电火花加工工艺流程

第三章电火花加工工艺规律3.1电火花加工的常用术语1.工具电极2.放电间隙工具电极和工件之间的距离，一般在0.01~0.5mm之间，粗加工时间隙较大；精加工时间隙较小3.脉冲宽度加在电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲持续时间；粗加工时用较大的脉宽；精加工时用较小脉宽。4.脉冲间隔两个电压脉冲之间的时间间隔；间隔时间过短，容易产生电弧放电，烧伤工件和电极。脉间过长，降低生产率。加工面积较大，加工深度较大，脉间也应稍大5.放电时间放电时间是工作液介质击穿后，放电间隙中流过放电电流的时间，即电流脉宽。它比电压脉宽稍小，二者差一个击穿延时。6.击穿延时7.脉冲周期8.脉冲频率9.占空比脉冲宽度与脉冲间隔之比粗加工时占空比一般较大，精加工时占空比较小3.2影响材料放电腐蚀的因素1.极性效应对电蚀量的影响极性效应：单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象工件接脉冲电源的正极（工具电极接负极）时，称“正极性”加工产生极性效应的原因：在电火花放电过程中，正电极表面受到负电子撞击而负电极表面受到正离子的撞击，各自受到瞬时热源的作用，在两极表面所分配到的能量不一样，因而熔化、气化抛出的电蚀量也不一样。所以：当采用窄脉冲精加工时，应选用正极性加工；当采用长脉冲粗加工时，应采用负极性加工，可以得到较高的蚀除速度和较低的电极损耗注：近年来人们发现，正的电极表面能吸附工作液中分解游离出来的碳微粒，形成炭黑膜减小正极的蚀除、损耗量2.电参数对电蚀量的影响研究表明：单个脉冲的蚀除量q与单个脉冲能量Wm在一定范围内成正比的关系，蚀除速度与单个脉冲能量、脉冲频率成正比tfWKqMaafWKtqvmaaaQa——电极在某段时间内的总蚀除量；Va——电极的蚀除速度；WM——单个脉冲能量;Φ——有效脉冲利用率F——脉冲频率单个脉冲放电能量为：etMdttituW0)()(te---单个脉冲实际放电时间(S);U(t)---放电间隙中随时间而变化的电压（V）；i(t)---放电间隙中随时间而变化的电流（A）；提高脉冲频率f；增加单个脉冲能量Wm，减小脉冲间隔；设法提高系数提高电蚀量和生产率的途径在于：3.金属材料热学常数对电蚀量的影响金属工件的熔点、沸点、比热容、熔化热、气化热等愈高，电蚀量将减少，愈难加工每克材料熔化所需之热量即为金属的熔化热使局部金属材料温度升高直至达到熔点，而每克金属材料升高1度所需之热量为金属材料的比热容热导率越大的金属，由于较多地把瞬时产生的热量传导散失到其他部位，因而降低了本身的蚀除量。单个脉冲能量一定时，脉冲电流幅值越小，脉冲宽度越长，散失的热量也越多若脉冲宽度越短，脉冲电流幅值越大，由于热量过于集中而来不及传导扩散，虽使散失的热量减少，但抛出的金属中气化部分比例增大，多耗用不少气化热，电蚀量也会降低但是，当脉冲宽度一定时，都会各有一个使工件电蚀量最大的最佳脉宽4.工作液对电蚀量的影响工作液的作用：1）形成火花击穿放电通道，并在放电结束后迅速恢复间隙的绝缘状态；2）对放电通道产生压缩作用；3）帮助电蚀产物的抛出和排除；4）对工具、工件产生冷却作用，因而对电蚀量也有较大的影响介质性能好、密度和粘度大的工作液有利于压缩放电通道，提高放电的能量密度，强化电蚀产物的抛出效应，但粘度大不利于电蚀产物的排出，影响正常放电。精加工时放电间隙小，排屑比较困难，一般选用粘度小，流动性好、渗透性好的煤油为工作液。3.3影响表面粗糙度的主要因素表面粗糙度：加工表面上微观几何形状误差由若干电蚀小凹坑组成，能存放润滑油，其耐磨性性比同样粗糙度的机加表面要好，在相同粗糙度下，电加工比机加工表面亮度要低1）凹坑大小与单个脉冲放电能量有关2）当峰值电流一定时，脉冲宽度越大，单个脉冲能量就大3）在脉冲宽度一定的条件下，虽着峰值电流的增加，单个脉冲能量也增加，表面粗糙度就变差4）熔点高的材料表面粗糙度值要比熔点低的材料小5）工具电极表面的粗糙度值大小也影响工件的加工表面粗糙度6）干净的工作液有利于得到理想的表面粗糙度影响加工精度的主要因素：电加工精度包括尺寸精度和形状精度1.放电间隙间隙越大，复制精度越差，特别是对复杂形状的加工表面如：电极为尖叫时，由于放电间隙的的等距离，工件则为圆角2.加工斜度电火花加工时由于工具电极下面部分加工时间长，损耗大，电极变小，而入口处由于电蚀产物的存在，易发生由于电蚀产物的介入而再次进行的非正常放电“二次放电”，因而产生加工斜度。3.工具电极的损耗工具电极的损耗锥度，影响工件的加工斜度3.电火花加工表面变化层和机械性能1）表面变化层在电火花加工的过程中，工件在放电瞬时的高温和工作液迅速冷却的作用下，表面层发生了很大的变化，表面层的厚度为0.01~0.5mm,分为熔化层和热影响层（1）熔化层受瞬时高温熔化，又受工作液介质快速冷却而凝固，又称为白层，是淬火铸造组织，与内层的结合不很牢固，熔化层中有渗碳、渗金属、气孔及其它夹杂物，厚度为0.01~0.1mm2.热影响层位于熔化层和机体之间，只受热的影响而没有晶相组织的变化，它与机体没有明显的界限，对未淬火钢主要是产生淬火区3.显微裂纹加工表面层受高温作用后又迅速冷却而产生残余拉应力。在脉冲能量较大时，表面层甚至出现细微裂纹，裂纹主要产生熔化层，只有脉冲能量很大时才扩展到热影响层，不同的材料对裂纹的敏感性也不同，硬淬材料容易产生裂纹，脉冲能量越大，显微裂纹越宽越深，脉冲能量很小时，一般不会出现显微裂纹。2.表面变质层的机械性能1）显微硬度和耐磨性一般来说，电火花加工表面外层的硬度比较高，耐磨性好，但对于滚动摩擦，由于是交变载荷，尤其是干摩擦，熔化层与机体结合不牢固，容易剥落而磨损。对于要求较高的模具需把电火花加工后的表面变化层要预先研磨掉。2）残余应力残余应力的大小和分布，主要与材料在加工前热处理的状态及加工时的脉冲能量有关，在加工中一定要注意工件热处理的质量，以减小工件表面残余应力。3）疲劳性能电火花加工后，工件表面变化层晶相组织的变化，会使耐疲劳性能比机械加工表面低许多倍