放电加工工艺
电火花机放电加工中的经验分享——电极设计制作

电火花机放电加工中的阅历共享——电极设计制作(1)设计电极前要充足了解模具结构。
分清楚模具的胶位、插破位、靠破位、枕位等,确认好哪些部位需要放电加工,模仁与镶件是否要组装放电。
(2)设计电极时要依照肯定的顺序进行,以防漏拆电极。
这点对于多而杂模具的电极设计特别紧要。
(3)设计电极要考虑电极的制作问题。
设计的电极应简单制作,是只使用一种加工方法就可以完成。
如用CNC铣制作多而杂电极特别便利,也简单保证电极精度。
(4)对于产品有外观和棱线要求的模具,可以优先考虑将电极设计为一次可以加工整体型腔的结构;但也要注意,电火花在加工中存在“面积效应”,在电极面积比较大,且加工深度较深、排屑困难的情况下,应将整体电极分拆成几个电极进行分次加工,否则在加工中会显现放电不稳定、加工速度慢、精度难以保证等不良情况;有时整体电极加工有困难,有加工不到的死角,或者是不好加工,所需刀具太长或太小,就可以考虑分多一个电极,有时局部需要清角电极。
(5)电极的尖角、棱边等凸起部位,在放电加工中比平坦部位损耗要快。
为提高电火花加工精度,在设计电极时可将其分解为主电极和副电极,先用主电极加工型腔或型孔的重要部分,再用副电极加工尖角、窄缝等部分。
(6)对于一些薄小、高处与低处跌差很大的电极,电极在CNC铣制作和电火花加工中都特别简单变形,设计电极时,应采纳一些加强电极,防止变形的方法。
下为典型的加强电极的例子。
(7)电极在加工部位开向的方向,必须延长肯定尺寸,以保证工位加工出来后口部无凸起的小筋。
(8)电极需要避空的部位必须进行避空处置,躲避在电火花加工中发生加工部位以外不希望的放电情况。
(9)设计电极时应考虑削减电极的数目。
可以合理地将工件上一些不同的加工部位组合在一起,作为整体加工或通过移动坐标实现多处位置的加工;将工件上多处相同的加工部位采纳电极移动坐标来加工。
(10)设计电极时应将加工要求不同的部位分开设计,以充足各自的加工要求。
放电加工中的电极形状设计

放电加工中的电极形状设计放电加工,简称EDM(Electric Discharge Machining)是一种利用电火花冲击零件材料的加工方法,可加工各种导电材料、形状较复杂的零件以及硬度较高的材料。
在放电加工中,电极是不可或缺的加工工具,其形状设计对加工精度、效率及工艺稳定性等方面均具有重要影响。
不同形状的电极在放电加工时具有不同的特点和优势。
下面将主要探讨若干种常见的电极形状设计,分别是点电极、线电极和针电极,并分析它们在放电加工中的表现。
1. 点电极点电极在放电加工中的应用十分广泛,工作原理是以电极上的一点与工件表面产生电火花,破坏工件表面形成几何形状,从而达到加工效果。
点电极的特点是容易制造,加工简单,且能够加工出形状精度较高的微小孔洞和细小角度。
另外,点电极也具有较高的加工效率,但是相比其他形状的电极,其加工的表面质量较差。
2. 线电极线电极是指将导电材料加工成一定的线形,作为电极在放电加工时进行加工。
线电极的优点在于,加工出来的槽形表面质量较好,且能够加工出形状较实用的切槽与工件表面形成印痕。
线电极可以加工出形状较长的工件,因此在工业生产中应用较广泛,例如模具、挡板、刀具等。
3. 针电极针电极是电极形状中最常用的一种,其特点是可以加工出微小的凹陷形状并且工作效率很高,有很好的精度和表面处理。
针电极可以加工出形状较小的工件,并且能够刻有更复杂的图案。
在针电极的加工中,衡量其优劣的关键关注点是电极结构的几何形状、表面条件和导电材料的品质。
如何精心选择和设置针电极的形状是放电加工中的重中之重。
为达到持久的放电效果,我们在制作针电极时,可将精度设定到极其细微,减少电极与工件表面热氧化形成的尖点,并且可以加入精密矩阵使其能够更加牢固。
在使用针电极时,我们通常需要对其进行修切,调整其发出的电火花大小,并注入油或冷却液使其保持冷却,保证其在高负载时的持久性能。
总结在放电加工中,电极形状的合理设计和选择对于加工效率和加工精度至关重要。
电火花(EDM)放电加

电火花加工的基本系统
