edm加工第二讲

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第二章 电火花加工
第三节 电火花加工中的一些基本规律

一、影响材料放电腐蚀的主要因素
) |3 w% k- k3 l9 D9 N, V1.极性效应
8 d: [6 y" d3 J3 v& o% O- l, l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。工件接脉冲电源的正极时，称为正极性加工；工件接电源的负极时，称为负极性加工。
; x) q7 m5 C2 i9 C极性效应产生的原因。
+ C4 d5 k+ \: J1 z吸附效应：正的电极表面能吸附工作液中分解游离出来的碳微粒，形成炭黑膜减少电极损耗。
! P) v: _1 u; {* T2.电参数对电蚀量的影响
* O$ \3 }0 U' l* m+ X) J9 f      
5 p, r' E# c+ k
3 }0 ?" {% w' M2 |0 O
6 }2 i$ a. \0 [% S1 o$ S$ O5 W3.金属材料热学常数对电蚀量的影响
! ~, d, {# v: U) v: u所谓热学常数，是指熔点、沸点、热导率、比热容、熔化热、气化热等。当脉冲放电能量相同时，金属的熔点、沸点、比热容、气化热愈高，电蚀量将愈少，愈难加工；另一方面，热导率愈大的金属，由于较多的把瞬时产生的热量传导散失到其它部位，因而降低了本身的蚀除量。电极的蚀除量与电极材料的热导率以及其它热学常数、放电持续时间、单个脉冲能量有密切关系。
4.工作液对电蚀量的影响
; ?& j. [" \4 L/ C. O& `介电性能好、密度和粘度大的工作液有利于压缩放电通道，提高放电的能量密度，强化电蚀产物的抛出效应，但粘度大不利于电蚀产物的排出，影响正常放电。目前电火花成形加工主要采用油类作为工作液（如煤油）。
" v9 i, G( Z/ l- p  J4 v! Q5.影响电蚀量的一些其它因素
1)加工的稳定性 常采用强迫冲油和工具电极定时抬刀等措施。
2）电极材料的影响
  p, F! }9 @) G. Z3）电火花加工过程中电极材料瞬时熔化或气化抛出的影响
" T. E& B, @& f二、电火花加工的加工速度和工具的损耗速度
1.加工速度
  C  t* U. T2 F
4 m. J" J, P' M2 _# [9 A2.工具相对损耗
% h8 v& n: l3 z8 ]
2 ~. _# Q6 {1 ]' u+ H% P" a+ O在电火花加工过程中，降低工具电极的损耗具有重大意义，具体做法有：
（1）        正确选择极性和脉宽
3 z8 g5 l  r$ w7 _! N; g% h7 J（2）        利用吸附效应
. k# {/ m1 s, D) I* |1 X! F, m（3）        利用传热效应
（4）        要减少工具电极损耗，还应选用合适的材料
三、影响加工精度的主要因素
! J1 R, T3 b' Q( O放电间隙的经验公式：
. n& a3 }  Q7 M: J. [! \; ]* W间隙能否保持一致性，间隙大小对加工精度有影响。工具电极的损耗对尺寸精度和形状精度有影响。影响电火花加工形状精度的因素还有“二次放电”。目前，电火花加工的精度可达0.01～0.05mm左右。
四、电火花加工的表面质量
3 R4 P% C2 y. k1.表面粗糙度
表面粗糙度和脉冲能量之间的关系：

2.表面变质层
（1）熔化凝固层
（2）热影响层
（3）显微裂纹
3.表面力学性能
（1）显微硬度及耐磨性
（2）残余应力
7 T+ \8 M% y/ q7 Z4 O" k) q（3）耐疲劳性能
% o2 O* {+ X, C& ~3 w' ~' ~0 ~& |
: U& I; g3 Z; t, ?
8 e2 a( v( I- q4 A0 w* T- p# q第四节 电火花加工用的脉冲电源
电火花加工用的脉冲电源的作用是把工频交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流，以供给电极放电间隙所需要的能量来蚀除金属。脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工精度、加工过程的稳定性和工具电极损耗等技术经济指标有很大的影响。
一、对脉冲电源的要求及其分类
6 \8 s' S# C+ A  b2 z. C$ d对脉冲电源总的要求：
- ~, a" \* ?5 C3 B（1）        有较高的加工速度
（2）        工具电极损耗低
& D9 {5 X9 L- e" e% t- R4 t2 D（3）        加工过程稳定性好
（4）        工艺范围广
! l' l  _9 D$ i8 h- a. ]对脉冲电源的具体要求：
1)        所产生的脉冲应该是单向的，没有负半波或负半波很小。
2)        脉冲电压波形的前后沿应该较陡。
( R# i! T: I$ i4 l: [3)        脉冲的主要参数应能在很宽的范围内可以调节。
* G1 I1 F3 f3 Q3 ?& k4)        要考虑脉冲电源工作稳定可靠、成本低、寿命长、操作维修方便和体积小、节省电能等问题。
9 P+ n- y6 h- q- _. J关于电火花加工用脉冲电源的分类，目前尚无统一的规定。一般按其作用原理和所用的主要元件、脉冲波形等分类。
二、RC线路脉冲电源
( k' L, ~9 m6 F  m9 Y5 T工作原理是利用电容器充电储存电能，而后瞬时放出，形成火花放电来蚀除金属。
优点：
1）        结构简单，工作可靠，成本低；
2 |7 ~2 ]9 E* x9 q4 ?2）        可进行光整加工和微细加工。
  l; {7 V# S  A+ A9 E9 V缺点：
( Z6 R( E9 y  \7 m. C, j1）        电能利用效率很低，最大不超过36%；
* h4 i5 r2 G0 b0 `  z( X( w2）        生产效率低；
3）        工艺参数不稳定。
% E( }  q2 G+ u, L: Q三、晶体管式脉冲电源
" v; ^3 y/ y4 y, v( b; h) B是利用功率晶体管作为开关元件而获得单向脉冲的。
4 t5 ]& I5 o& [7 ~1 g3 ~四、各种派生脉冲电源
9 ]/ d) m5 @+ _. u* e1.高低压复合脉冲电源
与放电间隙并联两个供电回路：一个为高压脉冲回路，起击穿间隙的作用（高压引燃回路）；另一个是低压脉冲回路，起蚀除金属的作用（加工回路）。
2.多回路脉冲电源
在加工电源的功率级并联分割出相互隔离绝缘的多个输出端，可以同时供给多个回路的放电加工。
& W$ T2 e# w+ k+ }. r' i# L3.等脉冲电源
& h2 G" @# B3 ?. [9 C' r# U( L" H指每个脉冲在介质击穿后所释放的单个脉冲能量相等。
4 o8 o) }, S* V( B, V4.高频分组脉冲和梳形波脉冲电源
8 `( N3 l9 d; I* ~) a具有高频脉冲加工表面粗糙度值小和低频脉冲加工速度高的双重优点。
5.自选加工规准电源和智能化、自适应控制电源
7 H) ~1 F% j  g5 H极间放电状态的识别与检测-建立电火花加工过程的预报模型-找出被控量与控制信号之间的关系（建立评价函数）-设计控制环节。