电火花加工基本知识
电火花加工的基础知识

电火花加工的基础知识在现代制造业中,电火花加工技术是一项非常重要的技术。
它能够通过钨丝电火花放电的方式将金属零件进行切削加工,达到高精度的效果。
本文将从电火花加工基础知识入手,为大家详细介绍电火花加工技术的相关知识。
一、电火花加工的原理电火花加工是通过电火花来切削金属材料的一种加工技术。
在加工过程中,通过钨丝电极和加工材料之间的放电,使金属材料受到高能电子轰击而熔化,然后利用液态金属产生的膨胀压力将它从工件上冲掉,从而实现零件加工的目的。
该技术对于高硬度、难加工的材料有良好的适应性,例如硬质合金、工具钢、模具钢等。
另外,电火花加工还可以进行复杂的形状和轮廓加工,例如切割、切削、开槽、钻孔等,尤其适用于中、小批量、复杂型的工件制造。
二、电火花加工的分类根据电极的方向和运动方式可以将电火花加工分类为:沉降式、线切割式和旋转电极式等三类。
1.沉降式电火花加工沉降式电火花加工也称桥式电火花加工,是使用电极与工件接触后沉降下去进行加工的一种方式。
该方式适用于高精度、大型、重量较大的工件的加工。
沉降式电火花加工的特点是电极的接触精度高,可以加工出较高的表面粗糙度。
但是电极磨损快,切削速度低、加工效率低,且只能进行简单的线性轮廓加工。
2.线切割式电火花加工线切割式电火花加工是通过电极和工件之间的放电进行加工的一种方法。
该方法的特点是线圈电极随工件移动,在放电时以较高的速度反复工件上方和电极之间逐渐形成裂缝,最后利用液态金属的方向将其切割掉。
线切割式电火花加工的特异性在于它可以制造很薄的板(示例——平面包装)。
此种加工方式的特点是可以加工透过的部分,存在于电极距离工件距离一定的范围内。
电极不会接触工件,该加工方法的高速度和较好的加工质量使其广泛应用在短时期或小批量的生产制造中。
3.旋转电极式电火花加工旋转电极式电火花加工是通过旋转电极进行加工的一种方法。
该方法的特点是可进行旋转的加工,因此适用于模具凸模等复杂形状的制造,且可以在切削过程中减少电极磨损。
电火花加工基础

定进行就可以了。脉间的调节范围为10-900。单位
为微秒。一般情况下选择脉宽的二分之一至三分之 一。但不应小于20。
5)伺服伺服间隙电压选择范围1-12,数值越大,间隙
电压越高,则放电效率降低,排渣容易。
速度伺服速度的选择范围为1-10,数值越大,
间隙电压越高,伺服速度越快。伺服速度太大会造
成Z轴抖动,加工时太小会使Z轴运行变慢。一般伺 服速度为6-8较合适。 粗加工时可选择大些,精加工时调小。如加工 过程中Z轴百分表抖动,可适当调小伺服速度。
5
10
15
20
25
30
35
40
放电通道
气化区
45
7.2.3 选择加工规准
1、电规准及其对加工的影响 (1)电规准的重要参数是: ①脉冲宽度Ton,又称持续放电时间。 ②脉冲间隔了Toff,又称放电停歇时间。 ③脉冲峰值电流Tp,正常放电时的脉冲电流幅值。 除此之外,以下几个参数对加工也有一定影响: ①击穿电压,每个脉冲放电的起始电压。 ②脉冲放电波形,分为空载波形和放电波形。 ③放电脉冲的前后沿,即电流的上升梯度和下降梯度di/dt。 ④平均加工电流Im,放电时的间隙平均电流。 ⑤单个脉冲能量,每个脉冲的能量,通常以Ip×Ton计。 ⑥脉宽峰值比,即Ton/Ip。 大多数脉冲电源输出的放电脉冲是固定的(Ton、Toff、Ip), 改变参数要人工调节。适应控制的脉冲电源则可以根据加工 状态的不同,自动调节Ton、Toff、Ip中的一个或全部。 (2)电规准对加工的影响
参数选用原则: 3)脉宽脉宽是加到工具和工件上放电间隙两端的电压脉冲 的持续时间。 脉宽的调节范围是1-2000,单位为微秒。 脉宽必须与加工电流成一定比例。
使用铜或铜钨合金作电极时大致为每安150-300。单位:微 秒。符号:ti。
第二章 电火花加工

二、电火花加工的特点 1、非接触加工,无宏观切削力 2、适合于难切削导电材料的加工 3、有电极损耗 4、加工速度较慢 5、可加工特殊及复杂形状的表面
