加工速度相对于慢走丝高; d 慢走丝加工的零件表面粗糙度好,加工精度高。
第八讲
非电参数(电极丝)对工艺指标的影响
三、电极丝往复运动
1、下列(
脉间太大,导致进给不连续,加工变得不稳定;
第八讲
功率管数IP
管数的增减决定脉冲峰值电流的大小;
管数越多,电流越大,切割速度高,表面粗糙度增大; 一般,工件厚度大,功率管数相对多;
第八讲
波形GP
波形GP代表矩形波脉冲; FW线切割有两种波形: 00矩形波形:加工效率高,加工稳定,常用波形; 01分组波形:适用于薄工件的加工,精加工较稳定;
a 快走丝线切割工作液广泛采用的是乳化液,其加工 速度快; b 慢走丝线切割机床采用的工作液是去离子水和煤油。 c 慢走丝线切割机床广泛采用工作液喷入式强迫注入;
d 工业中心的快走丝线切割机床采用工作液喷入式强 迫注入。
第八讲
非电参数(工件材料)对工艺指标的影响
1、下列( )说法正确。
a 线切割时,材料的加工性与其熔点、沸点有很大关系; b 线切割时,在加工参数条件相同的情况下,铜的加工速度比铝 高。 c 加工硬质合金钢与钢相比,加工比较稳定,加工速度较低,但 表面粗糙度较好;

电火花加工工艺规律课件

电火花加工工艺规律课件
电火花加工工艺规律 课件
目录
• 电火花加工原理 • 电火花加工的工艺参数 • 电火花加工的特性和应用 • 电火花加工的工艺规律和影响因素 • 电火花加工的实践操作和注意事项
01
电火花加工原理
电火花放电现象
01 定义
电火花放电现象是电极间瞬间导通,同时伴随着 大量热能、光能、声能等释放的现象。
02 产生条件
工件进给速度
工件进给速度越快,加工效率越高, 但过快的进给速度可能导致电极与工 件接触不良,影响加工效果。
加工面积和深度
加工面积
加工面积越大,加工难度越高,需要选择合适的电极材 料和工作液。
加工深度
加工深度越深,加工难度越高,需要选择合适的电极材 料和工作液,同时需要调整工艺参数,确保加工稳定性 和精度。
工作液的选择与使用
工作液在电火花加工中起到冷却、排屑和绝缘的作用。根 据具体的加工要求和条件,选用合适的工作液可以提高加 工效率和表面质量。
电火花加工的实践操作和注
05
意事项
电火花加工的实践操作流程
准备工具和材料
根据加工需求选择合适的工具和材料,如电 极、工件、工作液等。
安装工具和工件
将电极和工作件安装在电火花机床上,确保安 装牢固。
02 铜电极
适用于加工有色金属,如铝、铜等,具有较好的 导电性和加工精度。
03 硬质合金电极
适用于加工高硬度材料,如硬质合金,具有较高 的电极损耗率和加工效率。
脉冲宽度和脉冲间隔
脉冲宽度
决定单个脉冲的能量,脉冲宽度越大,单个脉冲的能量越大,加工效率越高,但电极损耗也越 大。
脉冲间隔
决定脉冲的频率,脉冲间隔越小,脉冲频率越高,加工效率越高,但电极损耗也越大。

02-3-2电火花加工基本工艺规律(一)

