《电火花加工 》ppt课件

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1、第三章电火花加工概述电火花加工原理电火花加工机床电火花加工应用◆工作原理：工具电极与工件电极间脉冲性火花放电，产生瞬时高温，工件材料被熔化气化。该处绝缘液体加热气化，体积膨胀，产生很高的压力，熔化气化材料从表面迅速除去。电火花加工原理图进给系统放电间隙工具电极工件电极直流脉冲电源工作液概述电火花加工机床◆实现电火花加工的条件◎两极间有一定的距离（数微米到数百微米），且加工中维持这一距离。◎两极之间充入介质。导电材料尺寸加工，为液体介质；材料表面强化，为气体介质。◎两极间的能量要足够大，大的电流密度放电时产生大量的热，使任何导电材料局部熔化或气化。

2、◎短时间脉冲放电10-7～10-3S，热量来不及扩散，放电点局限在很小范围内。◎脉冲放电重复多次进行。脉冲放电在时间和空间上不重复。避免发生局部烧伤。◎脉冲放电后的电蚀产物及时排运至放电间隙外。◆电火花加工的特点◎脉冲放电能量密度高，加工普通机械加工方法难加工或无法加工的特殊材料、复杂形状。◎脉冲放电持续时间极短，热量传导范围小，被加工表面受热影响的范围小。◎工具与工件不接触，宏观作用力小，工具不须比工件硬，工具电极制造容易。◎直接利用电能加工，便于实现加工自动化；工序少，加工周期短，劳动强度低。◆电火花加工的用途◎各种金属及其合金材料、特殊的热

3、敏感材料、半导体和非导体材料（一定条件）。◎加工形状复杂的型孔和型腔，圆孔、方孔、异形孔、曲线孔、螺纹孔。从数微米的孔、槽到数米的超大型工件。◎切割，材料的切断、切割微细窄缝及微细窄缝组成的工件，如金属栅网等。◎成型刀、样板、工具、量具、螺纹等成型零件。◎磨削各种工件和成型磨削。◎刻字、打印铭牌和标记。◎表面强化。如金属表面高速淬火、渗氮、渗碳、涂覆等。◎辅助用途。如去除折断在工件中的丝锥、钻头等。◆电火花加工工艺方法分类按工具电极和工件相对运动的方式和加工用途不同，可分为工艺类型前五类改变零件形状或尺寸。后者改变工件表面性质。电火花加工原理◆电

4、火花加工机理电火花加工大致分为以下几个阶段：◎极间介质的电离、击穿，形成放电通道。当电极间隙电压升高时，在两极间的表面粗糙度峰顶处，电场强度最大，其间的液体介质将首先被击穿形成放电通道。电场强度增大到105V／cm2以上时，阴极逸出电子，电子高速奔向阳极。运动过程中撞击介质中的中性分子和原子，碰撞电离形成更多的负电子和正离子，在连锁反应下，电粒子雪崩式增加。当电子达到阳极时，介质瞬时击穿，产生火花放电，形成放电通道。同时，正离子也奔向阳极。介质击穿过程10-7～10-5S。击穿后，间隙电阻从绝缘状态骤降到几分之一欧姆，间隙电流急速上升，电流密度高

5、达105～108A／cm2，间隙电压则由击穿电压迅速降至火花放电维持电压（20～25V）。带电粒子高速运动碰撞，产生大量的热，温度高分布不均匀，从通道中心向两边降低，中心温度10000℃以上。放电时电流产生磁场，磁场又对电子流产生向心的磁压缩效应和周围介质惯性动力压缩效应的作用，通道瞬间扩展受到很大阻力。放电通道截面小，压力达数十兆帕。放电通道是单通道，但实验表明，在单个脉冲放电后会出现几个或形状极不规则的电蚀坑。◎能量的转换与分布产生的热量熔化、气化放电点处的材料。还加热放电通道。热量大部分消耗在热辐射和热传导上。放电通道长度和放电时间增加，消

6、耗的热量也增加，蚀除量受到影响。放电瞬时释放能量大部分转换成热能，一部分转换成动能、磁能、光能、声能及电磁波辐射能。转换成动能的，形成放电压力，使熔化、气化材料抛出；转换成光、声、电磁波等属于消耗性的能量。◎电蚀产物的抛出。通道中心压力高，工作液和金属气化后向外膨胀，形成内外瞬间压力差，将熔融金属抛出通道到工作液中。电火花加工可看到桔红色的火花四溅，就是被抛出的高温金属熔滴和碎屑。◎极间介质的消电离。一次脉冲放电结束后应有一间隔时间，使放电通道中的带电粒子复合为中性粒子恢复介质的绝缘强度，以免重复在同一处放电而导致电弧放电。两次脉冲放电之间有足够

7、间隔时间，考虑介质消电离的极限速度，还要考虑电蚀产物排出放电区域的时间。上述步骤(1)～(4)在一秒内数千次甚至数万次地往复式进行，即单个脉冲放电结束，经过一段时间工作液恢复绝缘后，第二个脉冲又作用到两极上，在极间距离最近或绝缘强度最弱处击穿放电，蚀出另一凹坑。工件表面由无数个相互重叠凹坑组成。电火花表面局部放大图电火花加工原理电火花加工的常用术语电火花加工中常用的主要名词术语和符号如下：◎工具电极电火花加工用的工具是电火花放电时的电极之一，故称为工具电极，简称电极。由于电极的材料常常是铜，又称铜公。电火花加工示意图◎放电间隙是放电时工具电极和工

8、件间的距离，大小一般在0.01～0.5mm之间，粗加工时较大，精加工时较小。◎脉冲宽度ti(μs)简称脉宽，电极和工件上放电间隙两端的电