第三章 电火花加工.ppt

◆实现电火花加工的条件 ◆电火花加工的特点 ◆电火花加工的用途 ◆电火花加工工艺方法分类 电火花加工原理 ◆电火花加工机理 电火花加工大致分为以下几个阶段： 介质击穿过程10-7～10-5S。击穿后，间隙电阻从绝缘状态骤降到几分之一欧姆，间隙电流急速上升，电流密度高达105～108A／cm2，间隙电压则由击穿电压迅速降至火花放电维持电压（20～25V）。 ◎能量的转换与分布 产生的热量熔化、气化放电点处的材料。 还加热放电通道。热量大部分消耗在热辐射和热传导上。放电通道长度和放电时间增加，消耗的热量也增加，蚀除量受到影响。 ◎电蚀产物的抛出 。 通道中心压力高，工作液和金属气化后向外膨胀，形成内外瞬间压力差，将熔融金属抛出通道到工作液中。电火花加工可看到桔红色的火花四溅，就是被抛出的高温金属熔滴和碎屑。 ◎极间介质的消电离。一次脉冲放电结束后应有一间隔时间，使放电通道中的带电粒子复合为中性粒子恢复介质的绝缘强度，以免重复在同一处放电而导致电弧放电。 两次脉冲放电之间有足够间隔时间，考虑介质消电离的极限速度，还要考虑电蚀产物排出放电区域的时间。 上述步骤(1)～(4)在一秒内数千次甚至数万次地往复式进行，即单个脉冲放电结束，经过一段时间工作液恢复绝缘后，第二个脉冲又作用到两极上，在极间距离最近或绝缘强度最弱处击穿放电，蚀出另一凹坑。工件表面由无数个相互重叠凹坑组成。 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： ◎ 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，简称电极。由于电极的材料常常是铜，又称铜公。 ◎放电间隙 是放电时工具电极和工件间的距离，大小一般在0.01～0.5 mm之间，粗加工时较大，精加工时较小。 ◎脉冲宽度ti(μs) 简称脉宽，电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间。粗加工用较大的脉宽，精加工用较小的脉宽。 ◎脉冲间隔to(μs)) 简称脉间，是两个电压脉冲之间的间隔时间。 ◎放电时间(电流脉宽)te(μs) 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，比电压脉宽稍小，二者相差一个击穿延时。 ◎脉冲周期tP(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，tP=ti+to。 ◎脉冲频率fP(Hz) 是指单位时间内电源发出的脉冲个数。与脉冲周期tP互为倒数，即 ? ◎火花维持电压 每次火花击穿后，在放电间隙上火花放电时的维持电压，25 V左右，是一个高频振荡的电压。 ◎加工电压U(V) 加工时电压表上指示的放电间隙两端的平均电压。 ◎峰值电流(A) 间隙火花放电时脉冲电流的最大值(瞬时)，Ip表示。峰值电流不易测量，是影响加工速度、表面质量的重要参数。 ◎加工电流I(A) 加工时电流表上指示的流过放电间隙的平均电流。精加工时小，粗加工时大，间隙偏开路时小，间隙合理或偏短路时则大。 影响材料放电腐蚀的因素 ◆极性效应对电蚀量的影响 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。 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，反之称为负极性加工。 影响极性效应的主要原因是脉冲宽度。 窄脉冲宽度加工时，电子惯性小，运动灵活，大量的电子奔向正极，并轰击其表面，使正极熔化和气化；正离子惯性大，运动缓慢，只有一小部分到达负极表面，电子的轰击作用大于正离子，正极的电蚀量大于负极——采用正极性加工。 宽脉冲宽度加工时，质量和惯性大的正离子有足够的时间到达负极，其质量大，对负极的轰击破坏作用比电子强，负极的电蚀量大于正极——负极性加工。 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。 ◆覆盖效应对电蚀量的影响 碳素层的生成条件主要有以下几点： ◎足够高的温度。电极上待覆盖部分的表面温度不低于碳素层生成温度，但低于熔点，使碳粒子烧结成石墨化的耐蚀层。 ◎足够多的电蚀产物，尤其是介质的热解产物─碳粒子。 ◎在油类介质中加工。 ◎ 足够的时间，表面上形成一定厚度的碳素层。 ◎负极性加工，碳素层易在阳极表面生成。 ◆电参数对电蚀量的影响 提高电蚀量和生产率：提高脉冲频率，增加单个脉冲能量或增加平均放