02-3-2电火花加工基本工艺规律(一)
分解而产生大量的碳,碳与金属结合形成金属碳化物的胶 团。中性的胶团在电场作用下与其外层脱离而成为带负电 荷的碳胶粒,吸附在正极表面。电极表面瞬时温度在 400℃,形成一定强度和厚度的化学吸附碳层,称为“炭 黑膜”。
第三章 电火花加工
◎极性效应的影响 当脉宽ti小于某一数值
时,正极性损耗小于负极 性损耗;反之,当脉宽ti大 于某一数值时,负极性损 耗小于正极性损耗。
负极性加工,脉宽大于120μS,电极相对损耗小于1。 正极性加工,电极的相对损耗都难低于10%。
第三章 电火花加工
◎吸附效应 煤油等碳氢化合物作工作液时,在放电过程中发生热
第三章 电火花加工
◎排屑条件的影响 加工过程中会不断产生气体、金属屑末和碳黑等,不及 时排除,加工稳定性不好,加工速度降低 为便于排屑,采用冲油(或抽油)和电极抬起。
第三章 电火花加工
◎工件材料的影响 取决于工件材料的物理性能(熔点、沸点、比热、 导热系数、熔化热和汽化热等)。 工件材料的熔点、沸点越高,比热、熔化热和气 化热越大,加工速度越低,越难加工。加工硬质合金 钢比加工碳素钢的速度要低40~60%。 导热系数高工件,热量散失快,加工速度也低。
400 300
t=i 1000s
200
ti= 200s
100
ti= 50s
0 10 20 30 40 50 60 i^e / A
峰值电流与加工速度的关系曲线
第三章 电火花加工
◆非电参数的影响
vw / (mm3 / min)
◎加工面积的影响
ti= 1200s
加工面积较大,对加工速度 300
i^e= 48 A
第三章 电火花加工
影响加工速度的因素分电参数和非电参数两大类。 ◆电规准的影响 电火花加工时选用的电加工参数,主要有脉冲宽度 ti(μs)、脉冲间隙to(μs)及峰值电流Ip等参数。

电火花线切割加工工艺规律

电火花线切割加工工艺规律

沸点℃ 4830 5930 - 6000 4800 2500 3000 2740 2900 2300 2130 2600 2060
由表可知,常用的电极丝材料钼的熔点为2625℃,沸点为4800℃,比铁、硅、锰、 铬、铜、铝的熔点和沸点都高,而比碳化钨、碳化钛等硬质合金基体材料的熔点和沸点要 低。在单个脉冲放电能量相同的情况下,用铜丝加工硬质合金比加工钢产生的放电痕迹小, 加工速度低,表面粗糙度好,同时电极丝损耗大,间隙状态恶化时则易引起断丝。
若采用单向喷入工作液,入口部分工作液纯净,出口处工作液杂质较多,这样会造成 加工斜度(如图4.7(a)所示); 若采用双向喷入工作液,则上下入口较为纯净,中间部位杂质较多,介电系数低,这样造成 鼓形切割面(如图4-7(b)所示)。工件越厚,这种现象越明显。
工件 工作液 工作液
工作液 工作液
放电产物 电极丝
工件 电极丝
图4-4 电极丝运动引起的斜度
工件 上
下 电极丝
图4-5 切缝剖面示意图
对慢走丝线切割加工,上述不利于加工表面粗糙度的因素可以克服。一般慢速走丝线 切割加工无须换向,加之便于维持放电间隙中的工作液和蚀除产物的大致均匀,所以可以避 免黑白相间的条纹。同时,由于慢走丝系统电极丝运动速度低、走丝运动稳定,因此不易产 生较大的机械振动,从而避免了加工面的波纹。
若电极丝直径过小,易断丝,放电产物排除条件差,加工经常出现不稳定现象,导致加工速度降 低。细电极丝的优点是可以得到较小半径的内尖角,加工精度能相应提高。
3. 走丝速度对工艺指标的影响 对于快走丝,在一定的范围内,随着走丝速度的提高,有利于消电离,有利于排屑和
放电加工稳定进行。故在一定加工条件下,随着丝速的增大,加工速度提高。 若再继续增大走丝速度,切割速度不仅不增大,反而开始下降,这是因为储丝筒正反向换向 次数增多,非加工时间增多,从而使加工速度降低。