三、电火花加工的适用范围 1、加工任何难加工的金属材料和导电材料 2、加工材料复杂的表面 3、加工薄壁、异形小孔、深小孔等有特殊 要求的零件。
第三节 电火花加工设备和工作液
一、电火花加工机床 1、机床总体部分(电火花穿孔成形机床)——主 轴头、床身、立柱、工作台及工作液槽 2、主轴头要求(精度和刚度) 1)结构简单 2)传动链短 3)传动间隙小 4)热变形小 5)具有足够的精度和刚度
3)工具电极夹具(十字铰链式和球面铰链 式)——调节工具电极和工作台的垂直度、 工具电极在水平面内微量的扭转角。
1)工件接脉冲电源的正极——正极性加工 2)工件接脉冲电源的负极——负极性加工 思考:短脉冲与长脉冲适合哪种极性加工, 那一种适合精加工?
短脉冲——正极性——精加工 长脉冲——负极性——粗加工
3)正极吸附效应 ——黑膜只能在正极表面生成,所以只 能使用负极性加工 影响吸附效应的因素: 峰值电流、脉冲间隔一定时,碳黑膜厚度随着脉冲 宽度的增加而增加。 脉冲宽度、峰值电流一定时,碳黑膜厚度随着脉冲 间隔增大而减薄。 冲抽油压力也会对吸附效应有影响,过大的油压会 冲走带电碳粒子,减少吸附效应。
三、小孔电火花加工 工艺 1、适于Ф 0.3~ Ф 3mm,深径比可超 200以上。为了改善 排屑条件,采用电磁 振动头或超声波振动 头。可采用空心管电 极中部冲油。
四、异形小孔的电火花加工——主要是异 形电极的制造及装夹。 1、冷拔——采用电火花线切割加工并配合 钳工修磨制成异形电极的拉丝模。 2、电火花线切割加工整体电极 3、电火花反拷加工整体电极(见图4-31)
电火花加工基础知识

电火花加工基础知识电火花加工是直接利用电能对零件进行加工的一种方法。
加工原理:当工具电极与工件电极在绝缘体中靠近达到一定距离时,形成脉冲放电,在放电通道中瞬时产生大量热能,使工件局部金属熔化甚至气化,并在放电爆炸力的作用下,把熔化的金属抛出,达到蚀除金属的目的。
电火花加工设备应由以下部分组成:1.脉冲电源。
脉冲电源是放电蚀除的供能装置,它产生具有足够大能量密度的电脉冲,加在工件与工具电极上,产生脉冲放电。
2.间隙自动调节器。
为使工件与工具电极间的脉冲放电正常进行,就必须使其保持一定间隙。
间隙过大,工作电压击不穿液体介质;间隙过小,则形成短路,也无法放电。
因此,必须用间隙自动调节器,自动调节极间距离,使工具电极的进给速度与电蚀速度相适应。
3.机床本体。
用来实现工件和工具电极的装夹、固定及调整其相对位置精度等的机械系统。
4.工作液及其循环过滤系统。
火花放电必须在绝缘液体介质中进行,否则,不能击穿液体介质,形成放电通道,也不能排除悬浮的金属微粒和冷却表面。
电火花加工方式很多,常见的有成型加工、穿孔加工、电火花切割加工、电火花磨削以及电火花雕刻花纹等。
(一)电火花成型加工机床主要由脉冲电源箱、工作液箱和机床本体组成。
机床本体由主轴头、工作台、床身和立柱组成。
其中,主轴头是电火花成型加工机床的关键部件,它和间隙自动调节装置组成一体。
主轴头的性能直接影响电火花成形加工的加工精度和表面质量。
工作台的作用是支承和装夹工件。
(二)电火花切割加工机床电火花切割加工机床是利用一根运动着的金属丝(钼丝或硬性黄铜丝),作为工具电极,在工具电极和工件电极之间通以脉冲电流,使之产生电腐蚀,工件被切割成所需要的形状。
数控电火花切割机床由机床本体、数控装置、脉冲电源和工作液循环系统四大部分组成。
其中,坐标工作台由上、下两层拖板构成,两层拖板的长丝杠分别由两个步进电动机驱动,工作台上装有工件安放架。
(三)电火花加工特点1.加工硬、脆、软、韧、高熔点、高纯度的导电材料;2.无切削力,可以加工薄壁零件;3.加工中不受热的影响,提高加工质量;4.参数可调节,可以进行不同的加工;5.直接使用电能加工,便于实现自动化。
电火花加工

电火花加工(英语:Electrical Discharge Machining,简称EDM),又称放电加工,是特种加工技术的一种,广泛应用在模具制造、机械加工行业。
