模具的特种加工及其他加工方法.ppt

一、加工原理和特点 1、背景和原理 电火花加工的基本原理及分类 3、加工过程 1）电离:电场强度大,液体介质—电子、离子 2）放电： 电子——正极 离子—— 负极 介质绝缘形成电通道 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 4）抛出金属：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 电火花加工的机理 电参数（电规准）对加工速度的影响 脉冲电源提供给电火花成形加工的脉冲宽度、脉冲间隙和峰值电流这一组电参数，称为电规准。单位时间内的金属工件材料蚀除量vv等于该时间内各单个有效脉冲蚀除量vi之和。 vv=∑vi =60fKWλ 极性效应对加工速度的影响 由于极性不同而发生蚀除速度不一样的现象叫做极性效应。习惯上常把工件接正极时的电火花加工称为正极性加工，把工件接负极时的加工称为负极性加工。 极性效应与脉冲宽度、电极材料、单个脉冲的能量有关。 1）采用单向脉冲电源 2）选择不同脉冲放电能量、合理选择脉冲宽度 3）正确选择加工极性 工件材料的热物理常数对加工速度的影响 所谓热学常数是指熔点、沸点、热导率、比热容、熔化潜热、汽化潜热等，其中前三者对电蚀量影响较大。 每次脉冲放电时，通道内及正、负电极放电点瞬间分别获得大量热能，除了一部分由于热传导散失到电极其他部分和工作液中外，大部分热能消耗在金属的熔化、汽化过程中。 热导率：单位时间、单位面积、温差为1℃时所传递的热量 比热容：单位质量的金属，温度升高1℃所需的热量 工作液对加工速度的影响 在电火花成形加工时，工作液的作用是： 1 介电作用。工作液一般都具有一定的介电能力，有助于产生脉冲式的火花放电，形成放电通道，放电结束之后又能恢复极间绝缘状态。 2 压缩放电通道，提高火花放电能量密度，从而提高生产效率。 3 冷却工具与工件，并传散放电结束后的极间放电通道余热。 4 工作液在脉冲放电时急剧汽化，产生局部高压有利于电蚀产物的抛出。 粗加工选绝缘性能强、粘度大的机油。 半精、精加工选粘度小、流动性好的煤油。 其他条件对加工速度的影响 在电火花加工过程中，极间局部区域电蚀产物过高，加之放电引起的温度升高，常会影响加工过程的稳定性，以致破坏正常的火花放电，使加工速度降低，甚至无法继续加工。 电极材料也会影响加工过程的稳定性，钢电极加工钢工件不稳定，改用铜电极较稳定。 生产中常用强迫冲油和将工具电极定期自动抬起，增加脉冲停歇时间等措施改善排屑条件，限制电蚀产物浓度过大，以保证加工稳定性。 4 影响电极相对损耗的主要因素 电极损耗分为绝对损耗和相对损耗。绝对损耗是指单位时间内工具电极损耗的质量或体积，即质量绝对损耗或体积绝对损耗。 相对损耗是指工具电极的绝对损耗与加工速度的百分比，即质量相对损耗或体积相对损耗。 θ=(VE/VW)*100% 式中 θ-工具电极的相对损耗(%); VE -工具电极的损耗速度(mm3/min或g/min); VW -加工速度(mm3/min或g/min). 电参数对电极损耗的影响 1) 脉冲宽度的影响 在峰值电流一定的情况下，随着脉冲宽度的减小，电极损耗增大。脉冲宽度越窄，电极损耗θ上升的趋势越明显。所以精加工时的电极损耗比粗加工时的电极损耗大。 脉冲宽度增大，电极相对损耗降低的原因总结如下： (1) 脉冲宽度增大，单位时间内脉冲放电次数减少，使放电击穿引起电极损耗的影响减少。同时，负极(工件)承受正离子轰击的机会增多，正离子加速的时间也长，极性效应比较明显。 (2) 脉冲宽度增大，电极“覆盖效应”增加，也减少了电极损耗。在加工中电蚀产物(包括被熔化的金属和工作液受热分解的产物)不断沉积在电极表面，对电极的损耗起补偿作用。但如这种飞溅沉积的量大于电极本身损耗，就会破坏电极的形状和尺寸，影响加工效果；如飞溅沉积的量恰好等于电极的损耗，两者达到动态平衡，则可得到无损耗加工。由于电极端面、角部、侧面损耗的不均匀性，因此无损耗加工是难以实现的。 2) 峰值电流的影响 对于一定的脉冲宽度，加工时的峰值电流不同，电极损耗也不同。 用紫铜电极加工钢时，随着峰值电流的增加，电极损耗也增加。下图是峰值电流对电极相对损耗的影响。由图可知，要降低电极损耗，应减小峰值电流。因此，对一些不适宜用长脉冲宽度粗加工而又要求损耗小的工件，应使用窄脉冲宽度、低峰值电流的方法。 由上可见，脉冲宽度和峰值电流对电极损耗的影响效