第二章电火花加工_H学习资料

qa—— 正极总蚀除量， qc—— 负极总蚀除量
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第二章电火花加工_H
2）瞬时脉冲放电（1~1000微秒）
将每一次放电局限在很小的范围内 大：表面烧伤，无法用于加工
u 脉冲峰值电压或空
i 载电压
t i 脉冲宽度
t 0 脉冲间隙
t p 脉冲周期
脉冲电源电压波形
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3）在具有一定绝缘性能的液体介质中进行 电火花加工对工作液的要求及作用：
1、绝缘性能好，有利于产生脉冲式的电火花； 2、将碎屑从放电间隙中排掉； 3、冷却作用。
电场强度不均匀：1）微观凹凸
2）杂质离子导电
当阴极表面电场强度达到100V/um左 右时，产生场致电子发射，阴极表面 向阳极逸出电子；
在电场的作用下，负电子高速向阴极 运动，撞击介质中的分子或中性原子， 形成带负电的离子（主要是电子）和 带正电的粒子（正粒子），导致带电 粒子雪崩是增多，使介质击穿形成放 电通道。
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（2）放电通道形成，间隙电阻在0.1um时间内，电阻从绝缘状态降低到 几分之一欧姆，间隙电流迅速上升到最大（几安~几百安）；间隙电 压则有击穿电压迅速下降到维持电压（一般25V）。图中2~3段；
（3）放电通道由带电正粒子、带电负离子及中性粒子（原子或分子）组 成“等离子体”，带电粒子高速运动，相互碰撞，产生大量的热，通 道中心温度可达10000度以上； 高压的形成：1）放电时电流产生的磁场，磁场反过来对电子流产生 向心的磁压缩效应； 2）周围介质惯性动力压所作用。 高温高压形成的初始压力可达数十兆帕。
料 7）极性效应越显著越好 8）降低工具电极损耗的措施（P14） 工具电极材料、电极对材料、电参数、选择极性
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2、电参数对电蚀量的影响
1）电参数的基本概念
电压脉冲宽度、电流脉冲宽度、脉冲间隙、脉冲频率、 峰值电流、峰值电压、极性
2）提高电蚀量和生产效率的途径
qa KaWMf t qc KcWMft
（4）高温高压的放电通道，以及随后瞬时气化形成的气体（以后发展为 气泡），急速扩展，产生强烈的冲击波向四周传播。
放电过程中，同时伴随派生现象：热效应、电磁效应、光效应、声效应、 频率范围很窄的电磁波辐射、局部爆炸冲击波等。
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二、介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀
1、放电通道中的高温，首先把工作液介质气化，进而进行热分解气化。 2、正负极表面的高温，除使工作液气化、热分解气化外，也使金属材料
进入工作液。 2、二次抛出现象 放电结束后，气泡温度不再继续上升， 但惯性力使其不断扩展，甚至低
于大气压，形成局部真空； 低压下，熔融的金属及其蒸汽再次沸腾，抛出。 3、电极的保护作用 气化了的金属，在抛离电极时，四处飞溅，有一小部分镀覆在对面的电
极表面，用来补偿工具电极的消耗。 4、单个脉冲电痕的组成 凝固层、热影响层、材料基体
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5、影响正、负电极上抛出材料的因素 1）电子、正离子撞击的能量、热量不同； 2）电机材料的熔点、气化点不同； 3）脉冲宽度、脉冲电流的大小不同。 现在无法详细的计算。
四、极间介质的消电离
对应图中4~5段。 放电结束后，应有一段的时间间隔。作用： 1）使带电粒子符合为中性粒子，恢复放电通道间隙介质的绝缘强度。 2）电蚀物排出
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电火花加工原理示意图
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Baidu Nhomakorabea
二、电火花加工的特点及其应用 1、主要优点 （1）适合于任何难切削加工材料：金刚石、立方氮
化硼 （2）可以加工特殊及复杂形状的表面和零件
没有宏观的切削力，加工低刚性零件； 将电极形状复制。 2、局限性 （1）导电材料 （2）加工速度慢：切削大部分金属，电火花精加工 （3）存在电极损耗：在尖角处，影响成型精度
熔化、直至沸腾气化。 3、气化后的工作液和金属蒸气，瞬时体积猛增，迅速热膨胀，爆炸。 4、热膨胀、局部爆炸，使熔化、气化了的电极材料抛出、蚀除。 对应于图中3~4段，此时80V降为25V维持电压。
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三 电极材料的抛出
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1、电极材料的抛出 1）放电点瞬时高温、热膨胀，产生很高的瞬时压力； 2）通道中心压力最高，使气化了的气体不断向外膨胀，形成气泡； 3）气泡上下内外压力不相等，压力高处熔融的金属液体和蒸气，被抛出，
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第三节电火花加工中的一些基本规律
一、影响材料放电腐蚀的主要因素 1、极性效应
1）极性效应的概念：
单纯由于正、负电极不同，导致电蚀量不同 的现象
2）原因： 两极表面分配的能量不。 电子：轻，惯性小； 粒子：重，惯性大。 3）“正极性”加工：工件接正极。短脉冲加工，精加工
（小于10微秒）； 4）“负极性”加工：工件解负极。长脉冲加工，粗加工
（大于80微妙）。
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5）特例 工作液中游离出来的碳微粒子，形成碳黑膜（碳黑膜一般带
负电），减小电极损耗。 例1：纯铜电极加工钢： 脉宽小于8微妙时，通常采用正极加工；采用分组脉冲时，
却采用负极加工。 例2：脉宽不变，脉间的影响：正、负加工可变。p14 6）影响极性效应的因素 脉宽、脉间、脉冲峰值电流、放电电压、工作液、电极对材
• 三、电火花加工工艺方法分类 • 1、电火花穿孔成形加工 • 2、线切割 • 3、内孔、外圆和成型磨削 • 4、电火花同步共轭回转 • 5、电火花高速小孔加工 • 6、电火花表面强化、刻字
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第二节电火花加工的机理
• 从大量的实验资料看来：电火花腐蚀的微观过程， 是：电场力、磁力、热力、流体动力、电化学、 胶体化学复合作用的结果。
• 这一过程，主要分为以下4个阶段 １、极间介质的电离、击穿，形成放电通道 ２、介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀 ３、电极材料的抛出：二次爆炸飞溅 ４、极间介质的消电离
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一、极间介质的电离、击穿，形成放电通道
（1）０～１和１～２段：工具电极与 工件间加电压到约80V；
电场强度与电压正比，与距离反比；
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电火花加工，主要用来解决难加工材料、复杂 形状零件加工问题 3 用电火花方法加工，材料的可加工性：
取决于被加工材料的导电性及其热学特性，而几 乎与其力学性能（硬度、强度无关）
材料的热学特性：熔点、沸点、比热容、导电率。 材料的导电特性：电阻率等 ４电火花加工电极常用材料 纯铜（俗称紫铜）、石墨
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