电火花加工知识讲解

电火花加工知识讲解
后,需停歇一段时间,如图所示。 这样才能使能量集中于微小区域,而不致于扩散到邻近的材料中 去。如果形成连续放电,就会形成象电焊一样的电弧,使工件表 面烧伤而不能保证零件的尺寸和表面质量
第一节 电火花加工的基本原理及分类
• 2、必须采用自动进给调节装置 • 以保证工具电极与工件电极间微小的放电间隙。间隙过大,极间
第三节 电火花加工中的一些基本规律
➢ 为提高电火花加工的生产率、降低电极的损耗,必须 了解影响材料放电腐蚀的主要因素:
1 极性效应 2 电参数 3 金属材料热学常数 4 工作液 5 其他因素
第三节 电火花加工中的一些基本规律
• 极性效应
在电火花加工过程中,正极和负极都会受到不同程度的 电腐蚀,即使相同材料,正、负极的电蚀量也不相同, 这种单纯由极性不同而电蚀量不同的现象称为“极性效 应”。 “正极性”加工——工件接脉冲电源的正极 “负极性”加工——工件接脉冲电源的负极
电火花加工
第一节 电火花加工的基本原理及分类
➢ 电 火 花 加 工 又 称 放 电 加 工 (Electrical scharge Machining,简称EDM):
原理:在一定介质中,利用两极(工具电极与工件电极)之间 脉冲性火花放电时的电腐蚀现象对侵蚀多余的金属,以使零件 的尺寸、形状和表面质量达到预定要求的加工方法。
第二节 电火花加工机理
实验结果表明,电火花加工的微观过程是电场力、磁力、热 力、流体动力、电化学和胶体化学等综合作用的结果。人们 对电火花加工过程还不够,还需要进一步研究。
第三节 电火花加工中的一些基本规律
§2.3.1 影响材料放电腐蚀的主要因素 §2.3.2 加工速度与工具损耗速度 §2.3.3 影响加工精度的主要因素 §2.3.4 电火花加工的表面质量

第三节电火花加工的一些规律

第三节电火花加工的一些规律
qa qc----正极,负极的总 蚀除量; va vc----正极,负极的蚀 除速度; WM----单个脉冲能量; f----脉冲频率; t---加工时间; Ka Kc与电极材料,脉冲参 数,工作液等有关的工 艺系数; φ----有效脉冲利用率 下标ac表正负极。
第三节
电火花加工中的一些规律
单个脉冲能量为:
当脉冲放电量相同时,金属的熔点,沸点, 比热容,熔化热,汽化热越高,电蚀量将越 少,越难加工;另一方面,热导率越大的金 属,由于较多的地把瞬时产生的热量传导散 失到其他部位,因而减少了本身的蚀除量。
第三节
电火花加工中的一些规律
常用材料的热学常数
第三节
电火花加工中的一些规律
4.工作液对电蚀量的影响
@第一小组
制作:方刘
第三节
电火花加工中的一些规律
一·影响材料放电腐蚀的主要因素 1.极性效应
定义:单纯由于正负极性不同而彼此电蚀量不 一样的现象称为极性效应。(两极材料不同,则 极性效应更加复杂) 极性效应产生原因很复杂。但是为了充分利用 它,最大地减少工具电极的损耗,应合理选用工 具电极的材料,根据电极对材料的物
te----单个脉冲实际放电时间(μs); u(t)----放电间隙中随时间而变化的电 压(V); i(t)----放电时间随时间而变化的 电流(A); WM----单个脉冲能量(J);
第三节
电火花加工中的一些规律
3.金属材料热学常数对电蚀量的影响
热学常数:熔点,沸点(气化点),热 导率,比热容,熔化热,热规律
2.表面变质层:
(1)熔化凝固层 (2)热影响层 (3)显微裂纹 3.表面力学性质: (1)显微硬度及耐磨性 (2)残余应力 (3)耐疲劳性能
加工过程的稳定性 加工面积 电极材料

