《特种加工》PPT课件

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• 2．电参数对电蚀量的影响
• 电火花加工过程中腐蚀金属的量(即电蚀量)与 单个脉冲能量、脉冲效率等电参数密切相关。
• 单个脉冲能量与平均放电电压、平均放电电流 和脉冲宽度成正比。在实际加工中，其中击穿后的 放电电压与电极材料及工作液种类有关，而且在放 电过程中变化很小，所以对单个脉冲能量的大小主 要取决于平均放电电流和脉冲宽度的大小。
速度Ve，还要看同时能达到的加工速度Vw，即以相对损耗或损耗 比作为衡量工具电极耐损耗的指标。即
θ＝Ve／Vw ×100％
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为了降低工具电极的相对损耗，必须充分利用好电火 花加工过程中的各种效应。
这些效应主要包括：
（1）正确选择极性 （2）利用吸附效应 （3）利用传热效应 （4）选用合适的材料
除了间隙能否保持一致性外，间隙大小对加工精度也有影响，尤其 是对复杂形状的加工表面，棱角部位电场强度分布不均，间隙越大， 影响越严重。另外，还必须尽可能使加工过程稳定。
• 2.工具电极的损耗及其稳定性
电火花穿孔加工时，电极可以贯穿型孔而补偿电极的损耗，型腔加 工时则无法采用这一方法，精密型腔加工时一般可采用更换电极的方法 保障加工精度。
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由上可见，要提高电蚀量，应增加平均放电电
流、脉冲宽度及提高脉冲频率。
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• 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。
• 3．金属材料对电蚀量的影响
• 正负电极表面电蚀量分配不均除了与电极极性有关 外，还与电极的材料有很大关系。当脉冲放电能量相同 时，金属工件的熔点、沸点、比热容、熔化热、气化热 等愈高，电蚀量将愈少，愈难加工；导热系数愈大的金 属，因能把较多的热量传导、散失到其它部位，故降低 了本身的蚀除量。因此，电极的蚀除量与电极材料的导 热系数及其它热学常数等有密切的关系。
• 在电场的作用下，放电通道中的电子奔向正极， 正离子奔向负极。在窄脉宽度加工时，由于电子惯 性小，运动灵活，大量的电子奔向正极，并轰击正 极表面，使正极表面迅速熔化和气化；而正离子惯 性大，运动缓慢，只有一小部分能够到达负极表面， 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。
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• 5．工作液对电蚀量的影响
• 电火花加工一般在液体介质中进行。液体介质 通常叫做工作液，其作用主要是：
• (1) 压缩放电通道，并限制其扩展，使放电能量 高度集中在极小的区域内，既加强了蚀除的效果， 又提高了放电仿型的精确性。
• (2) 加速电极间隙的冷却和消电离过程，有助于 防止出现破坏性电弧放电。
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4.边角损耗
电火花加工时，工具的尖角或凹角很难 精确地复制在工件上，这是因为当工具为凹 角时，工件上对应的尖角处放电蚀除的机率 大，容易遭受电蚀而成为圆角。
当工具为尖角时，一是由于放电间隙的 等距性，工件上只能加工出以尖角顶点为圆 心、放电间隙为半径的圆弧；二是工具上的 尖角本身因尖端放电蚀除的机率大而损耗成 圆角。
特种加工
机械1403 第2组
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第三节 电火花加工中的一些基本规律
一、影响材料放点腐蚀的主要因素 二、电火花加工的加工速度和工具的损耗速度 三、影响加工精度的主要因素 四、电火花加工的表面质量
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一 影响材料放电腐蚀的因素
• 1．极性效应
• 在电火花加工时，相同材料(如用钢电极加 工钢)两电极的被腐蚀量是不同的。其中一个电 极比另一个电极的蚀除量大，这种现象叫做极 性效应。如果两电极材料不同，则极性效应更 加明显。在生产中，将工件接脉冲电源正极(工 具电极接脉冲电源负极)的加工称为正极性加工 (如图3-3所示)，反之称为负极性加工(如图3-4所 示)。
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三.影响加工精度的主要因素
1. 放电间隙的大小及一致性； 2. 工具电极的损耗及稳定程度； 3. 二次放电； 4. 边角损耗。
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• 1.放电间隙的大小及其一致性
电火花加工时，如果加工过程中放电间隙能保持不变，则可以通过 修正工具电极的尺寸对放电间隙进行补偿，以获得较高的加工精度。 然而，放电间隙的大小实际上是变化的，影响着加工精度。
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四.电火花加工的表面质量
1.表面粗糙度 影响表面粗糙度的因素有单个脉冲能量，工件材料。
2.表面变质层 熔化层； 热影响层； 基体金属; 表面层的显微裂纹。
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3．表面机械性能 1）显微硬度及耐磨性; 2）残余应力； 3）抗拉疲劳性能。 常用的后置处理手段: 手工抛磨；电抛磨；超声抛光；磨料喷射加工； 磨料流动加工；化学抛光。
• (3) 加速电蚀产物的排除。
• (4) 加剧放电的流体动力过程，有助于金属的抛 出。
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二、电火花加工的加工速度和工具的损耗速度
1．加工速度 体积加工速度 mm3/min； 质量加工速度 g/min。
2．工具电极相对损耗速度和相对损耗比 电极相对损耗:衡量工具电极是否耐损耗，不能只看工具损耗
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• 在实际加工中，极性效应受到电极及电极
材料、加工介质、电源种类、单个脉冲能量等 多种因素的影响，其中主要原因是脉冲宽度。
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脉 冲 电 源
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工 具 电 极
工件电极
图3-3 “正极性”接线法图
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脉 冲 电 源
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工 具 电 极
工件电极
3-4 “负极性”接线法
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• 在实际加工中，极性效应受到电极及电极材料、 加工介质、电源种类、单个脉冲能量等多种因素的 影响，其中主要原因是脉冲宽度。
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3.二次放电
二次放电是指在已加工表面上由于电蚀产物等的介入而再次 进行的非正常放电，集中反映在加工深度方向产生斜度和加工棱 角棱边变钝等方面。
加工过程中，由于工具电极下端部加工时间长，绝对损耗大， 而电极入口处的放电间隙则由于电蚀产物的存在，“二次放电” 的机率大而扩大，因而产生了加工斜度。
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• 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。
• 在实际加工中，要充分利用极性效应，正确 选择极性，最大限度地提高工件的蚀除量，降低 工具电极的损耗。