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1、电火花加工技术电火花加工技术 教师：马铭均教师：马铭均 2010年年9月月第第4 4章章 模具零件的特种加工模具零件的特种加工 随着工业生产的发展和科学的进步，具有高强度、高硬度，高韧性、高脆性、耐高温等的特殊材料不断出现，以往的机械加工难以达到要求，这种条件下，特种加工开始产生和发展！特种加工是指传统的切削加工以外的加工方法，即直接利用电能、光能、热能、化学能、电化学能等除了机械能以外的能源进行加工的工艺方法。4.1 电火花加工 l 电加工是利用电能转变成为热能从而对模具零件进行加工的一种工艺方法。它不仅克服了常规金属切削加工时要求工具的硬度必须大于工件硬度的弊端，而且能加工形状复杂、精度要
2、求高的零件，因而在模具制造中得到了广泛的应用。播放播放一、一、电火花加工原理电火花加工原理 电火花加工是在特定的液体介质中，机床的自动进给调节装置能是作为电极的工件和工具电极之间保持适当的放电间隙，通过工具电极和工件电极之间脉冲放电时的电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方法。图4.1 电火花加工原理1工件；2脉冲电源；3自动进给装置4工具电极；5工作液；6过滤器；7泵v 由于放电时间极短，放电区域很小，所以能量高度集中，工件表面和工具电极表面的金属局部熔化，甚至汽化蒸发。并在爆炸力的作用下被抛入工作液中冷却为金属小颗粒，并被工作液冲离，从而使工件表面形成一个微小的凹坑。一次脉冲放电后，介质恢复绝
3、缘强度等待下一次放电。v 虽然一次脉冲放电时候很短，但它是一个相当复杂的过程。如此反复，从而达到加工的目的。播放播放1：基本原理：基本原理 一次脉冲放电过程可分为电离、放电、热膨胀、抛出金属和消电离等几个连续阶段。2：各阶段详细介绍各阶段详细介绍（1）电离 由于工件和电极表面存在着微观的凹凸不平，在两者相距最近的点上电场强度最大，会使附近的液体介质首先被电离为电子和正离子。（2）放电 在电场作用下，电子高速奔向阳极，正离子奔向阴极，并产生火花放电，形成放电通道。由于放电通道受放电时磁场力和周围液体介质的压缩，其截面积极小 (3)热膨胀 由于放电通道中电子和正离子高速运动时相互碰撞，产生大量热能
4、。阳极和阴极表面受高速电子和正离子流的撞击，其动能也转化为热能。在热源作用区的电极和工件表面层金属会很快熔化，甚至气化。工作液变黑，在极间冒出小气泡。因此，具有突然膨胀、爆炸的特性(可听到噼啪声)。(4)抛出金属 热膨胀具有的爆炸力将熔化和气化了的金属抛入附近的液体介质中冷却，凝固成细小的圆球状颗粒，其直径因脉冲能量而异。如图4.2所示。图4.2 放电状况微观图1阳极；2阳极气化、熔化区；3一熔化的金属微粒；4工作介质5凝固的金属微粒；6阴极气化、熔化区；7阴极；8气泡；9放电通道(5)消电离 使放电区的带电粒子复合为中性粒子的过程。在一次脉冲放电后应有一段时间间隔，使间隙内的介质消电离而恢复
5、绝缘强度，以实现下一次脉冲击穿放电。多次脉冲放电使整个被加工面由无数小的放电凹坑构成，如图4.3所示。工具电极的轮廓形状被复制在工件上，达到加工目的。图图4.3 4.3 加工表面局部放大图 脉冲放电用于零件加工应具备以下基本条件。二、二、电火花加工必备条件电火花加工必备条件(1)接在不同极性上的工具和工件之间必须保持一定距离以形成放电间隙。（2）放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。（3）脉冲波形基本是单向的。（4）有足够的脉冲放电能量。图4.4 脉冲流波形ti脉冲宽度；t0脉冲间隔；T脉冲周期；I0电流峰值(1)便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料。三、电火花加工的特点播放(2)
6、电极和工件在加工过程中不接触，两者间的宏观作用力很小。(3)电极材料不要求比工件材料硬。(4)直接利用电、热能进行加工，便于实现加工过程的自动控制。（5）同一机床，调节脉冲参数，可连续进行粗、中、精及精微加工。定义定义：正、负两极的蚀除速度不同，这种蚀除速度不同的现象称极性效应。四、影响加工速度的主要因素四、影响加工速度的主要因素-极性效应极性效应 当采用短脉冲进行加工时，大部分正离子尚未到达负极表面，脉冲便已结束，所以负极的蚀除量小于正极。工件正极工件正极正极性加工正极性加工精加工精加工短脉冲短脉冲ti 80 s作业：习题册第四章第一节作业：习题册第四章第一节 预习下节课内容（课本预习下节课内容（课本P62-P66）本节结束，谢谢！本节结束，谢谢！