电火花成形加工的基本规律

电火花成形加工的基本规律

模具制造工艺学
影响加工速度的主要因素
▪ 工件材料的热学常数对加工速度的影响
所谓热学常数是指熔点、沸点、热导率、比热容、熔化热、汽 化热等,其中前三者对电蚀量影响较大。
每次脉冲放电时,通道内及正、负电极放电点瞬间分别获得大 量热能,除了一部分由于热传导散失到电极其他部分和工作液中外, 大部分热能消耗在金属的熔化、汽化过程中。
影响电极相对损耗的主要因素
▪ 电极损耗分为绝对损耗和相对损耗,绝对损耗是指单位时间内 工具电极损耗的长度、重量或体积,即长度绝对损耗。重量绝对损 耗或体积绝对损耗。相对损耗是指工具电极的绝对损耗与加工速度 的百分比,即得到长度相对损耗、重量相对损耗或体积相对损耗。
影响电极相对损耗的主要因素
▪ 正确选用电极材料
影响加工速度的主要因素
▪ 排屑条件对加工速度的影响
▪ 在电火花加工过程中,极间局部区域电蚀产物过高,加之放电 引起的温度升高,常会影响加工过程的稳定性,以致破坏正常的火 花放电,使加工速度降低,甚至无法继续加工。
影响加工精度的主要因素
尺寸精度 电火花加工时,工具电极与工件之间都存在一定的放电间隙,
影响加工表面质量的主要因素
▪ 表面变质层
由于电火花放电的瞬时高温和液体介质的冷却作用,使工件加 工表面产生了一层与原来材料组织不同的变质层。变质层包括表面 的熔融再凝固层(熔化层)及能 电火花加工后表面层的硬度一般均比较高,但对某些淬火钢,
也可能稍低于基体硬度。对未淬火钢,特别是原来含碳量低的钢, 热影响层的硬度都比基体材料高;对淬火钢,热影响层中的再淬火 区硬度稍高或接近于基体硬度,而回火区的硬度比基体低,高温回 火区又比低温回火区的硬度低。
1 斜度。电火花加工时侧面产生斜度,使上端尺寸大而底端尺寸小。 这是由于二次放电和电极损耗而产生的,

电火花加工工艺规律课件

电火花加工工艺规律课件

放电电流
总结词
放电电流的大小直接影响到电火花加工的效率和精度。
详细描述
放电电流的大小决定了电子流量的多少,从而影响电火花放电的能量。较大的放 电电流可以提高加工效率,但同时也会导致电极损耗增加和加工精度下降。因此 ,需要根据实际加工需求选择合适的放电电流。
放电时间
总结词
放电时间的长短对电火花加工的效率和加工质量有显著影响。
电火花加工适用于各种难加工材料的加工,通过合理选择电极材料和加工 参数,实现对硬材料的快速、高效加工。
电火花加工在难加工材料的加工中具有较高的灵活性和适应性,为解决传 统机械加工无法解决的问题提供了有效途径。
微细加工
微细加工是指对微小尺寸的零件或结构进行精密加工的技术。
随着科技的发展,微细加工在许多领域如电子、生物医学、光学仪器等都得到了广 泛应用。
电火花加工工艺规 律
加工速度与电极材料
加工速度
在电火花加工过程中,电极材料的硬 度、导电性、热导率等因素都会影响 加工速度。一般来说,硬而脆的材料 加工速度较低,而软而韧的材料加工 速度较高。
总结
选择电极材料时,应根据工件材料的 硬度、加工精度和效率要求综合考虑 ,以达到最佳的加工效果。
表面质量与电极材料
电火花加工工艺规律 课件
THE FIRST LESSON OF THE SCHOOL YEAR
目录CONTENTS
• 电火花加工原理 • 电火花加工参数 • 电火花加工工艺规律 • 电火花加工应用 • 电火花加工发展前景
01
电火花加工原理
电火花放电原理
放电间隙
电火花放电时,电极与工件之间的放电间隙很小 ,通常只有几微米到几十微米。
加工操作

电火花加工的基本规律和脉冲电源

电火花加工的基本规律和脉冲电源

电火花加工的基本规律和脉冲电源电火花加工是一种利用电火花放电原理进行金属材料加工的方法。

它是通过将电极和工件之间产生高频脉冲电流,并产生电火花放电,利用电火花的热能和电弧冲击力来实现材料的剪切、腐蚀和熔化等加工过程。

电火花加工具有高精度、高表面质量和适用于任何导电材料等特点,广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造等领域。