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电源向电极/工件系统提供直流脉冲。脉宽、 间歇、电压和电流值均由手工设置。电火花机 启动后,伺服微处理器若检测到放电间隙太大, 无法进行电蚀,它将[通知]伺服机制降低主轴 头。 一旦火花产生,主轴头的下降运动就停止。 这时,若火花间隙固定不变,电火花就不断蚀 除工件表面。当蚀除的金属达到一定的程度, 火花间隙变大时,微处理器也能检测到这一情 况,并[通知]伺服机制降低主轴头达到设置的 间隙,继续进行电火花加工。
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到了20世纪90年代,计算机控制系统能够 对所有的加工参数进行控制。它可以自动调节 电流强度、脉宽、间歇、伺服系统和其他设置, 从而提高加工效率。同时,在精加工回路和平 动加工控制方面也有了很大的进步。多轴向加 工及电极或工件的移位和旋转均可以实现程序 控制。
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右图:九张图片逐步显示了 单个电火花加工周期中发生 的情况,说明了热电模型形 成的过程。
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图解1:电压开始上升,带电电极慢慢靠近工件。 电极与工件之间是绝缘油,即电火花加工中的介 质油(火花油)。
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众所周知,火花油(介质油)是良好的绝缘物, 但是电压足够大时可以使它分解成带电离子,因此, 在产生电火花前的高压空载电压设定越高,就越容 易分解电离子 。悬浮在火花油中的石墨微粒和金属 微粒有助于电流的传导,这些微粒能够参与火花油 的电离,直接携带电流,还可以促进火花油被电离 击穿,随着带电离子的增多,火花油绝缘能力开始 下降。
电火花加工的历程
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• 电火花加工对传统加工的挑战
平动头、线切割加工、数控(CNC)加工, 旋转主轴、自动换刀和自适应系统等技术代表 了电火花加工从原先的 [巫术]转变为广为接受、 发展迅速的技术。这些改革使电火花加工机操 作简便,精确度增加,表面光洁度得以改善。 尽管在速度方面,它无法同传统的铣削、研磨 媲美,但已经有了极大的提高。电火花加工的 魅力还在于它可以实现无人管理操作。
电火花加工技术

电火花加工技术的应用及其发展1.电火花加工技术的简介从前苏联科学院拉扎连柯夫妇在1943年研制出世界上第一台实用化电火花加工装置以来,电火花加工技术得到了飞速的发展,电火花加工技术是历史最悠久的特种加工方法之一,在模具制造业,航空和航天,电子等众多领域得到了广泛的应用。
电火花加工又称放电加工,也有称电脉冲加工,它是一种直接利用热能和电能进行加工的工艺。
电火花加工与金属切削加工的原理完全不同,在加工过程中,工件和工具不接触,而是靠工具与工件之间的脉冲性火花放电,产生局部,瞬间的高温把金属材料逐步的蚀除掉。
由于放电的过程产生火花所以也称电火花加工。
图1. 电火花加工的原理图如图1的原理图所示,工件与工具分别连接到脉冲电源的两个不同的极性的电极上。
当两电极加上脉冲电源后,工件和电极保持适当的距离,就会把工件和工具之间的介质击穿,形成放电通道。
放电通道产生瞬间高温,使工件表面的材料融化甚至气化,同时也使工作介质气化。
在放电间隙处迅速热膨胀并产生爆炸。
工件表面一部分材料被蚀除掉抛出,形成微小的电蚀坑。
脉冲放电结束后,经过一段时间间隔,使工作液恢复绝缘,脉冲电源反复作用于工件和工具电极上,上述过程不断重复进行,工件逐渐被加工成想要的形状。
2.电火花加工技术的应用范围由于电火花加工有其独特的优越性,再加上数控水平和工艺技术的不断提高,其利用领域日益扩大,已经覆盖到机械、宇航、航空、电子、核能、仪器、轻工等部门,用以解决各种难加工材料、复杂形状零件等有特殊要求的零件的制造,成为常规切削、磨削加工的重要补充和发展:模具制造是电火花成型加工应用最多的领域,而且非常的典型。