电火花加工可以用来加工传统切削方法难以加工的超硬材料和复杂形状的工件,通常用于加工导电的材料,可以在诸如钛合金、工具钢、碳钢和硬质合金等难加工材料上加工复杂的型腔或者轮廓。
电火花加工原理是在导电的工具电极和工件之间施加上周期性快速变化的电压脉冲,通过浸没在绝缘介质中的工具电极与工件之间的脉冲性放电所产生的局部高温使工件表面金属熔化、气化,从而蚀除金属。
因此在加工过程中几乎不存在切削力。
应用这种加工方法的机床主要有:∙电火花成型加工机床:工具电极一般采用石墨或紫铜,工具和工件浸没在煤油基工作液中,通过放电把工具电极上的形状复制到工件上。
∙电火花线切割加工机床:采用去离子水(Deionized water)作为绝缘介质,采用黄铜丝或黄铜镀锌丝作为工具电极(中国大陆发明的往复走丝电火花加工线切割机床通常采用乳化液,采用钼丝作为工具电极)。
目录[隐藏]∙ 1 历史∙ 2 优点∙ 3 缺点∙ 4 线切割∙ 5 电火花加工分类∙ 6 电火花机分类∙7 电火花机放电微观过程[编辑]历史1943年,苏联学者拉扎连科夫妇(Dr. B.R. Lazarenko 及 Dr. N.I. Lazarenko )发明电火花机,使用电阻、电容回路,即RC回路。
50年代,改进为电阻、电感、电容等回路,即既RLC回路。
60年代,改进为晶体管,可控硅脉冲电源。
70年代,改进为高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲、可调波形脉冲电源。
80年代,采用工业级CPU控制,能实现G码编辑等功能,极大的提升了使用性能。
日本牧野(Makino)公司在1980年发明第一台数字控制电火花加工机。
至1990年代,采用了多轴控制及刀库(ATC)技术。
近些年,无电阻技术、直线导轨技术、混粉技术等一批新工艺也成功运用在电火花机上。
电火花加工知识讲解

第一节 电火花加工的基本原理及分类
• 2、必须采用自动进给调节装置 • 以保证工具电极与工件电极间微小的放电间隙。间隙过大,极间
第一节 电火花加工的基本原理及分类
➢电火花加工的点及其应用
• 主要优点:
• 1、可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及时高 纯度的导电材料。如不锈钢、钛合金、工业纯铁、淬火钢、硬 质合金、导电陶瓷、立方氮化硼和人造聚晶金刚石等。
• 2、加工时无明显机械力,故适用于低刚度工件和细微结构的 加工。由于可以简单地将工具电极的形状复制在工件上,再加 上数控技术的运用,因此,特别适用于复杂的型孔和型腔加工。 甚至可以使用简单的工具电极加工出复杂形状的零件。
电压难以击穿极间的液体介质,不能产生火花放电;间隙过小, 容易产生短路,也不能产生火花放电。电参数对放电间隙的影响 很 大 , 精 加 工 时 单 边 间 隙 仅 有 0.01mm, 而 粗 加 工 时 则 可 达 0.5mm,甚至更大。 • 3、火花放电必须在具有一定绝缘强度(103~107Ω·cm)的液体介 质中进行 • 常用的液体介质有煤油、皂化液和去离子水等。液体介质又称工 作液,它除了有利于产生脉冲式火花放电外,而且有利于排除放 电过程中产生的电蚀产物和冷却电极及工件表面。
第一节 电火花加工的基本原理及分类
➢电火花加工原理
电火花加工是在如图1-1所示的加工系统中进行的。加工时, 脉冲电源的一极接工具电源,另一极接工件电极。两极均 浸入具有一定绝缘度的液体介质(常用煤油或矿物油)中。 工具电极由自动进给调节装置控制,以保证工具与工件在 正常加工时维持一很小的放电间隙(0.01-0.05mm)。当 脉冲电压加到两极之间,便将当时条件下极间最近点的液 体介质击穿,形成放电通道。
什么是电火花加工

一、什么是电火花加工电火花是一种自激放电,其特点如下:火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压,当两电极接近时,其间介质被击穿后,随即发生火花放电。
伴随击穿过程,两电极间的电阻急剧变小,两极之间的电压也随之急剧变低。
