数控电火花加工的主要工艺指标及其提高途径

vw / (mm3 / min)
电 极 —纯 铜
工 件 —钢
1000
^i
＝
e
150^ieA＝
80
A
加
工
极
性
—正
i^e＝ 40 A
100
^ie＝ 30 A
较大部分散失在电极与工件之中，
不起蚀除作用。同时，在其它加工 条件相同时，随着脉冲能量过分增 大，蚀除产物增多，排气排屑条件
10 01
10 100 1000 ti /s
冲(抽)油压力的影响度的关 系曲线
在加工中对于工件型腔较浅或易 于排屑的型腔，可以不采取任何 辅助排屑措施。但对于较难排屑 的加工，不冲(抽)油或冲(抽)油压 力过小，则因排屑不良产生的二 次放电的机会明显增多，从而导 致加工速度下降；但若冲油压力 过大，加工速度同样会降低。
这是因为冲油压力过大，产生干 扰，使加工稳定性变差，故加工 速度反而会降低。图5是冲油压 力和加工速度关系曲线。
电火花加工的主要工艺指标及其提 高途径
• 目标 • 一、影响加工速度的主要因素
• 二、影响电极损耗的主要因素
• 三、 影响加工精度的主要因素 • 四、加工表面质量及其影响因素
一、影响加工速度的主要因素
• 1 加工速度VWA：用以反映加工效率的
重要指标，通常所说的加工快慢。
(mm2/min)
• 影响加工速度的因素分电参数和非电参数两大
恶化，间隙消电离时间不足导致拉
弧，加工稳定性变差等。因此加工 图1 脉冲宽度与加工速度的关系曲线
速度反而降低。
• 2．脉冲间隔对加工速度 的影响
在脉冲宽度一定的条件下， vw / (mm3 / min)
若脉冲间隔减小，则加工 300 速度提高(如图2)。但若脉 200 冲间隔过小，会因放电间 100
从图4可看出，峰值电流不同， 最小临界加工面积也不同。因 此，确定一个具体加工对象的 电参数时，首先必须根据加工 面积确定工作电流，并估算所 需的峰值电流。
图4 加工面积与加工速度的关系曲线
• （2）排屑条件的影响
在电火花加工过程中会不断产生气体、金属 屑末和碳黑等，如不及时排除，则加工很难 稳定地进行。加工稳定性不好，会使脉冲利 用率降低，加工速度降低。为便于排屑，一 般都采用冲油(或抽油)和电极抬起的办法。
vw/ (mm3 / min)
300
ti＝ 1200s
200
to＝ 400s电 极 — Nhomakorabeau 工 件 —T10A 加 工 极 性 —负
100
0 0.01 0.03 0.05 0.07 0.09 P / (kg / c3m)
图5 冲油压力和加工速度的关系曲线
•（3）电极材料的影响
vw / (mm3 / min) 工 件 材 料 —钢
ti＝ 1200s
电 极 —纯 铜 工 件 —钢 加 工 极 性 —正
隙来不及消电离引起加工
稳定性变差，导致加工速
0 100 200 300 400 500 600 to / s
度降低。
图2 脉冲间隔与加工速度的关系曲线
• 3．峰值电流的影响
当脉冲宽度和脉冲间隔一定时，
随着峰值电流的增加，加工速
度也增加(如图3)。因为加大峰
• 5)．工作液的影响
• 在电火花加工中，工作液的种类、粘度、清洁度对加 工速度有影响。就工作液的种类来说，大致顺序是： 高压水>(煤油＋机油)>煤油>酒精水溶液。在电火花成 形加工中，应用最多的工作液是煤油。
二、影响电极损耗的主要因素
电极损耗是电火花成型加工中的重要工艺指标。 在生产中，衡量某种工具电极是否耐损耗，不 只是看工具电极损耗速度VE的绝对值大小，还 要看同时达到的加工速度VW，即每蚀除单位重 量金属工件时，工具相对损耗多少。因此，常 用相对损耗或损耗比作为衡量工具电极耐损耗 的指标，即VW/VE 电火花加工中，电极的相对损耗小于1%，称 为低损耗电火花加工。
值电流，等于加大单个脉冲能
量，所以加工速度也就提高了。
但若峰值电流过大(即单个脉冲 放电能量很大)，加工速度反而
下降。此外，峰值电流增大将
降低工件表面粗糙度和增加电
极损耗。在生产中，应根据不
同的要求，选择合适的峰值电
流。
图3 峰值电流与加工速度的关系曲线
• 2 非电参数的影响 （1）加工面积的影响
• 由上所述，电极材料对电火花加工非常重要，正确选择电极 材料是电火花加工首要考虑的问题。
• 4)工件材料的影响
• 在同样加工条件下，选用不同工件材料，加工速度也 不同。这主要取决于工件材料的物理性能(熔点、沸点、 比热、导热系数、熔化热和汽化热等)。
• 一般说来，工件材料的熔点、沸点越高，比热、熔化 潜热和气化潜热越大，加工速度越低，即越难加工。 如加工硬质合金钢比加工碳素钢的速度要低40～60％。 对于导热系数很高的工件，虽然熔点、沸点、熔化热 和气化热不高，但因热传导性好，热量散失快，加工 速度也会降低。
• 从图6还可看出，在同样加工条件和加工极性情况下，采用不 同的电极材料，加工速度也不相同。例如，中等脉冲宽度、 负极件加工时，石墨电极的加工速度高于铜电极的加工速度。 在脉冲宽度较窄或很宽时，铜电极加工速度高于石墨电极。 此外，采用石墨电极加工的最大加工速度，比用铜电极加工 的最大加工速度的脉冲宽度要窄。
0
10
100 1000 ti / s
图6 电极材料和加工极性对加工速度的影响
• 在加工中选择极性，不能只考虑加工速度，还必须考虑电极 损耗。如用石墨做电极时，正极性加工比负极性加工速度高， 但在粗加工中，电极损耗会很大。故在不计电极损耗的通孔 加工、取折断工具等情况，用正极性加工；而在用石墨电极 加工型腔的过程中，常采用负极性加工。
500
Gr＋ 1
Gr－ 1
200 Cu－ 1
100 Gr－ 3
50 Cu－ 3
20
Gr＋ 1—石 墨 正 极^ie性＝ 42 A Gr－ 1—石 墨 负 极i^e性＝ 42 A Cu－ 1—紫 铜 负 极i^e性＝ 42 A Gr－ 3—石 墨 负 极i^e性＝ 14 A Cu－ 3—紫 铜 负 极i^e性＝ 14 A
类。电参数主要是脉冲电源输出波形与参数；非电 参数包括加工面积、深度、工作液种类、冲油方式、 排屑条件及电极的材料、形状等。
电规准的影响
所谓电规准，是指电火花加工时选用的电 加工参数，主要有脉冲宽度ti(μs)、脉冲间 隙to(μs)及峰值电流Ip等参数。
• 一． 脉冲宽度对加工速度
的影响
脉冲宽度增加，加工速度随 之增加，因为随着脉冲宽度的增加， 单个脉冲能量增大，使加工速度提 高。但若脉冲宽度过大，加工速度 反而下降(如图1)。这是因为单个脉 冲能量虽然增大，但转换的热能有