精密加工第3章 电火花加工.ppt

3.2.4 电火花加工的基本工艺规律 影响加工精度的主要因素 工件安装误差、机床几何精度、工具误差等 放电间隙 间隙的一致性。放电间隙是随电参数、电极材料、工作液的绝缘性能变化而变化，从而影响了加工精度。 间隙大小。尤其是对复杂形状的加工表面，棱角部位电场强度分布不均，间隙越大影响越严重。 3.2.4 电火花加工的基本工艺规律 措施： a.采用较弱小的加工规准，缩小放电间隙； b. 还必须尽可能使加工过程稳定。 放电间隙的选择： 在精加工时一般为0.01mm，粗加工时可达0.5mm以上(单面) 。 3.2.4 电火花加工的基本工艺规律 精密加工时，工具的尺寸精度一般要求在±0.5μm范围内，表面粗糙度值Ra0.63μm。 电火花穿孔加工时，工具电极可以贯穿工件型孔而补偿它的损耗(电极的未加工外圆补偿加工)。 精密型腔加工时常采用更换电极等加工方法。 在电火花线切割时，由于电极丝在慢速走丝时只使用一次，故电极丝的损耗可以忽略不计，而在快速走丝时，电极丝是不断往复使用，经过多次放电使用后，电极丝的损耗可达几十微米，所以在精加工时一定要考虑工具电极的损耗。（但也仍可用来加工更小间隙的零件） 工具电极的损耗 3.2.4 电火花加工的基本工艺规律 “二次放电” 二次放电是指已加工表面上由于电蚀产物等的介入而再次进行的非正常放电。 二次放电主要是在加工深度方向的侧面产生斜度和使加工棱角边变钝。如图所示。 3.2.4 电火花加工的基本工艺规律 工具电极的尖角或凹角很难精确地复制在工件的表面上 原因：a.工具电极的损耗，b.放电间隙的等距离性。 当工具为尖角时，由于尖角处放电等距性必然使工件成为圆角；当工具为凹角时，凹角尖点又根本不起放电作用，同时由于积屑也会使工件尖端倒圆。 因此如果要求倒圆半径很小则必须缩小放电间隙，采用高频窄脉宽精加工，这样可能提高仿形精度，获得圆角半径小于0.0lmm的尖棱。 目前，电火花加工的精度可达0.01～0.05mm左右， Ra0.32～2.5μm左右。 3.2.4 电火花加工的基本工艺规律 熔化层 电火花加工后表面层状态 表面变化层的物理性能 表面变化层的厚度大约在0.01～0.5mm之间。 熔化层位于电火花加工后工件表面的最上层，它被电火花脉冲放电产生的瞬时高温所熔化，又受到周围工作液介质的快速冷却作用而凝固。 对于碳钢来说，熔化层在金相照片上呈现白色，故又称为白层，它与基体金属完全不同，是一种树枝状的淬火铸造组织，与内层的结合也不甚牢固。 它由马氏体的晶粒极细的残余奥氏体和某些碳化物组成。 熔化层厚度一般为0.01～0.1mm，脉冲量愈大，熔化层也愈厚。 3.2.4 电火花加工的基本工艺规律 热影响层 热影响层位于熔化层和基体之间，热影响层的金属未被熔化，只是受热的影响而发生金相组织变化的金属层，它与基体没有明显的界限。 由于加工材料和加工前热处理状态及加工脉冲参数的不 同，热影响层的变化也不同。 对淬火钢将产生二次淬火区、高温回火区和低温回火区； 对未淬火钢而言主要是产生淬火区； 对耐热合金钢而言，它的影响层与基体差异不大。 3.2.4 电火花加工的基本工艺规律 显微裂纹 电火花加工中，加工表面层受到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，裂纹主要是产生在熔化层，只有脉冲能量很大时才扩展到热影响层。 不同材料对裂纹的敏感性也不同，硬脆材料容易产生裂纹。 由于淬火钢表面残余拉应力比未淬火钢大，故淬火钢的热处理质量不高时，更容易产生裂纹。 脉冲能量愈大，显微裂纹愈宽愈深；脉冲能量很小时，一般不会出现显微裂纹。 3.2.4 电火花加工的基本工艺规律 表面变化层的机械性能 显微硬度及耐磨性 加工后表面层的显微硬度一般均比较高，但由于加工电参数、冷却条件及工件材料热处理状况不同，有时显微硬度会降低。 一般来说，电火花加工表面最外层的硬度比较高，耐磨性好。但对于滚动摩擦，由于是交变载荷，尤其是干摩擦，因熔化层和基体的结合不牢固，容易剥落而磨损。因此，有些要求较高的模具需把电火花加工后的表面变质层要预先研磨掉。 3.2.4 电火花加工的基本工艺规律 残余应力 电火花表面存在着由于瞬时先热后冷作用而形成的残余应力，而且大部分表现为拉应力。 残余应力大小和分布，主要和材料在加工前热处理的状态及加工时的脉冲能量有关。 对表面层要求质量较高的工件，应尽量避免使用较大的加工规准，同时在加工中一定要注意工件热处理的质量，以减少工件表面的残余应力。 3.2.4 电火花加工的基本工艺规律 耐疲劳性能 电火花加工后，工件表面变化层金