火花通道必须在维持暂短的时间(通常为10-7-10-3s)后及时熄灭,才可保持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深),使通道能量作用于极小范围。
通道能量的作用,可使电极局部被腐蚀。
利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法,叫电火花加工。
电火花加工是在较低的电压范围内,在液体介质中的火花放电。
二、电火花加工的特点电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。
随着工业生产的发展和科学技术的进步,具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性,高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。
具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多,这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。
因此,人们除了进一步发展和完善机械加工法之外,还努力寻求新的加工方法。
电火花加工法能够适应生产发展的需要,并在应用中显示出很多优异性能,因此,得到了迅速发展和日益广泛的应用。
电火花加工的特点如下:1.脉冲放电的能量密度高,便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。
不受材料硬度影响,不受热处理状况影响。
2.脉冲放电持续时间极短,放电时产生的热量传导扩散范围小,材料受热影响范围小。
3.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。
工具电极材料不需比工件材料硬,因此,工具电极制造容易。
4.可以改革工件结构,简化加工工艺,提高工件使用寿命,降低工人劳动强度。
基于上述特点,电火花加工的主要用途有以下几项:1)制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。
2)加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔。
3)在金属板材上切割出零件。
4)加工窄缝。
5)磨削平面和圆面。
6)其它(如强化金属表面,取出折断的工具,在淬火件上穿孔,直接加工型面复杂的零件等)。
电火花加工的基本原理和优缺点

电火花加工的基本原理和优缺点前言电火花加工是一种常用于制造业的先进加工技术,它可以精确地切割金属材料,实现复杂零件的加工。
本文将介绍电火花加工的基本原理以及其优缺点。
一、电火花加工的基本原理电火花加工是利用脉冲电火花在工件与电极之间产生放电,瞬时高温点熔化工件,通过去除熔融金属颗粒来完成加工的一种技术。
其基本原理如下:1.电极和工件的导电性:电火花加工中,工件材料和电极都需要具备良好的导电性。
工件通常是金属材料,而电极则通常选择铜或铜合金制成。
2.电火花放电:通过控制电极与工件之间的放电间隙和电气参数,使用脉冲电源施加高压电流至电极,产生强大的电场。
当电场强度超过工作介质的击穿电场强度时,电极和工件之间产生放电,形成电火花。
3.电火花的热效应:电火花的放电会使介质发生局部熔化,形成高温熔融的电火花区。
高温电火花区对工件表面进行剥蚀,并将熔融金属颗粒击碎,从而实现加工。
4.工作液的冷却和清洗:为了稳定电火花放电的过程,防止电极和工件过热,电火花加工通常需要使用工作液进行冷却和清洗。
工作液不仅能降低电极和工件的温度,还可以冲洗加工过程中产生的碎屑。
二、电火花加工的优点电火花加工在现代制造业中被广泛应用,并具有以下优点:1.加工精度高:电火花加工能够制造出高精度的零件,加工精度可达到0.001mm,甚至更高。
这使得电火花加工适用于制造精密器件和模具等需求高精度的产品。
