第三章电火花加工3.ppt

3.1 电火花加工 一 电火花加工原理 二 电火花加工的基本条件 三 电火花加工的特点 四 电火花加工机床的组成 五 电火花加工基本规律 六 加工速度与工具的损耗 七 加工精度和表面粗糙度 八 电火花加工应用 九 工具电极 十 电火花加工工艺 电火花加工（EDM— Electronic Discharge Machining ） 1870年英国科学家Priestley最早发现电火花对金属的腐蚀作用，直到1934年前苏联科学家 Lazarenko 等把电火花的破坏作用利用起来，从而创造了一种可控的电火花金属加工方法。 一 电火花加工原理 1电火花加工原理 脉冲电源提供加工所需的能量，其两极分别接在工具电极与工件上。当工具电极与工件在进给机构的驱动下在工作液中相互靠近时，极间电压击穿间隙而产生火花放电，释放大量的热。工件表层吸收热量后达到很高的温度(10000℃以上)，其局部材料因熔化甚至气化而被蚀除下来，形成一个微小的凹坑。工作液循环过滤系统强迫清洁的工作液以一定的压力通过工具电极与工件之间的间隙，及时排除电蚀产物，并将电蚀产物从工作液中过滤出去。多次放电的结果，工件表面产生大量凹坑。工具电极在进给机构的驱动下不断下降，其轮廓形状便被“复印”到工件上(工具电极材料尽管也会被蚀除，但其速度远小于工件材料)。 2电火花加工微观过程 1）局部电离击穿 2）通道高密度大电流（104 -107 A/m㎡）放电 3）金属熔化、气化热膨胀 4）抛出金属小颗粒 5）消电离恢复绝缘。 3 放电微观过程特点 1）电离发生在工具与工件间隙最小的、绝缘性能最低的局部地方。 2）通道内进行能量转化，形成瞬间高温， 3）金属的熔化、气化在瞬间完成，具有爆炸特性。 4）飞溅的金属颗粒等其他微粒有的吸附在电极表面形成镀覆作用。 二 实现电火花加工的基本条件 1.工具电极和工件电极之间必须维持合理的间隙。 2.两电极之间必须充入具有一定绝缘性能的液体介质诸如煤油、皂化液 去离子水。液体介质的作用： （1）电离前维持工具电极和工件电极之间的绝缘性 （2）促使放电在通道内短时间内完成，放电持续时间一般为10-7-10-3s （3）熄灭火花消除电离 （4）循环液体介质使电蚀产物能及时排至放电间隙之外并冷却工具和工件 3 火花放电必须是脉冲性和间歇性的 三 电火花加工的特点 1.易于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的导电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. 自动化程度高，降低工人劳动强度。 四 电火花加工机床的组成 电火花加工机床一般由脉冲电源、自动进给机构、机床本体及工作液循环过滤系统等部分组成。 A 脉冲电源 B主轴自动控制系统 C 工作液及其净化与 循环系统 D 机床本体 电火花机床 1 脉冲电源 电火花加工用的脉冲电源作用是把工频交流电转换成一定频率的单向脉冲电流，以供给加工所需要的能量。 脉冲电源对电火花加工生产率、表面质量、加工精度、加工稳定性和工具的损耗都有影响。 常用的张弛式、电子管式、晶闸管式、集成元件等。 2 主轴自动进给控制系统：主轴自动控制系统 主要由进给系统、导向防扭机构、电极装夹机构等组成。 主要任务是：维持工具和工件之间的合理间隙，保证电火花加工正常进行。目前有电液控制和 数字控制两大类 以下是其控制原理框图： 3 工作液循环及过滤系统 是由液压泵、过滤器、液压管路、电蚀产物收集装置等组成。 其主要作用是排出放电区的电蚀产物，更新放电区绝缘液，保证电火花加工正常进行，避免二次放电。 4 机床本体 是各系统的基础 五 电火花加工基本规律 1 影响电蚀量的主要因素 1）脉冲能量和脉冲宽度 单个脉冲的蚀除量与单个脉冲能量成正比。因此正、负极总蚀除量与单个脉冲能量Wm和脉冲频率 f 成正比，与有效脉冲数成正比。 Wm=∫0te u(t) I(t) dt 2）极性效应和脉冲宽度 电火花加工时，即使两电极的材料相同被腐蚀量也是不同的。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，则极性效应更加明显。 一般而言，用短脉冲（如小于30微秒）加工时负极的蚀除量小于正极，；反之用较长的脉冲（如大于300微秒）加工时负极的蚀除量大于正极。 这是为什么？ 极性效应的利用 3）工作液的影响 工作液的粘度 粗