特種加工第二章 電火花加工

特種加工第二章電火花加工第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六第二章電火花加工20世紀40年代，前蘇聯(lián)拉扎林科夫婦研究開關觸點腐蝕的原因時發(fā)現(xiàn):利用工具和工件之間不斷的脈沖性火花放電產(chǎn)生的局部、瞬時的高溫把金屬蝕除下來。由于加工過程中可以看到火花，故稱電火花加工電火花加工—ElectricalDischargeMachining(EDM)第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六電火花加工內容第一節(jié)電火花加工基本原理及其分類第二節(jié)電火花加工機理第三節(jié)電火花加工基本規(guī)律第四節(jié)電火花加工脈沖電源第五節(jié)電火花加工自動進給調節(jié)系統(tǒng)第六節(jié)電火花加工機床第七節(jié)電火花穿孔成形工藝第八節(jié)其他電火花加工第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六第一節(jié)

電火花加工基本原理及其分類電火花加工的原理電火花加工的設備組成電火花加工的特點電火花加工的應用電火花加工工藝方法分類第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六1電火花加工的原理基于工具和工件（正、負電極）之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現(xiàn)象來蝕除多余的金屬，以達到對零件的尺寸、形狀及表面質量預定的加工要求。電極工件第5頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六實現(xiàn)電火花加工必須具備的條件：必須使工具和工件被加工表面之間經(jīng)常保持一定的放電間隙?；鸹ǚ烹姳仨毷撬矔r的脈沖性的放電，放電持續(xù)一段時間后，需停歇一段時間火花放電必須在有一定絕緣性能的液體介質中進行。第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六2電火花加工設備組成脈沖電源自動進給調節(jié)裝置檢測裝置進給裝置工作液及其循環(huán)系統(tǒng)工具工件工件工具工作液及其循環(huán)系統(tǒng)進給裝置脈沖電源檢測裝置第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六3電火花加工的特點優(yōu)點：適合于加工任何難切削材料可以加工特殊及復雜形狀的表面和零件局限性：主要用于金屬加工。在一定條件下可以加工半導體和非導體材料加工速度較慢存在電極損耗第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六4電火花加工的應用廣泛應用于機械（特別是模具制造）、宇航、航空、電子、電機電器、精密機械、儀器儀表、汽車拖拉機、輕工業(yè)等行業(yè)，解決難加工材料及復雜形狀零件的加工問題。幾個微米的小軸、孔、縫超大型模具和零件第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六俄羅斯研制的一體化轉子單元是采用電火花加工的第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六50噸級氫氧發(fā)動機氫導向環(huán)50噸級氫氧發(fā)動機氧噴嘴葉柵環(huán)

50噸級氫氧發(fā)動機氧轉子組件第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六5電火花加工工藝方法分類按工具電極和工件相對運動的方式和用途來分：電火花穿孔成型加工型腔加工/穿孔加工電火花線切割加工切割/下料電火花內孔、外圓和成型磨削電火花同步共軛回轉加工 電火花高速小孔加工大于0.3mm細管電極電火花表面強化與刻字第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六第二節(jié)

電火花加工機理電火花加工機理即電火花加工的微觀過程，金屬材料究竟是怎樣被蝕除下來的。這一過程大體可分為4個階段：極間介質的電離、擊穿，形成放電通道介質熱分解、電極材料熔化、氣化熱膨脹電極材料的拋出極間介質的消電離第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六脈沖波形多為矩形波第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六1極間介質的電離、擊穿，形成放電通道電極和工件間的距離逐步減小，小到一定程度，極間電場強度很不均勻。當電場強度達到105V/mm（100V/um）時，就會產(chǎn)生場致電子發(fā)射電子從陰極高速向陽極運動，并撞擊工作液介質中的分子或中性原子，產(chǎn)生碰撞電離，形成帶負電的粒子（主要電子）和帶正電的粒子（正離子），從而導致帶電粒子雪崩式增多，形成放電通道。第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六2介質熱分解、電極材料熔化、氣化熱膨脹極間介質一旦被擊穿、電離、形成放電通道，脈沖電源就會使通道中的電子高速奔向正極，正離子奔向負極。電能變成動能，動能通過碰撞又變成熱能。瞬時高溫把工作液介質氣化，進而熱裂分解氣化高溫將正負極金屬表面材料熔化、氣化整個過程都是局部的、瞬時的。第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六3電極材料的拋出通道和正負極表面放電點瞬時高溫使工作液氣化和金屬材料熔化、氣化，熱膨脹產(chǎn)生很高的瞬時壓力瞬時壓力使熔融的金屬液體和氣體，就被排擠、拋出，進入到工作液中。由于具有爆炸力，被拋出的金屬材料四處飛濺，多數(shù)進入工作液，有一些會飛濺到對面的電極上。由于液體介質的慣性作用，使通道的氣泡繼續(xù)擴大，內部壓力急劇減小，甚至降到負壓，形成真空，真空使熔融的金屬材料再次爆沸飛濺，而被拋出。第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六被拋出的材料具有最小的表面積，凝聚成細小的圓球顆粒。實際上整個過程是非常復雜的，這僅僅是理論分析的。材料的拋出是熱爆炸力、電動力、流體動力等綜合作用的結果。第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六4極間介質的消電離脈沖結束后，脈沖電流為0，標志一次脈沖放電結束。為保證下一次放電正常并轉移，需要一段時間，使放電通道中的帶電粒子復合為中性，恢復本次放電前的絕緣強度。這一過程稱為消電離。第20頁，共22頁，2023年，2月20日，星期六微觀過程還需要進一步研究人們對電火花加工的微觀過程了解還很不夠：工作液成分的作