2.适用于任意硬度的材料:电火花加工不受被加工材料硬度的限制,可以加工任何导电材料,无论是高硬度的钢铁材料,还是脆性的陶瓷材料,都可以进行有效加工。
3.无影响材料外形特征:由于电火花加工是通过放电熔化工件表面来实现加工的,不需要接触工件表面,因此可以保持材料的原始形状和特征。
这种非接触加工方式最大程度地避免了材料变形和应力引起的问题。
4.适用于复杂几何形状:电火花加工具有良好的灵活性,可以加工出复杂的几何形状,如细小孔洞、内外轮廓形状复杂的零件等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电火花基本知识一、什么是电火花加工二、电火花加工的特点三、电火花加工机床的组成及作用四、实现电火花加工的条件五、极性效应六、覆盖效应七、加工速度八、工具电极损耗九、表面粗糙度十、放电间隙十一、两电极蚀除量之间的矛盾十二、加工速度与加工表面粗糙度之间的矛盾十三、电火花加工常用名词、术语及符号一、什么是电火花加工电火花是一种自激放电,其特点如下:火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压,当两电极接近时,其间介质被击穿后,随即发生火花放电。
伴随击穿过程,两电极间的电阻急剧变小,两极之间的电压也随之急剧变低。
火花通道必须在维持暂短的时间(通常为10-7-10-3s)后及时熄灭,才可保持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深),使通道能量作用于极小范围。
通道能量的作用,可使电极局部被腐蚀。
利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法,叫电火花加工。
电火花加工是在较低的电压范围内,在液体介质中的火花放电。
二、电火花加工的特点电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。
随着工业生产的发展和科学技术的进步,具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性,高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。
具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多,这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。
因此,人们除了进一步发展和完善机械加工法之外,还努力寻求新的加工方法。
电火花加工法能够适应生产发展的需要,并在应用中显示出很多优异性能,因此,得到了迅速发展和日益广泛的应用。
电火花加工的特点如下:1.脉冲放电的能量密度高,便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。
不受材料硬度影响,不受热处理状况影响。
2.脉冲放电持续时间极短,放电时产生的热量传导扩散范围小,材料受热影响范围小。
3.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。
工具电极材料不需比工件材料硬,因此,工具电极制造容易。
4.可以改革工件结构,简化加工工艺,提高工件使用寿命,降低工人劳动强度。
基于上述特点,电火花加工的主要用途有以下几项:1) 制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。
2) 加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔。
3) 在金属板材上切割出零件。
4) 加工窄缝。
5) 磨削平面和圆面。
6) 其它(如强化金属表面,取出折断的工具,在淬火件上穿孔,直接加工型面复杂的零件等)。
三、电火花加工机床的组成及作用从上面所谈的情况可以看到,要实现电火花加工过程,机床必须具备三个要素,即:脉冲电源,机械部分和自动控制系统,工作液过滤与循环系统。