脉冲电源是电火花加工中的重要组成部分,它提供脉冲电流来驱动电火花放电。

脉冲电源的设计和控制能直接影响到电火花加工的效果和加工质量。

脉冲电源一般由脉冲发生器、电源装置和控制系统组成。

脉冲发生器产生高频脉冲信号,电源装置将脉冲信号转化为脉冲电流供给电极和工件,控制系统对脉冲电流进行调节和控制。

电火花加工的基本规律是在电极与工件之间产生电火花放电时,电极和工件表面的金属材料发生溶解、蒸发和氧化等物理化学变化,从而实现材料的剪切、腐蚀和熔化。

电火花加工的基本规律可以总结为以下几点:1. 放电能量与电极间隙大小有关:电火花加工是利用电火花放电来实现材料加工的,放电能量与电极间隙大小有关。

当电极间隙较小时,放电能量较大,加工效果较好;当电极间隙较大时,放电能量较小,加工效果较差。

2. 放电能量与脉冲电流参数有关:放电能量与脉冲电流的脉宽、峰值电流和重复频率等参数有关。

脉冲电流的脉宽决定了电火花的持续时间,峰值电流决定了放电能量的大小,重复频率决定了放电的频率。

合理选择脉冲电流参数可以实现不同材料的加工。

3. 放电能量与电极材料有关:电火花加工电极通常采用铜、铜合金或铜镍合金等导电性好的材料。

放电能量与电极材料的热导率、电导率和耐磨性等性能有关。

高热导率和电导率的电极能快速散热,减少电极烧蚀;耐磨性好的电极能提高加工寿命。

4. 放电能量与工作液有关:电火花加工过程中需要用到工作液来冷却电极和冲洗加工区。

工作液的性能对放电能量和加工效果有影响。

一般来说,工作液应具有较高的电导率、热导率和冷却性能,以提高放电能量和加工质量。

电火花切割加工工艺规律2

电火花切割加工工艺规律2

电极材料的选择
电极设计 电极制造
第五讲
电火花加工方法
电火花加工可以加工通孔称为电火花穿孔加工;
电火花加工可以加工盲孔,称为电火花成型加工。
电火花 穿孔加 工
电火花 成型加 工
ห้องสมุดไป่ตู้五讲
电火花穿孔加工凹模的方法(间接法)
凸模与加工凹模用的电极分开制造,首先根据凹模尺寸设计电极,
然后制造电极,进行凹模加工,再根据间隙要求来配制凸模。
三、填空题
1、( )电极材料损耗最大; 2、在电火花成型加工中,石墨材料常用作( 的电极材料; 3、在电火花成型加工中,紫铜材料常用作( 的电极材料; )加工 )加工
电极的尺寸(垂直)设计
电极平行于机床主轴线方向上 的尺寸称为电极的垂直尺寸。
第五讲
电极的尺寸(水平)设计
例:有一孔,形状及尺寸如下图所示, 请设计电火花加工此孔的粗、精电极 尺寸。已知电火花机床粗加工的单边 安全间隙为0.07mm,精加工的单边放 电间隙为δ =0.03mm。
重点
第五讲
粗加工电极尺寸设计
b为安全间隙
b=0.07mm A1=100+2b=100.14mm
A2=110+2b=110.17mm
A3=75mm A4=25-b=24.93mm
A5=10+b=10.07mm
A6=10-b=9.93mm
第五讲
电极制造
一、切削加工(铣削、磨削)
石墨材料加工时易碎裂,加工前应将石墨在工作液中
浸泡2~3天; 紫铜材料切削难,为提高表面粗糙度,可在切削后研 磨抛光; 电极材料为铸铁(用混合法加工)时,电极与凸模用
1电极材料不能自由选择电极材料不能自由选择2电极和冲头连在一起尺寸较长磨削时较困难第五讲电火花穿孔加工凹模的方法混合法将电火花加工性能良好的电极材料与冲头材料粘结在一起共同用线切割或磨削成型然后用电火花性能好的一端作为加工端将工件反置固定用反打正用的方法实行加工