2.1以下简单介绍电火花成则加工在模具制造方面的的应用1.高硬度零件加工对于某些要求硬度较高的模具,或者是硬度要求特别高的滑块、顶块等零件,在热处理后其表固硬度高达50HRc以上,采用机加的方式将很难加工这么高硬度的件.采用屯火花加工可以不受材料硬度的影响。
第二章 电火花加工

2.2电火花加工的机理
• 3热膨胀:
–放电通道中电子和离子高速运动时相互碰撞, 动能转化成热能,在两极之间沿通道形成一 个高达1000~1200℃的瞬时高温热源,在热 源作用区的电极和工件表面金属会很快熔化, 甚至气化 –周围的工作液除一部分气化外,另一部分被 高温分解为游离的碳黑和H2、C2H2 、C2H4、 CnH2n等气体(使工作液变黑,在极间冒出小 气泡)
•脉冲电源参数:
–脉冲宽度ti :放电延续时间,ti应小于0.001s,以使放电气化产
生的热量不会传导扩散到其它部位,只是在极小范围内使金属局部 熔化,直至气化
–脉冲间隔t0 :相邻脉冲之间的间隙时间,使放电介质有足够的时
间恢复绝缘状态(称为消电离)
–脉冲周期T=ti+t0; –峰值电压:工件和电极间隙开路时电极间的最高电压ui –峰值电流:工件和电极间隙火花放电时脉冲电流瞬间的最大值i
–电极材料不必比工件材料硬,不存在机械加工时由于刀具 硬度而无法加工的问题
• 4)直接利用电能、热能进行加工,便于实现加工过 程自动控制 • 5)只能加工导电材料 • 6)加工速度慢 • 7)电极有损耗
四、电火花加工方法分类
• 表2-1
2.2电火花加工的机理
• 包括:电离、放电、热膨胀、抛出金属和 消电离等几个连续的阶段
–煤油工作液,为避免起火可采用燃点较高的机油或煤油 与机油的混合物 –水基工作液,可大幅度提高粗加工效率
三、电火花成型加工的特点及应用
• 1)可加工用机械加工方法难于或无法加工的材料
–如淬火钢、硬质合金钢、耐热合金钢等
• 2)可加工小孔、深孔、窄缝零件
放电加工工艺

放电加工工艺一.緒論二.電火花加工效應三.電火花加工工藝指標四.電火花加工全然抵触及解決五.機床操作及電極製作六.留意事項一.緒論1. 什麽是電火花加工平時我們在開電燈或關電閘時,不時會看到開闢處碰出火花.久而久之,開闢觸片便被電腐蝕,影響開闢壽命.因此一向被人們視為有害放電現象,經過長期觀察發現,這種火花放電在特定場合具有其专门感化,可通過脈衝電源使這種電腐蝕持續進行,在較短時間內產生較大年夜金屬腐蝕量.從而加工出特異形狀之工件.這确实是電火花加工之雛形.電火花是脈衝電源產生的一種自激放電,是一種应用電、熱能量進行加工的方法。
在加工過程中,使对象電極和工件之間不斷産生脈衝性的火花放電,靠放電時局部,暫態産生的高溫把金屬蝕除下來。
亦稱放電加工或電蝕加工。
火花放電不合於弧光放電、輝光放電等其他情势的自激放電,其特點如下:火花放電的兩個電極間在放電前具的較高的電壓,當兩電極接近時,其間介質被擊穿後,隨即發生火花放電。
伴隨擊穿過程,兩電極間的電阻急劇變小,兩極之間的電壓也隨之急劇變低。
火花通道必須在維持暫短的時間(平日爲10-7-10-8μs)後及時熄滅,才可保持火花放電的“冷極”特点(即通道能量轉換的熱能來不及傳至電極縱深),使通道能量感化於極小範圍。
通道能量的感化,可使電極局部被腐蝕。
应用火花放電時産生的腐蝕現象對導電材料進行尺寸加工的方法,叫電火花加工。
電火花加工是在較低的電壓範圍內,在液體介質中的火花放電。
2.電火花加工的特點電火花加工是與機械加工完全不合的一種新工藝。
隨著工業生産的發展和科學技術的進步,具有高熔點、高硬度、高強度、高脆性,高粘性和高純度等机能的新材料不斷出現。
具有各種複雜結構與专门工藝要求的工件越來越多,這就使得傳統的機械加工方法不克不及加工或難於加工。
是以,人們除了進一步發展和完美機械加工法之外,還尽力尋求新的加工方法。
電火花加工法能夠適應生産發展的须要,並在應用中顯示出专门多優異机能,是以,获得了灵敏發展和日益廣泛的應用。
2电火花加工.

