3第三章电火花加工.ppt

特种加工 “非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形 、改变性能或被镀覆等。;特种加工与切削加工的区别;特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料，且专长于加工复杂、微细表面和低刚度的零件。 目前，国际上对特种加工技术的研究主要表现在以下几个方面： (1) 微细化。目前，国际上对微细电火花加工、微细超声波加工、微细激光加工、微细电化学加工等的研究正方兴未艾，特种微细加工技术有望成为三维实体微细加工的主流技术。 (2) 特种加工的应用领域正在拓宽。例如，非导电材料的电火花加工，电火花、激光、电子束表面改性等。;特种加工方法;第三章??电火花加工;1943年，前苏联的拉扎林柯夫妇在研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被蚀除掉，于是开创和发明了电火花加工方法，首次摆脱传统的切削加工方法，直接利用电能和热能去除金属，获得了“以柔克刚”的效果。;第二次世界大战后，特别是进入20世纪50年代以来，随着生产发展和科学实验的需要，很多工业部门要求尖端科学技术产品向高精度、高速度、耐高温、耐高压、大功率、小型化等方向发展，对机械加工提出了下列新要求： 解决各种难切削材料的加工问题 解决各种复杂表面的加工问题 解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题;二、实现EDM的条件 维持一定的极间间隙：n～n×100微米 应有一定的极间介质：非真空 极间应有足够的能量：高能105～1016A/cm2 脉冲放电：短时间，约1μs，作用在局部 放电可重复进行 电蚀产物应及时排除;电火花加工产品;常规加工方法无法加工的形状、 材料;三、EDM的特点和用途 1.特点： 可加工难加工材料与复杂形状。如硬质合金、淬火钢等，圆孔、方孔、异形孔、曲线孔、螺纹孔 对工件的热影响很小， 0.n毫米 无接触力：变形小、工具极无强硬度要求，可加工低刚度的工件、微细结构（窄缝等） 易自动化 2.用途 模具型孔、型腔等复杂表面的加工 难加工材料的加工：高合金钢、半导体等 材料的切割 加工刀具、量具、工具等 小孔、印记、表面处理等; 局限性;应用 用于机械（特别是模具制造）、航天航空、电子、电机电器、精密机械、仪器仪表、汽车拖拉机、轻工等行业，解决难加工材料及复杂形状零件加工问题 加工范围已达到小至几微米的小轴、孔、缝，大至几米的超大模具和零件 目前最常用的为穿孔、加工型腔模、线切割等;工艺方法;§3-2电火花加工原理 一、基本原理 电火花放电时火花通道中瞬时产生大量的热，达到很高的温度（104℃），足以使任何金属材料局部熔化、气化而被蚀除掉，形成放电凹坑 ;二、加工机理 极间介质的电离、击穿 形成放电通道 能量的转换与分布 电蚀产物的抛出 极间介质的消电离;电火花加工的五个连续过程：电离、形成放电通道、能量转换、抛出、消电离;;1）电离:电场强度大,液体介质—电子、离子 2）放电： 电子—离子——绝缘介质形成电通道 3）热膨胀：电子、离子碰撞， 阴、阳极碰撞10000~12000 工件表面熔化、汽化介质汽化、分离碳黑 4）抛除金属：爆炸力使工件表面抛出金属，形成凹坑。 5）消电离： 带电粒子转变成中性粒子，介质恢复成绝缘状态，为下一次准备。 ;1.极性效应：相同材质的二极的电蚀量不同的现象：极性效应 ;极性效应的物理阐释：火花放电过程中，正、负电极表面分别受到负电子和正离子的轰击和瞬时热源的作用，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。因为电子的质量和惯性小，容易获得加速度和速度，在击穿放电的初始阶段就有大量电子奔正极，把能量传递给阳极表面，使电极材料迅速熔化和气化；而正离子则因质量和惯性较大，起动和加速较慢，在击穿放电的初始阶段大量的正离子来不及到达阴极表面，到达阴极并传递能量的只有一小部分正离子;对极性的选择：如上所述，为了提高加工效率、减少工具电极的损耗，用短脉冲加工时，电子的轰击作用大于离子，这时工件应接正极；当采用长脉冲加工时，质量和惯性较大的正离子将有足够的时间加速，到达并轰击负极表面的离子数将增多，而正离子质量大，对负极的破坏作用强，故这时工件应接负极。采用窄脉冲精加工时，应选用“正极性”接法；采用长脉冲粗加工时，应选用“负极性”接法，可获得较高的蚀除速度和较低的电极损耗。 极性效应越明显，越有利于提高生产率、保护工具电极。 粗加工时，用较大的脉宽，ti＞100μs；精加工时，只能用较小的脉宽，ti＜50μs—保证质量;三、影响材料放电腐蚀的因素 2.覆盖效应：一个电极的电蚀产物（包括绝缘