精密加工教学ppt课件

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1、超精密特种加工技术之二:4.5微细电火花加工14.5.1.电火花加工的机理、特点及分类1.1电火花加工的机理电火花加工（ElectricalDischargeMachining）是基于正负电极间脉冲放电时的电腐蚀现象对材料进行加工的，又称为放电加工、电蚀加工、电脉冲加工等，是一种电、热能量进行加工的方法，是在20世纪40年代开始研究和逐步应用到生产中的。23工件电极和工具电极均浸泡在工作介质中，工具电极在自动进给调节装置的驱动下，与工件电极间保持一定的放电间隙。电极的表面（微观）是凹凸不平的，当脉冲电压加到两极上时，某一相对

2、间隙最小处或绝缘强度最低处的工作液将最先被电离为负电子和正离子而被击穿，形成放电通道，电流随即剧增，在该局部产生火花放电，瞬时高温使工件和工具表面都蚀除掉一小部分金属，各自形成一个小凹坑。脉冲放电结束后，经过一段间隔时间（即脉冲间隔t0），使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲电压又加到两极上，又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，又电蚀出一个小凹坑。这样以很高频率连续不断地重复放电，工具电极不断地向工件进给，就将工具的形状复制在工件上，加工出所需要的零件。41.2电火花加工的特点及分类1.电火花加工的特点1）加工时工具

3、不直接接触工件，工件不受力，不会产生变形。2）加工质量高。脉冲参数可以在一个较大的范围内调节，可以在同一台机床上连续进行粗、半精及精加工。3）有较好的成形能力，适于加工特殊及复杂形状的零件。4）加工范围广。52.电火花加工工艺方法分类按工具电极的形状、工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，大致分为电火花穿孔成形加工、电火花线切割加工、电火花磨削和镗磨、电火花展成加工、电火花表面强化与刻字。前四类属电火花成形、尺寸加工，是用于改变零件形状或尺寸的加工方法；最后一类属表面加工方法，用于改善或改变零件表面性质。电火花穿孔加工和电

4、火花线切割应用最为广泛。61.极性效应在电火花放电加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。为了充分地利用极性效应，最大限度地降低工具电极的损耗，应合理选用工具电极的材料，根据电极对材料的物理性能、加工要求选用最佳的电参数，正确地选用极性，使工件的蚀除速度最高，工具损耗尽可能小。4.5.2.电火花加工中的基本工艺规律2.1影响放电蚀除量的主要因素72.电参数电火花加工脉冲电源的可控参数有：脉宽、脉间、峰值电流、开路电压、脉冲的前沿上升率和后沿下降率。

5、对蚀除量影响的综合作用规律可以用脉冲能量的大小和变化率来描述。无论正极或负极，都存在单个脉冲的蚀除量与单个脉冲能量在一定范围内成正比的关系。某一段时间内的总蚀除量约等于这段时间内各单个有效脉冲蚀除量的总和。可用公式表示为89脉冲前后沿变化率相对于脉冲宽度较小时，影响蚀除量的单个脉冲能量即为单脉冲放电能量，可表示为由此可见，提高电蚀量和生产率的途径在于：提高脉冲频率，增加单个脉冲能量，设法提高系数103.金属材料热学常数热学常数是指熔点、沸点、热导率、比热容、熔化潜热、气化潜热等。当脉冲放电能量相同时，金属的熔点、沸点、比热容、

6、熔化潜热、气化潜热愈高，电蚀量将愈小，愈难加工；导热系数愈大的金属，由于较多地把瞬时产生的热量传导散失到其他部位，降低了本身的蚀除量。总之，电极的蚀除量与电极材料的导热系数以及其他热学常数、单个脉冲能量、脉冲能量变化率有密切关系。111.加工速度单位时间内工件的蚀除量称之为加工速度，一般采用体积加工速度来表示，即被加工掉的体积除以加工时间2.2电火花加工的加工速度和工具的损耗速度提高脉冲频率，靠缩小脉冲停歇时间，但脉冲停歇时间过短，会使加工区工作液来不及消电离、排除电蚀产物及气泡来恢复其介电性能，以致形成破坏性的稳定电弧放电，

7、使电火花加工过程不能正常运行。增加单个脉冲能量主要靠加大脉冲电流和增加脉冲宽度。单个脉冲能量的增加可提高加工速度，但同时会使表面粗糙度变坏和降低加工精度，一般只用于粗加工和半精加工的场合。提高工艺系数K的途径，合理选用电极材料、电参数和工作液，改善工作液的循环过滤方式等，从而提高有效脉冲利用率，达到提高工艺系数的目的。122.工具电极损耗速度采用相对损耗或损耗比θ作为衡量工具电极耐损耗的指标。即上式中加工速度和损耗速度均以mm3/min为单位计算，则θ为体积相对损耗。如以g/min为单位计算，则θ为重量相对损耗；如以mm/mi

8、n为单位计算，则θ为直线相对损耗。每种电极材料都有一最佳峰值电流宽度与熔坑的最大体积对应。合理选择工具电极的材料，以确保工具电极的最佳峰值电流宽度偏离工件电极的最佳峰值电流宽度，以工件电极的最佳峰值电流宽度作为依据选择加工脉冲的参数，可以保证电极的低损耗。132.3影响加工精