电火花加工的局限性
主要用于加工金属等金属材料,一 定条件下才可以加工半导体和非 导体材料
电火花加工工艺方法分类
根据工具电极和工件电极的相对 运动的方式和用途不同分类 电火花穿孔成形加工 电火花线切割 电火花磨削和镗磨 电火花同步共轭回转加工 电火花高速小孔加工 电火花表面强化与刻字
电火花加工原理图
电火花加工的优点
适合于难切削材料的加工 可以 突破传统切削加工对刀具的限制, 实现用软的工具加工硬韧的工件, 甚至可以加工象聚晶金刚石、立 方氮化硼一类超硬材料。目前电 极材料多采用紫铜或石墨,因此 工具电极较容易加工。
电火花加工的优点
可以加工特殊及复杂形状的零件 由于加工中工具电极和工件不直 接接触,没有机械加工的切削力, 因此适宜加工低刚度工件及微细 加工。由于可以简单地将工具电 极的形状复制到工件上,因此特 别适用于复杂表面形状工件的加 工,如复杂型腔模具加工等。数 控技术电火花加工可以简单形状 的电极加工复杂形状零件。
短脉冲----正极性加工 长脉冲----负极性加工
正极容易吸收工作液中的带有负 电荷的碳微粒,形成熔点和气化 点较高的薄层碳黑膜,能够减小 正极的损耗,保护正极。
影响极性效应的因素:脉宽,脉 间,脉冲峰值电流,放电电压, 工作液以及电极材料等。
交变脉冲,抵消极性效应,增加 电极损耗。
润滑性能和耐磨性; 表面粗糙度提高和加工速度下降的关 系; 工件材料的热学常数; 工具材料性质 单个脉冲能量,加工面积
表面变质层
熔化凝固层 热影响层 显微裂纹
表面力学性能
显微硬度及耐磨性 残余应力 耐疲劳性能
思考题
放电加工原理

放电加工在现代模具制造业中,与磨床.铣床.车床.线切割等具有同等位置,且是不可或缺的一个工序。
它的工作原理是原苏联人发明的。
它的历史可追塑到上个世纪六十年代,类型可分为二极管和三极管式两种。
在此我们介绍一下放电的加工原理:如果从宏观说明的话:放电的加工原理是通过无限靠近但不接触的正负带电体(即电极与工件),在绝缘液(火花油)作用下,将电能转变成热能的过程(瞬间10000度左右),从而达到腐蚀加工物成型的目的。
如果从微观说明的话:放电的加工原理是通过机械控制使带负的电极,无限靠近,但不接触带正电的工件时,产生强大电场。
从而产生电子流,冲击绝缘液微粒的外围电子,使其电子数目以金字塔的形式大量增加,然后以极高的加速度与速度轰击工件表面的原子微粒,使其产生高温后在爆破力的作用下脱落。
当然,电极的原子微粒也会受到正离子的轰击从而产生高温后在爆破力的作用下脱落。
同时,在此过程中产生一定数量的正负离子和大量的中性微粒。
然后,部分正离子移至电极一边,且吸附于电极表面,使其损耗得补偿。
部分负离子则移至工件一边,且吸附于工件表面。
最后当下一波的休止脉冲奏效时,一切脱落物将随绝缘液冲走。
实践中,我们使用不同的条件时,有不同的粗糙度,速度,损耗,火花位。
原因是在上述的过程中,在时间上各种变化是否同步达到最好的配合。
当然还有与电极和工件材质的导热性.熔点.密度等物理特性及介质有很大关系。
总而言之,放电加工是一项精密加工,作为技术人员,我们一定要知道它的放电加工原理。
希望各位多加努力,多加探索与发现。
相信各位一定能够超越自我,把握明天!七)电极材料的介绍电极材料必须导电性能良好、损耗小、造型容易、并具有加工稳定、效率高、材料来源丰富、价格便宜等特点。
常用的电极材料有紫铜、石墨、铜钨合金、黄铜。
1、纯铜电极纯铜又称紫铜,它有良好的塑性、导热性、耐腐蚀性、良好的导电性、可加工性好。
它质地细密,加工稳定性好,相对电极损耗小,易于制成薄片或其他复杂形状。
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放电加工工艺一. 绪论二. 电火花加工效应三. 电火花加工工艺指针四. 电火花加工基本矛盾及解决五. 机床操作及电极制作六. 注意事项一. 绪论1. 什么是电火花加工平时我们在开电灯或关电闸时,不时会看到开辟处碰出火花.久而久之,开辟触片便被电腐蚀,影响开辟寿命.所以一直被人们视为有害放电现象,经过长期观察发现,这种火花放电在特定场合具有其特殊作用,可通过脉冲电源使这种电腐蚀持续进行,在较短时间内产生较大金属腐蚀量.从而加工出特异形状之工件.这便是电火花加工之雏形.电火花是脉冲电源产生的一种自激放电,是一种利用电、热能量进行加工的方法。