电火花加工

电火花加工

3. 电参数与放电波形 (1) 电参数 电火花加工中,无论阳极或阴极,单个脉 冲能量与单个脉冲蚀除量在一定范围内成正 比例的关系。加工一段时间后,总的蚀除量 约等于这段时间内各单个有效脉冲蚀除量之 和。故有如下公式
Q=KWMfλt (5-2) 式中Q——在t时间内的总蚀除量(g或mm3); WM——单个脉冲能量(J); K——与电极材料、脉冲电参数、工作液等有关的 系数; f——脉冲频率(Hz); λ——有效脉冲利用率(%); t——加工时间(s)。
式(5—2)中,单个脉冲能量取决于极间放 电电压、电流和放电时间,可用下式表述 WM=
式中te——单个脉冲放电时间(s); u(t)——放电过程中随时间变化的电压(v); i(t)——放电过程中随时间变化的电流(A)。 由于放电间隙的负阻特性,电火花击穿后的放 电电压变化很小,几乎是与电极材料和工作液相关的 常数(在煤油中用紫铜加工钢时约为25V,用石墨加 工钢时为30~35V,在乳化液中用钼丝加工钢时约为 16~18V)。所以当电极材料和工作液确定之后,单 个脉冲能量仅与放电电流和放电时间有关。对于矩形 放电波,可以近似地用放电峰值电流和脉冲宽度代替 放电电流和放电时间。
第五章 电火花加工
第三节 电火花加工的基本规律 第四节 电火花加工工艺及设备
第三节 电火花加工的基本规律
• 一、影响材料电腐蚀的主要因素 • 1. 极性效应
在电火花加工中,把这种两极蚀除速 度不同的现象称为极性效应。 产生极性效应的原因很复杂,通常的 解释是:火花放电时,电子奔向阳极,正 离子奔向阴极。
二、电火花加工的加工速度和工具损耗速度 1.加工速度 单位时间内工件材料的蚀除量称为加工速度,亦 即生产率,可表 Vw=Q/t (mm3/s或g/s) (5-4) 式中Vw——加工速度。 从前面的讨论可知,提高加工速度的途径在于 提高脉冲频率f、增加单个脉冲能量WM、提高系 数K。

电火花加工工艺规律

电火花加工工艺规律

3.3 电火花加工工艺规律 3.3.3影响表面粗糙度的因素
脉冲宽度TON :峰值电流一定时,脉冲宽度越大,表面粗糙
度越差。
峰值电流IP :脉冲宽度一定时,峰值电流越大,表面粗糙度
越差。
材料的熔点:熔点高的材料粗糙度值相对小
工作液的干净度:工作液杂质多,降低表面粗糙度. 电极的表面粗糙度: 工件侧边的表面粗糙度值比端面小
3.3 电火花加工工艺规律 2.非电参数对电极损耗的影响
加工面积的影响
面积 效应
3.3 电火花加工工艺规律
抽油或冲油的影响
3.3 电火花加工工艺规律
电极的形状和尺寸的影响
3.3 电火花加工工艺规律
工具电极材料的影响
损耗的大致顺序如下: 银钨合金 < 铜钨合金 < 石墨(粗规准) < 紫铜 < 钢 < 铸铁 < 黄铜 < 铝。
碳素层生成条件
影响覆盖效应的因素
■要有足够高的温度。 ■要有足够多的电蚀产物, 尤其是介质的热解产物—— 碳粒子。 ■要有足够的时间,以便在 这一表面上形成一定厚度的 碳素层。 ■一般采用负极性加工,因 为碳素层易在阳极表面生成。 ■必须在油类介质中加工。
■脉冲参数与波形的影响。 ■电极对材料的影响。 ■工作液的影响。 ■工艺条件的影响。
ti= 1200s
0.2 0 100 200 300 400 500 600

to /s
3.3 电火花加工工艺规律
加工极性的影响
/%
100 50 30
电 极 —Cu 工 件 —T10A iˆe= 48 A
正极性
10 5.0
3.0
负极性
1.0
0.1 0 1 5 10 20 50 2005001000 ti /s

