4-1電火花加工原理

電火花加工技術(shù)

教師：馬銘均

2023年9月第4章模具零件的特種加工

隨著工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)展和科學(xué)的進(jìn)步，具有高強(qiáng)度、高硬度，高韌性、高脆性、耐高溫等的特殊材料不斷消失，以往的機(jī)械加工難以到達(dá)要求，這種條件下，特種加工開(kāi)頭產(chǎn)生和進(jìn)展！特種加工是指?jìng)鹘y(tǒng)的切削加工以外的加工方法，即直接利用電能、光能、熱能、化學(xué)能、電化學(xué)能等除了機(jī)械能以外的能源進(jìn)展加工的工藝方法。4.1電火花加工

電加工是利用電能轉(zhuǎn)變成為熱能從而對(duì)模具零件進(jìn)展加工的一種工藝方法。它不僅抑制了常規(guī)金屬切削加工時(shí)要求工具的硬度必需大于工件硬度的弊端，而且能加工外形簡(jiǎn)單、精度要求高的零件，因而在模具制造中得到了廣泛的應(yīng)用。

播放一、電火花加工原理電火花加工是在特定的液體介質(zhì)中，機(jī)床的自動(dòng)進(jìn)給調(diào)整裝置能是作為電極的工件和工具電極之間保持適當(dāng)?shù)姆烹婇g隙，通過(guò)工具電極和工件電極之間脈沖放電時(shí)的電腐蝕作用，對(duì)工件進(jìn)展加工的一種方法。

圖4.1電火花加工原理1—工件；2—脈沖電源；3—自動(dòng)進(jìn)給裝置4—工具電極；5—工作液；6—過(guò)濾器；7—泵由于放電時(shí)間極短，放電區(qū)域很小，所以能量高度集中，工件外表和工具電極外表的金屬局部熔化，甚至汽化蒸發(fā)。并在爆炸力的作用下被拋入工作液中冷卻為金屬小顆粒，并被工作液沖離，從而使工件外表形成一個(gè)微小的凹坑。一次脈沖放電后，介質(zhì)恢復(fù)絕緣強(qiáng)度等待下一次放電。雖然一次脈沖放電時(shí)候很短，但它是一個(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的過(guò)程。如此反復(fù)，從而到達(dá)加工的目的。播放1：根本原理

一次脈沖放電過(guò)程可分為電離、放電、熱膨脹、拋出金屬和消電離等幾個(gè)連續(xù)階段。2：各階段具體介紹〔1〕電離由于工件和電極外表存在著微觀的凹凸不平，在兩者相距最近的點(diǎn)上電場(chǎng)強(qiáng)度最大，會(huì)使四周的液體介質(zhì)首先被電離為電子和正離子?！?〕放電在電場(chǎng)作用下，電子高速奔向陽(yáng)極，正離子奔向陰極，并產(chǎn)生火花放電，形成放電通道。由于放電通道受放電時(shí)磁場(chǎng)力和四周液體介質(zhì)的壓縮，其截面樂(lè)觀小

(3)熱膨脹

由于放電通道中電子和正離子高速運(yùn)動(dòng)時(shí)相互碰撞，產(chǎn)生大量熱能。陽(yáng)極和陰極外表受高速電子和正離子流的撞擊，其動(dòng)能也轉(zhuǎn)化為熱能。在熱源作用區(qū)的電極和工件外表層金屬會(huì)很快熔化，甚至氣化。工作液變黑，在極間冒出小氣泡。因此，具有突然膨脹、爆炸的特性(可聽(tīng)到噼啪聲)。(4)拋出金屬熱膨脹具有的爆炸力將熔化和氣化了的金屬拋入四周的液體介質(zhì)中冷卻，凝固成細(xì)小的圓球狀顆粒，其直徑因脈沖能量而異。如圖4.2所示。圖4.2放電狀況微觀圖1—陽(yáng)極；2—陽(yáng)極氣化、熔化區(qū)；3一熔化的金屬微粒；4—工作介質(zhì)5—凝固的金屬微粒；6—陰極氣化、熔化區(qū)；7—陰極；8—?dú)馀荩?—放電通道

(5)

消電離

使放電區(qū)的帶電粒子復(fù)合為中性粒子的過(guò)程。在一次脈沖放電后應(yīng)有一段時(shí)間間隔，使間隙內(nèi)的介質(zhì)消電離而恢復(fù)絕緣強(qiáng)度，以實(shí)現(xiàn)下一次脈沖擊穿放電。屢次脈沖放電使整個(gè)被加工面由很多小的放電凹坑構(gòu)成，如圖4.3所示。工具電極的輪廓外形被復(fù)制在工件上，到達(dá)加工目的。圖4.3加工外表局部放大圖脈沖放電用于零件加工應(yīng)具備以下根本條件。二、電火花加工必備條件(1)接在不同極性上的工具和工件之間必需保持肯定距離以形成放電間隙。〔2〕放電必需在具有肯定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)展。〔3〕脈沖波形根本是單向的?！?〕有足夠的脈沖放電能量。圖4.4脈沖流波形ti—脈沖寬度；t0—脈沖間隔；T—脈沖周期；I0—電流峰值

(1)便于加工用機(jī)械加工難以加工或無(wú)法加工的材料。三、電火花加工的特點(diǎn)播放(2)電極和工件在加工過(guò)程中不接觸，兩者間的宏觀作用力很小。(3)電極材料不要求比工件材料硬。(4)直接利用電、熱能進(jìn)展加工，便于實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的自動(dòng)掌握?！?〕同一機(jī)床，調(diào)整脈沖參數(shù)，可連續(xù)進(jìn)展粗、中、精及精微加工。

定義：正、負(fù)兩極的蝕除速度不同，這種蝕除速度不同的現(xiàn)象稱(chēng)極性效應(yīng)。四、影響加工速度的主要因素---極性效應(yīng)當(dāng)承受短脈沖進(jìn)展加工時(shí)，大局部正離子尚未到達(dá)負(fù)極外表，脈沖便已完畢，所以負(fù)極的蝕除量小于正極。工件正極—正極性加工精加工短脈沖ti<10s當(dāng)承受長(zhǎng)脈沖加工時(shí)，正離子有足夠的時(shí)間加速得到較大的速度，也有足夠的時(shí)間到達(dá)負(fù)極外表。加上它的質(zhì)量大，因而正離子對(duì)負(fù)極的轟擊作