在加工过程中,使工具电极和工件之间不断产生脉冲性的火花放电,靠放电时局部,瞬时产生的高温把金属蚀除下来。
亦称放电加工或电蚀加工。
火花放电不同于弧光放电、辉光放电等其它形式的自激放电,其特点如下:火花放电的两个电极间在放电前具的较高的电压,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。
火花信道必须在维持暂短的时间(通常为10-7-10-8μs)后及时熄灭,才可保持火花放电的“冷极”特性(即信道能量转换的热能来不及传至电极纵深),使信道能量作用于极小范围。
信道能量的作用,可使电极局部被腐蚀。
利用火花放电时产生的腐蚀现象对导电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。
2.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.直接利用电能加工,便于实现加工过程的自动化。
5.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)。
3. 实现电火花加工的条件实现电火花加工,应具备如下条件:电火花加工的原理是基于工具电极和工件(正,负电极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属,以使零件的尺寸,形状和表面质量达到预定的要求。
要实现电火花加工,必须满足下列条件。
1.工具电极和工件电极之间必须维持合理的距离,即相应于脉冲电压和相应于介质的绝缘强度的距离。
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,又可以适应在火花信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有消耗,也不可能实现电腐蚀加工。
由此可见,两电极间的合理距离必须较小,但又不可短路。
在电火花加工中,工具电极与工件电极之间的距离叫作“间隙”。
“加工间隙”或“放电间隙”就是指两电极之间的合理距离。
间隙是否合理,受到脉冲电压、火花信道的能量以及介质的介电系数等很多因素制约。
因而,间隙的大小随这些因素的变化而变化。
一般情况下,电火花加工的放电间隙在数微米到数百微米范围内。
若将间隙调整到合理间隙和短路之间(即小于合理间隙),虽然不妨碍冲电压击穿介质,但是由于间隙过小会导致积炭,甚至发生电弧,给加工造成危害。
2.两电极之间必须充入介质。
在进行电火花尺寸加工时,两极间为液体介质,在进行材料电火花尺寸加工时,两极间为液体介质;在进行材料电火花表面强化时,两极间为气体介质。
两极间没有介质(即真空)的自激放电属于辉光放电,不能实现电火花加工。
3.输送到两电极间的脉冲能量密度应足够大。
在火花信道形成后,脉冲电压变化不大,因此,信道的电流密度可以表征信道的能量密度。
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,信道一般必须有105-106A/cm2电流密度。
放电信道必须具有足够大的峰值电流,信道才可以在脉冲期间得到维持。
一般情况下,维持信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10-6-10-3s。
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。
如果放电时间等于或大于10-2s,则必然使放电沿火花一过渡电弧一弧光放电这一规律发展,从而使加工不能正常进行。
5.脉冲放电需重复多次进行,并且多次脉冲放电有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信道;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。
二. 电火花加工效应电火花加工中一般有如下效应产生:极性效应、喷镀、覆盖效应、沉积效应、传热效应。