(见图一)。
下面对这三要素的作用逐一加以简单讨论。
1.脉冲电源加在放电间隙上的电压必须是脉冲的,否则,放电将成为连续的电弧。
所谓脉冲电源,实际就是一种电气线路或装置,它们能发出具有足够能量的脉冲电压来。
2.机械部分和自动控制系统其作用是维持工具电极和工件之间有一适当的放电间隙,并在线调整。
3.工作液净化与循环系统工作液的作用是使能量集中,强化加工过程,带走放电时所产生的热量和电蚀产物。
工作液系统包括工作液的储存冷却、循环及其调节与保护、过滤以及利用工作液强迫循环系统。
上述三要素,有时也称为电火花加工机床的三大件,它们组成了电火花加工机床这一统一体,以满足加工工艺的要求。
四、实现电火花加工的条件实现电火花加工,应具备如下条件:1.工具电极和工件电极之间必须维持合理的距离。
在该距离范围内,既可以满足脉冲电压不断击穿介质,产生火花放电,又可以适应在火花通道熄灭后介质消电离以及排出蚀除产物的要求。
若两电极距离过大,则脉冲电压不能击穿介质、不能产生火花放电,若两电极短路,则在两电极间没有脉冲能量消耗,也不可能实现电腐蚀加工。
2.两电极之间必须充入介质。
在进行材料电火花尺寸加工时,两极间为液体介质(专用工作液或工业煤油);在进行材料电火花表面强化时,两极间为气体介质。
3.输送到两电极间的脉冲能量密度应足够大。
在火花通道形成后,脉冲电压变化不大,因此,通道的电流密度可以表征通道的能量密度。
能量密度足够大,才可以使被加工材料局部熔化或汽化,从而在被加工材料表面形成一个腐蚀痕(凹坑),实现电火花加工。
因而,通道一般必须有105-106A/cm2电流密度。
放电通道必须具有足够大的峰值电流,通道才可以在脉冲期间得到维持。
一般情况下,维持通道的峰值电流不小于2A。
4.放电必须是短时间的脉冲放电。
放电持续时间一般为10-7-10-3s。
由于放电时间短,使放电时产生的热能来不及在被加工材料内部扩散,从而把能量作用局限在很小范围内,保持火花放电的冷极特性。
5.脉冲放电需重复多次进行,并且多次脉冲放电在时间上和空间上是分散的。
这里包含两个方面的意义:其一时间上相邻的两个脉冲不在同一点上形成通道;其二,若在一定时间范围内脉冲放电集中发生在某一区域,则在另一段时间内,脉冲放电应转移到另一区域。
只有如此,才能避免积炭现象,进而避免发生电弧和局部烧伤。
6.脉冲放电后的电蚀产物能及时排放至放电间隙之外,使重复性放电顺利进行。
在电火花加工的生产实际中,上述过程通过两个途径完成。
一方面,火花放电以及电腐蚀过程本身具备将蚀除产物排离的固有特性;蚀除物以外的其余放电产物(如介质的汽化物)亦可以促进上述过程;另一方面,还必须利用一些人为的辅助工艺措施,例如工作液的循环过滤,加工中采用的冲、抽油措施等等。
五、极性效应电火花加工时,相同材料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。
六、覆盖效应在油类介质中放电加工会分解出负极性的游离碳微粒,在合适的脉宽、脉间条件下将在放电的正极上覆盖碳微粒,叫覆盖效应。
利用覆盖效应可以降低电极损耗。
注意负极性加工才有利做覆盖效应。
七、加工速度对于电火花成形机来说加工速度是指在单位时间内,工件被蚀除的体积或重量。
一般用体积表示。
若在时间T内,工件被蚀除的体积为V,则加工速度Vw为: Vw=V/t(mm3/min)对于线切割机来说,加工速度是指在单位时间内,工件被切面积。
即用mm2/min来表示。
在规定表面粗糙度(如Ra=2.5μm),相对电极损耗(如1%)时的最大加工速度,是衡量电加工机床工艺性能的重要指标。
一般情况下,生产厂给出的是最大加工电流,在最佳加工状态下所能达到的最高加工速度。
因此,在实际加工时,由于被加工件尺寸与形状的千变万化,加工条件,排屑条件等与理想状态相差甚远,即使在粗加工时,加工速度也往往大大低于机床的最大加工速度指标。
八、工具电极损耗在电火花成形加工中,工具电极损耗直接影响仿形精度,特别对于型腔加工,电极损耗这一工艺指标较加工速度更为重要。
