电火花加工工艺规律

第二章 电火花4加.1工原电理火及花加加工工工艺规律
4．金属材料对电蚀量的影响
放电通道内正负极放电点瞬时获得的大量热量消耗在： （１）热传导散失到电极其它部分和工作液中； （２）局部材料升温，至熔点，熔化，升温至沸点、气 化、升温至过热蒸气。
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ti
to td te
tp
ti
to
电 流 /A 空载
火花
电弧
时 间 /s 过渡电弧 短路
is
i^e
时 间 /s
1)开路 2)火花放电 3) 短路 4) 电弧放电 5) 过渡电弧放电
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二． 影响材料放电腐蚀的主要因素
1. 极性效应对电蚀量的影响 （1）定义 ：单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的 现象叫做极性效应。
14．火花维持电压
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tp
ti
to
电15流．/A加工电压或间隙
空 平载 均电火压花U(V) 电 弧
16．加工电流I(A)
i^e
17．短路电流Is (A) 18．峰值电流(A)
19．短路峰值电流(A)
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20．放电状态
电 压 /V
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3）影响覆盖效应的主要因素： 脉冲参数与波形的影响 脉冲放电能量，脉冲间隔，组合脉冲电源 电极对材料的影响 工作液的影响 工艺条件的影响 覆盖层形成与破坏是一动态过程，为了实现电
极低损耗，达到提高加工精度的目的，最好使覆盖 层形成与破坏的程度达到动态平衡。
孔
6 表面强化、刻 工具在工件上振动
字
工具相对工件移动
工具刃口强化、刻字 占总数2%～ 3%
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电火花加工的机理（物理本质）
一、极间介质的电离、击穿，形成放电通道
二、介质热分解、 电极材料的熔化、气化热膨胀
A
A
工
工
具 电
三、电极材料具 电的抛B出
B
极
极
四、极间介质的消电(离a)
(b) (a)
(c) (b)
件 电 极AA A
工件电极
BB B
((aa))
(b()b)
(d) (c)(c)
(d)
(e)
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(1)～(4)在一秒内约数千
极 间
次甚至数万次地往复式进
放
行，故工件加工表面将由
电
无数个相互重叠的小凹坑
2．覆盖效应对电蚀量的影响
1）定义： 在材料放电腐蚀过程中，一个电极的电蚀产
物转移到另一个电极表面上，形成一定厚度的覆盖 层，这种现象叫做覆盖效应。
在油类介质中加工时，覆盖层主要是石墨化的 碳素层，其次是粘附在电极表面的金属微粒粘结层。
是金属碳化物微粒（胶团）与其可动层脱离，形
成的带电荷的碳胶粒．一般带负电荷．产生影响
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3．电参数对电蚀量的影响
电Fra Baidu bibliotek数
电压脉冲宽度ti、电流脉冲宽度
te、脉冲间隔to、脉冲频率f、峰值电流
压
^
u
和极性等。
^
ie
、峰值电
研究表明：无论正极或负极，都存在单个脉冲的
蚀除量与单个脉冲能量在一定范围内成正比关系。
某一段时间内的总蚀除量约等于这段时间内各单 个有效脉冲蚀除量的总和，故正负极的蚀除速度与单 个脉冲能量、脉冲频率成正比。
1.主要加工金属等导电材料 2.加工速度较慢 3.有电极损耗，影响加工精度
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四．电火花加工工艺方法分类
类别 工艺方法
特点
用途
备注
1 穿孔成形加工 工具为成形电极
型腔加工、冲模
主要一个伺服进给运动 挤压模、异形孔
约占电机床总
数30%
2 电火花线切割 工具为线状电极
加工
两个伺服进给运动
冲模、直纹面、窄缝、 占总数60%
下料
3 内孔、外圆成 相对旋转运动、
形形磨
径向、轴向进给运动
精密小孔、外圆 小模数滚刀
占总数3%
4 同步共轭回转 均作旋转运动
加工
且纵、横向进给运动
精密螺纹、异形齿轮、 占总数1%
回转表面
5 高速小孔加工 细管电极旋转、
穿孔速度极高
深小孔、喷嘴、穿丝 占总数2%
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要提高电蚀量，应增加单个脉冲能量或者 说平均放电电流（对矩形脉冲即为峰值电流）和 脉冲宽度；提高脉冲频率；减小脉间；设法提高 系数Ka、Kc。
但在实际生产中，这些因素往往是相互制 约的，并影响到其它工艺指标，应根据具体情况 综合考虑。例如，增加平均放电电流，加工表面 粗糙度值也随之增大。
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2）碳素层的生成的主要几点条件： (1) 要有足够高的温度。 (2) 要有足够多的电蚀产物，尤其是介质的热解产
物─碳粒子。 (3) 要有足够的时间，以便在这表面上形成一定厚
度的碳素层。 (4) 一般采用负极性加工，因为碳素层易在阳极表
面生成。 (5) 必须在油类介质中加工。
（2）极性效应原因解释：正负电极表面分别受到负电子和正 离子的轰击和瞬时热源的作用，在两极表面所分配到的能量不 一样，因而熔化、气化抛出的电蚀量也不一样。
（3）影响因素 :主要原因是脉冲宽度 （4）规定：正极性加工，负极性加工 （5）产生影响：采用单向脉冲电源；加工时选择正确的极性。
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自动进给调节系统
脉冲电源 工件
工具 工作液
过滤器 工作液泵
电火花加工原理示意图
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三．电火花加工的特点
优点
1.适于难切削材料的加工 硬质合金、淬火钢等
2.加工复杂形状或特殊零件 应用领域日益扩大
局限性
电
组成。
压 和
所以电火花加工是大量
电
的微小放电痕迹逐渐累积
流
而成的去除金属的加工方
波 形
式。
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4.1.2 电火花加工工艺规律
一．电火花加工的常用术语
电 压 /V
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to td te
tp
ti
to
电 流 /A
1．工具电极 2．放电间隙 3．脉冲宽度ti 4．脉冲间隔to 5．放电时间
(电流脉宽)te 6．击穿延时td
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电 压 /V
7．脉冲周期tP(μs)
8．脉冲频率fP(Hz)
9．有效脉冲频率fe(HZ)
10．脉冲利用率λ
fe fp
11．脉宽系数τ
ti ti
tp ti to
12．占空比ψ ψ=ti/to
13．开路电压或峰值电压(V)