1.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,则极性效应更加复杂。
我们一般把阴极蚀除量与阳极蚀除量之比叫做极性系数。
极性系数小于1,称之为负极性,此时,工件接电源的正极,工具电极接负极,反之极性系数大于1,称之为正极性,此时,工件接电源的负极,工具电极接正极。
极性系数的改变意味着两极能量分布的改变。
影响极性效应的因素:1.脉冲宽度在电场作用下,信道中的电子奔向阳极,正离子奔向阴极。
由于电子质量轻,惯性小,在短时间内容易获得较高的运动速度;而正离子质量大,不易加速,故在窄脉冲时,电子动能大,电子传递给阳极的能量大于正离子传递给负极的能量,使阳极蚀除量大于阴极蚀除量,即为负极性。
而在宽脉冲时,正离子有足够的时间加速可获得较高的速度,而且质量又大的多,轰击阴极的动能较大,同时除液体介质蒸气的正离子外,阴极和阳极蒸气中的正离子也参予了对阴极的轰击。
因此,正离子传递给阴极的能量超过了电子传递给阳极的能量,阴极的蚀除量便大于阳极蚀除量即为正极性。
见图一。
(%)100503010530.50.31 2 5 10 20 50 100 200 500 1000 2000 脉宽ti (uS)图一不同极性时的电极损耗电极对Cu/st Ip=48A2.脉冲能量随着放电能量的增加,尤其是极间放电电压的增加,每个正离子传递给阴极的平均动能增加,电子的动能虽然也随之增加,但当放电信道和很大时,由于电位分布变化引起阳极区电压降低,阻止了电子奔向阳极,减少了电子传递给予阳极的能量,使阴极能量大于阳极能量,即脉冲能量大时阴极的蚀除量大于阳极蚀除量。
2. 覆盖效应在材料放电腐蚀过程中,一个电极的电蚀产物转移到另一电极表面上,形成一定厚度的覆盖层,这种现象叫覆盖效应。
在油类介质中加工时,覆盖层主要是石墨化的碳素层,其次是粘附在电极表面的金属微粒结层。
1. 碳素层的生成条件(1)要有足够高的温度。
电极上待覆盖的表面温度不低于碳素层的生成温度,但低于熔点,以使碳粒子烧结成石墨化的耐蚀层。
(2)要有足够多的电蚀产物,尤其是介质的热解产物——碳粒子。
(3)要有足够的时间,以便在表面上形成一定厚度的碳素层。
(4)采用正极性加工,因为碳素层易在阳极表面生成。
(5)必须在油类介质中加工。
2. 影响覆盖效应的主要因素(1)脉冲能量与波形,增大放电加工能量有助于覆盖层的生长,但宽脉冲大电流对中精加工有相当大的局限性,减小脉冲间隔则有利于在各种规准下生成覆盖层。
但间隔过小则有转变为电弧放电的危险,采用某些组合脉冲如矩形波派生出来的梳形波及各种叠加脉冲波形也有助于覆盖层的生成。
(2)电极对,铜打钢时覆盖效应比较明显。
因为铜对碳素层的生成起着类似催化剂的作用。
但铜打硬质合金却不大容易生成覆盖层。
(3)工作介质,石油产品的油类介质在放电产生的高温下,生成大量的碳粒子,有助于碳素层的生成。
而在具有一定离子导电的水介质中采用负极性加工时,会产生另一种覆盖现象——镀覆现象。
即在阴极表面上形成一层致密的电镀层。
(4)工艺条件,工作介质脏;介质处于液相与气相混合状态,间隙过热,放电在间隙空间分布较集中,电极截面大,电极间隙较小,加工较稳定等,均有助于生成覆盖层。
间隙中工作液的流动影响也很大,冲油压力过大会破坏覆盖层的生成。
合理利用覆盖效应,有利于降低电极损耗,甚至可做到“无损耗”加工。
但如处理不当,出现过覆盖现象,将会使电极尺寸在加工中超过了加工前的尺寸,反而破坏了加工精度。
所谓无损耗加工即指在加工过程中,在某种特定条件下由于覆盖效应的作用,弥补了电极损耗,当弥补作用与电极损耗大致平衡时,可以认为电极无损耗。
但加工条件比较苛刻,不易达到。
通常电极损耗达到1%以下,即可认为是无损耗加工。
三. 电火花加工工艺指针一、加工速度对于电火花成形机来说加工速度是指在单位元时间内,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元时间内,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针。
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。