电火花 加工工艺规律

电火花 加工工艺规律



电极材料
常用电极材料中黄铜的损耗最大,紫铜、铸铁、钢次之, 石墨和铜钨、银钨合金较小。紫铜在一定的电规准和工艺条 件下,也可以得到低损耗加工
石墨做粗加工电极, 紫铜做精加工电极
工件材料
加工硬质合金工件时电极损耗比钢工件大
用高压脉冲加工或用 水作工作液,在一定条 件下可降低损耗
工 作 液
常用的煤油、机油获得低损耗加工需具备一定的工艺条件; 水和水溶液比煤油容易实现低损耗加工(在一定条件下), 如硬 质合金工件的低损耗加工,黄铜和钢电极的低损耗加工
①电火花加工表面粗糙度随单个脉冲能量的增
加而增大。
②当峰值电流一定时,脉冲宽度越大,单个脉
冲的能量就大,放电腐蚀的凹坑也越大、越深, 所以表面粗糙度就越差。
③在脉冲宽度一定的条件下,随着峰值电流的
增加,单个脉冲能量也增加,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。
1
0
1000 2000 3000 4000
2 A / mm
图3-14 加工面积对电极相对损耗的影响
/%
2 紫铜 1 石墨
0
0.05
0.1
2) P / (kg / cm
图3-15 冲油压力对电极相对损耗的影响
⑶电极的形状和尺寸的影响 在电极材料、电参数和其他工艺条件完全相 同的情况下,电极的形状和尺寸对电极损耗影响 也很大(如电极的尖角、棱边、薄片等)。
100
10 0 1 10 100 1000 ti / s
图3-3 脉冲宽度与加工速度的关系曲线
3 vw / (mm/ min)

3.2.3和3.2.4 电火花加工工艺规律

3.2.3和3.2.4 电火花加工工艺规律


电火花同 步共轭回 转加工

电火花高 速小孔加 工
1.采用细管(>φ 0.3mm) 电极,管内冲入高压 1.线切割穿丝预孔 水基工作液 2.深径比很大的小孔,如 2.细管电极旋转 喷嘴等 3.穿孔速度较高 (60mm/min)
约占电火花机床 2%,典型机床 有D703A电火花 高速小孔加工机 床

电火花表 面强化、 刻字
1.工具在工件表面上 振动 2.工具相对工件移动
1.模具刃口,刀、量具刃 口表面强化和镀覆 2.电火花刻字、打印记
约占电火花机床 总数2%~3%, 典型设备D9105 电火花强化器等
现代制造技术
3.2.4 电火花加工的基本规律
1. 影响材料放电腐蚀的主要因素
研究的意义: 对于应用电火花加工方法,提高加工的生产率,降低工具 电极的损耗是极为重要的。 影响因素 1)极性效应 2)电规准电参数 3)金属材料的热学常数 4)工作液 5)其他因素
现代制造技术 1)极性效应 定义:由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫 做极性效应。 加工极性种类: “正极性”加工:把工件接脉冲电源的正极(工具电极接 负极)时, “负极性”加工,又称“反极性”加工:工件接脉冲电源的 负极(工具电极接正极)时,
- 脉 冲 电 源 + 工 具 电 极
+ 脉 冲 电 源 -
表面,而大量的正离子不能到达,因此电子的轰击作用大于 正离子的轰击作用,正极的电蚀量大于负极的电蚀量, 这时应采用正极性加工。
现代制造技术
在宽脉冲宽度加工时,因为质量和惯性都大的正离子 将有足够的时间到达负极表面,由于正离子的质量大, 它对负极表面的轰击破坏作用要比电子强,同时到达负 极的正离子又会牵制电子的运动,故负极的电蚀量将大 于正极,这时应采用负极性加工。 充分利用极性效应目的:最大限度地提高工件的蚀除量, 降低工具电极的损耗。 加工极性的选择

02-4.4电火花加工基本工艺规律(二)

