XENON慢走丝机床操作培训课件

电加工工艺基础
• 电加工工艺指标
常用指标：加工速度、表面粗糙度、电极损耗、放电间隙。
– 加工速度
• 成型机：Vw=V/ t(mm3/min)。 • 线切割：Vw=S/ t(mm2/min)。 • 加工速度作为衡量电加工机床性能优劣的工艺指标，其前
提条件为： – 成型机：在规定的表面粗糙度（如Ra=2.5µ)，相对电 极损耗(如1%)时，常叫三合一工艺指标。 – 线切割：指的是在加工表面粗糙一定的情况下（如 Ra= 2.5µ)，也叫二合一工艺指标。
– 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，工具电极不需要比加工材料硬，即 可以柔克刚，故电极制造容易。
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• 放电加工的物理本质：
E= -Vd-0
电源 V0
d
电源 V0 电源 V0 电源 V0
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• 一个放电加工的过程简述如下：
– 处在绝缘的工作液介质中的两电极，两极加上无负荷直流电压V。， 伺服电极向工件运动，极间距离逐渐缩小。
• 覆盖效应的作用：能减小电极的损耗。 • 覆盖效应的生成条件
– 要有够的温度。 – 要有足够的电蚀产物——碳离子。 – 要有足够的时间，即一个放电周期内放电时间要长。 – 采用正极性加工。 – 必须在油类介质中加工。 • 增强覆盖效应的方法 – 大电流、大脉宽、小脉间。 – 铜打钢的电极对。 – 油类介质、稳定的加工状态。
– 石墨电极在中脉宽段、正极性加工时速度优于铜。 – 铜电极在窄脉宽和大脉宽段加工速度优于石墨。 • 工件材料：工件材料的溶点、沸点、比热、溶化潜热、汽化潜热大 则加工速度慢。硬质合金的加工速度小于钢的一半，同类材料的加 工速度也很慢。
• 加工的稳定性：加工过程中的拉弧、回退等不稳定现象会大大的降 低加工速度。因此机床的刚性、灵敏性、工件的前工序、电极的优 劣、参数的选择都会影响加工速度。
目
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放电加工的特点和本质 电加工的规律性 电加工工艺指标
极性效应 覆盖效应
加工速度 表面粗糙度
电极损耗 放电间隙
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• 电火花加工特点
– 脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加 工难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工 件，不受材料硬度及热处理状况的限制。 • 材料如淬火钢、工具钢、硬质合金、钛合金等。 • 形状如窄缝窄槽、深小孔等。
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– 表面粗糙度 Ra（µm）
Ra：轮廓算术平均偏差，单位为µm。
Rz：微观不平度十点高度，单位为µm。 Ry：轮廓最大高度，指取样长度内，断面峰值点线和断面谷值点线之间的距离。单位为
µm。 一般用Ra作为衡量电加工机床加工表面质量的工艺指标，从使用角度讲，同等Ra的电 加工表面质量要优于机加工表面一个等级。
• 影响表面粗糙度的因素：
– 电参数：峰值电流、脉宽、脉间。 » 峰值电流、脉宽愈大则表面粗糙度愈大，且影响较为明显。 » 脉间愈小加工效率愈大，而表面粗糙增大不多。
– 非电参数： » 电极材料和表面质量：电加工是反拷贝加工。 » 工艺组合：合理的工艺留量、负极性精修。 » 工件材料及厚度：硬度大、密度大的材料加工表面好，快走丝工件厚度大 则表面好。 » 加工面积：成型机加工电极面积愈大则最终加工表面愈差。
100 0 100
To
600
脉间与加工速度的关系
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– 非电参数 • 抬刀：作用是排屑和保证加工的稳定。合理的抬刀选择有利于加工 效率的提高，过快的抬刀会降低加工效率。
• 冲抽油：一般情况下会提高加工效率，大面积、深型腔、深孔加工 为提高加工效率要采用冲抽油加工。
• 工作液：高压水>煤油+机油>煤油>酒精水溶液。 • 电极材料：
–放电产生的电蚀产物能及时的从放电区域排出。
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• 电加工的规律性
– ：极性效应
电火花加工时，相同材料两电极的被腐蚀 量不一致的现象就叫极性效应。
如图分析：
ON小 ——正极蚀除量大。
ON大 ——负极蚀除量大。
加工极性：电极接电源正极，工件接电源
负极为正极性加工。反之为负极性加工。
+
ON
实际应用：
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• 影响加工速度的因素
– 电参数：电流、脉宽和脉间。
Vw
400
Tk=1000
Tk=200
Vw
1000 100
Im=150A Im=80A IM=30A
100 0 10
Tk=50
Im
60
1
Tk
0
1 10 100 1000
峰值电流与加工速度的关系 脉宽与加工速度的关系
Vw
300
Tk=1200
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– 电极损耗ຫໍສະໝຸດ µ分绝对损耗和相对损耗
绝对损耗：单位时间内电极的体积损耗Ve或长度损耗Veh，单位（mm2/min）。 相对损耗：电极绝对损耗与工件加工速度的百分比。
-++--++--++-- +--+ -+-+- +- -
• 成型机：材料去除量大，需要能量
-
OFF
大，则ON大，适合采用正极性加工。
• 线切割：材料去除量小，需要能量 小，则ON小，适合采用负极性加工。
电源
Im
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– 覆盖效应
• 电加工过程中，一个电极的电蚀产物向另一个电极表面转移，形成一定 厚度的覆盖层，这种现象叫覆盖效应。
– 当极间距离—放电间隙小到一定程度时，（一般为0.01mm左右）阴极 逸出的电子，在电场作用下，高速向阳极运动，并在运动中撞击介质 中的中性分子和原子，产生碰撞电离，形成带负电的粒子（主要是电 子）和带正电的粒子（主要是正离子）。当电子到达阳极时，介质被 击穿，放电通道形成。
– 两极间的介质一旦被击穿，电源便通过放电通道释放能量。大部分能 量转换成热能，这时通道中的电流密度高达 ，放电点附近的温度高 达3000°C以上，使两极间放电点局部熔化。
– 在热爆炸力，流体动力等综合因素的作用下，被熔化或气化的材料被 抛出，产生一个小坑。
– 脉冲放电结束，介质恢复绝缘。
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• 实现电火花加工的条件
–电极和工件之间加以60V—300V的脉冲电压，并维 持合理的距离--放电间隙。
–两极之间必须充满介质。如火花液、去离子水或乳 化液。
–放电必须是短时间的脉冲电源--高频电源。一个周 期内放电时间一般为1µs--1ms。