电极损耗分为绝对损耗和相对损耗。
绝对损耗最常用的是体积损耗Ve和长度损耗Veh二种方式,它们分别表示在单位时间内,工具电极被蚀除的体积和长度。
即Ve=V/t(mm3/min)Veh=H/t(mm/min)相对损耗——工具电极绝对损耗与工件加工速度的百分比。
通常采用长度相对损耗比较直观,测量也比较方便。
在线切割加工中,电极丝的损耗对工件质量的影响不大,故一般不加以讨论。
但快走丝机床使用钼作为电极丝,是重复放电,所以丝的损耗影响到电极丝的使用寿命,在实际加工中应予适当考虑。
见图二。
在电火花成形加工中,工具电极的不同部位,其损耗速度也不相同。
在精加工时,一般电规准选取较小,放电间隙太小,通道太窄,蚀除物在爆炸与工作液作用下,对电极表面不断撞击,加速了电极损耗,因此,如能适当增大电间隙,改善通道状况,即可降低电极损耗。
九、表面粗糙度表面粗糙度是指加工表面上的微观几何形状误差。
对电加工表面来讲,即是加工表面放电痕——坑穴的聚集,由于坑穴表面会形成一个加工硬化层,而且能存润滑油,其耐磨性比同样粗糙度的机加表面要好,所以加工表面允许比要求的粗糙度大些。
而且在相同粗糙度的情况下,电加工表面比机加工表面亮度低。
国家标准规定:加工表面粗糙度用Ra(轮廓的平均算术偏差)和Rz(不平度平均高度)之一来评定。
工件的电火花加工表面粗糙度直接影响其使用性能,如耐磨性,配合性质,接触刚度,疲劳强度和抗腐蚀性等。
尤其对于高速高洁,高压条件下工作的模具和零件,其表面粗糙度往往是决定其使用性能和使用寿命的关键。
十、放电间隙放电间隙,亦称过切量,加工中是指脉冲放电两极间距,实际效果反映在加工后工件尺寸的单边扩大量。
对电火花成形加工放电间隙的定量认识是确定加工方案的基础。
其中包括工具电极形状,尺寸设计,加工工艺步骤设计,加工规准的切换以及相应工艺措施的设计。
新国际的粗糙度数值与老国标光洁度等级对照表(表)主要电参数对工艺指标的影响(表1)○表示影响不大十一、两电极蚀除量之间的矛盾本篇中,已经明确阐述了脉冲放电时间越长,越有利于降低工具电极相对损耗。
在电火花加工的实用过程中,粗加工采用长脉冲时间和高放电电流,既体现了速度高,又体现了损耗小,反映了加工速度和工具电极损耗这一矛盾的缓解。
但是,在精加工时,矛盾激化了。
为了实现小能量加工,必须大大压缩脉冲放电时间。
为达到脉冲放电电流与脉冲放电时间参数组合合理,亦必须大大压缩脉冲放电电流。
这样,不仅加大了工具电极相对损耗,又大幅度降低了加工速度。
十二、加工速度与加工表面粗糙度之间的矛盾为了解决电火花加工工艺的这一基本矛盾,人们试图将一个脉冲能量分散为若干个通道同时在多点放电。
用这种方法既改善了加工表面粗糙度,又维持了原有的加工速度。
到目前为止,实现人为控制的多点同时放电的有效方法只有一种,即分离工具电极多回路加工。
为了实现整体电极的多通道加工,人们设想了各种方法,并进行了多年的实验摸索。
但是迄今为止,尚没有彻底解决。
在实用过程中,型腔模具的加工采用粗、中、精逐档过渡式加工方法。
加工速度的矛盾是通过大功率、低损耗的粗加工规准解决的;而中、精加工虽然工具电极相对损耗大,但在一般情况下,中、精加工余量仅占全部加工量的极小部分,故工具电极的绝对损耗极小,可以通过加工尺寸控制进行补偿,或在不影响精度要求时予以忽略。
十三、电火花加工常用名词、术语及符号1、放电间隙:放电间隙指加工时工具和工件之间产生火花放电的一层距离间隙。
在加工过程中,则称为加工间隙S,它的大小一般在0.01-0.5mm之间,粗加工时间隙较大,精加工时则较小。
加工间隙又可分为端面间隙SF 和侧面间隙SL (见图三)2、脉冲宽度ti(μs):脉冲宽度简称脉宽,它是加到工具和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间(见图)为了防止电弧烧伤,电火花加工只能用断断续续的脉冲电压波。
粗加工可用较大的脉宽ti>100μs,精加工时只能用较少的脉宽ti<50μs。