02-4.4电火花加工基本工艺规律(二)
熔化层
热影响
层 基体金

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

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)。
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1.间隙大小及其一致性: 经验公式:
2.工具电极的损耗及其稳定:
第三节 电火花加工中的一些规律
第三节 电火花加工中的一些规律
四·电火花加工的表面质量 1.表面粗糙度:
表面粗糙度和脉冲能量之间的关系实验公式:
Rmax----实测的表面粗糙度(um); KR----常数,铜加工钢时常取2.3; te----放电时间(us); Ie脉冲峰值电流(A)。
工作液的作用:形成火花击穿放电通 道,并在放电结束后迅速恢复间隙的 绝缘状态;对放电通道产生压缩作用; 帮助电蚀产物的抛出和排除;对工具, 工件产生冷却作用。 影响:介电性能好,密度和粘度大工 件有利于压缩放电通道,提高放电的 能量密度,强化电蚀产物的抛物效应。
第三节 电火花加工中的一些规律
5.影响电蚀量的其他因素
第三节 电火花加工中的一些规律
2.工具相对损耗
(A)相对损耗或损耗比θ:
vE
Θ= *100%
vW
(B)注意:
第三节 电火花加工中的一些规律
(1)正确选择极性和脉冲宽度
一般在短脉冲精加工时采用正极性加工(即工 件接电源正极),而在长脉粗加工时采用负极 性加工。
电极相 对损耗 与极性, 脉冲宽 度的关 系(图)
当脉冲放电量相同时,金属的熔点,沸点, 比热容,熔化热,汽化热越高,电蚀量将越 少,越难加工;另一方面,热导率越大的金 属,由于较多的地把瞬时产生的热量传导散 失到其他部位,因而减少了本身的蚀除量。
第三节 电火花加工中的一些规律 常用材料的热学常数
第三节 电火花加工中的一些规律
4.工作液对电蚀量的影响
te----单个脉冲实际放电时间(μs); u(t)----放电间隙中随时间而变化的电 压(V); i(t)----放电时间随时间而变化的 电流(A); WM----单个脉冲能量(J);
第三节 电火花加工中的一些规律
3.金属材料热学常数对电蚀量的影响
热学常数:熔点,沸点(气化点),热 导率,比热容,熔化热,热气化等。
第三节 电火花加工中的一些规律
2.表面变质层:
(1)熔化凝固层 (2)热影响层 (3)显微裂纹
3.表面力学性质:
(1)显微硬度及耐磨性 (2)残余应力 (3)耐疲劳性能
@第一小组
第三节 电火花加工中的一些规律
一·影响材料放电腐蚀的主要因素
1.极性效应
定义:单纯由于正负极性不同而彼此电蚀量不 一样的现象称为极性效应。(两极材不同,则 极性效应更加复杂)
极性效应产生原因很复杂。但是为了充分利用 它,最大地减少工具电极的损耗,应合理选用工 具电极的材料,根据电极对材料的物
第三节 电火花加工中的一些规律
(2)利用吸附效应
用煤油之类的碳氢化合物作工 作液时,在放电过程中将发生 热分解。产生大量的碳微粒, 它能和金属结合形成金属碳化 物的胶团。
第三节 电火花加工中的一些规律 (3)利用传热效应
(4)减少工具电极损耗,选用合 适的电极工具材料
第三节 电火花加工中的一些规律 三·影响加工精度的主要原因
qa qc----正极,负极的总 蚀除量; va vc----正极,负极的蚀 除速度; WM----单个脉冲能量; f----脉冲频率; t---加工时间; Ka Kc与电极材料,脉冲参 数,工作液等有关的工 艺系数; φ----有效脉冲利用率
下标ac表正负极。
第三节 电火花加工中的一些规律
单个脉冲能量为:
第三节 电火花加工中的一些规律
理性能,价格要求选用最佳的电参数,确地用 极性使工件的蚀除速度最高,工损耗尽可能小。
2.电参数对电蚀量的影响
电参数主要指:电压脉冲宽度ti ,电流脉 冲快读(简称电流脉宽)te ,脉冲间隔t0, 脉冲频率f,脉冲峰值电流ie,脉冲峰值电 压ui和极性
第三节 电火花加工中的一些规律
加工过程的稳定性 加工面积 电极材料
第三节 电火花加工中的一些规律
二·电火花加工的加工速度和工具的 损耗速度
1.加工速度
vW=V/t
vW(mm3/min)----体积加工速度 vm(g/min)----质量加工速度
第三节 电火花加工中的一些规律
提高加工速度的途径: a.提高脉冲频率f:缩短脉冲停歇时间(使 电火花加工不能正常进行)。 增加单个脉冲能量WM:增大脉冲电流和增 b.加脉冲宽度(一般只用于粗加工和半精 加工)。 c.提高工艺系数Ka,Kc:合理选用电极材 料,电参数和工作液,改善工作液的循环 过滤方式等(从而提高有效脉冲利用率 φ)。
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