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1、加工技術(shù)加工技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室第五章 電加工技術(shù)n5.1 概述概述n5.2 電火花加工技術(shù)電火花加工技術(shù)n5.3 電化學(xué)加工技術(shù)電化學(xué)加工技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 特種加工是特種加工是20世紀(jì)世紀(jì)40年代發(fā)展起來的。由于材料科學(xué)、年代發(fā)展起來的。由于材料科學(xué)、高新技術(shù)的快速發(fā)展，對產(chǎn)品的性能要求也越來越高。高新技術(shù)的快速發(fā)展，對產(chǎn)品的性能要求也越來越高。各種新材料、新結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜的機(jī)械零件大量涌現(xiàn)，各種新材料、新結(jié)構(gòu)、形狀復(fù)雜的機(jī)械零件大量涌現(xiàn)，對機(jī)械制造業(yè)提出了一系列迫切需

2、要解決的新問題。對機(jī)械制造業(yè)提出了一系列迫切需要解決的新問題。（如各種難切削加工材料的加工，各種結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜零（如各種難切削加工材料的加工，各種結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜零件的加工、尺寸微小或特大零件的加工、薄壁或彈性元件的加工、尺寸微小或特大零件的加工、薄壁或彈性元件的加工）。這些采用傳統(tǒng)加工方法十分困難，甚至無件的加工）。這些采用傳統(tǒng)加工方法十分困難，甚至無法加工。在此基礎(chǔ)上，一種區(qū)別于傳統(tǒng)加工的特種加工法加工。在此基礎(chǔ)上，一種區(qū)別于傳統(tǒng)加工的特種加工應(yīng)用而生。應(yīng)用而生。特種加工：特種加工：將電、磁、光、聲、熱等能量及其他組將電、磁、光、聲、熱等能量及其他組合施加在工件的被加工部位上，從而實(shí)現(xiàn)材料的去除

3、、合施加在工件的被加工部位上，從而實(shí)現(xiàn)材料的去除、變形、改變性能或被鍍覆等的非傳統(tǒng)加工方法。變形、改變性能或被鍍覆等的非傳統(tǒng)加工方法。5.1概述-特種加工技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 特種加工具有以下特點(diǎn)特種加工具有以下特點(diǎn)：（1）特種加工主要依靠電、化學(xué)、磁、聲、光、熱等能）特種加工主要依靠電、化學(xué)、磁、聲、光、熱等能量去除材料，而不是主要依靠機(jī)械能量去除材料，而不是主要依靠機(jī)械能。（2）工具硬度可低于被加工材料的硬度。）工具硬度可低于被加工材料的硬度。（3）加工過程中工具與工件不存在顯著的機(jī)械切削力，）加工過程中工具與工件不存在顯著的機(jī)械

4、切削力，因此不存在顯著的機(jī)械應(yīng)力，機(jī)械變形較小，形狀尺寸穩(wěn)因此不存在顯著的機(jī)械應(yīng)力，機(jī)械變形較小，形狀尺寸穩(wěn)定性較好。定性較好。（4）有些特種加工，如電化學(xué)、超聲波等加工余量非常）有些特種加工，如電化學(xué)、超聲波等加工余量非常細(xì)微，因此可以用來加工尺寸微小的孔或槽，還能獲得高細(xì)微，因此可以用來加工尺寸微小的孔或槽，還能獲得高精度和很小的表面粗糙度。精度和很小的表面粗糙度。（5）兩種或兩種以上的不同類型的能量可相互組合形成）兩種或兩種以上的不同類型的能量可相互組合形成新的復(fù)合加工（電化學(xué)電弧加工，超聲放電加工等）。新的復(fù)合加工（電化學(xué)電弧加工，超聲放電加工等）?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)

5、室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 特種加工分類：特種加工分類：電火花加工電火花加工、電化學(xué)加工、電化學(xué)加工、激光加工、電子束加工、激光加工、電子束加工、離子束加工離子束加工、等離子弧加工、等離子弧加工、超聲波加工等。、超聲波加工等。特種加工對材料可加工性和結(jié)構(gòu)工藝性的影響：特種加工對材料可加工性和結(jié)構(gòu)工藝性的影響：1、提高了材料的可加工性、提高了材料的可加工性 2、改變了零件的典型工藝路線。改變了零件的典型工藝路線。3、改變了試制新產(chǎn)品的模式、改變了試制新產(chǎn)品的模式 4、對產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來很大的影響、對產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來很大的影響 5、對傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工藝性的好與壞需要重新衡量、

6、對傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)工藝性的好與壞需要重新衡量 6、已經(jīng)成為微細(xì)加工和納米加工的主要手段、已經(jīng)成為微細(xì)加工和納米加工的主要手段 現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室5.2.1 電火花加工原理電火花加工原理 電電 火火 花花 加加 工工（electrical discharge machining，EDM）又又稱稱放放電電加加工工、電電蝕蝕加加工工，是是20世世紀(jì)紀(jì)40年年代代中中期期發(fā)發(fā)展展起起來來的的。（1943年年前前蘇蘇聯(lián)聯(lián)科科學(xué)學(xué)家家拉拉扎扎林林科科夫夫婦婦發(fā)發(fā)明明）它它是是在在加加工工過過程程中中，使使工工具具和和工工件件間間不不斷斷產(chǎn)產(chǎn)生生脈脈沖沖性

7、性的的火火花花放放電電，靠靠放放電電時時局局部部、瞬瞬時時產(chǎn)產(chǎn)生生的的高高溫溫將將金金屬屬熔熔化化、氣氣化化而而被被去去除除而而達(dá)達(dá)到到加加工工成成型型目目的的。因因加加工工時時放放電電過過程程中中可可看看到到火火花花，所所以以稱稱為為電電火火花加工?；庸?。5.2電火花加工技術(shù)現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電火花加工必須具備如下條件：電火花加工必須具備如下條件：（1）必須是瞬時脈沖性放電：脈沖寬度一般為）必須是瞬時脈沖性放電：脈沖寬度一般為10-7s-10-3s，相鄰脈沖之間有一個間隔，使熱量從加工區(qū)，相鄰脈沖之間有一個間隔，使熱量從加工區(qū)傳導(dǎo)擴(kuò)

8、散到非加工區(qū)；傳導(dǎo)擴(kuò)散到非加工區(qū)；（2）火花放電必須在較高絕緣強(qiáng)度的液體介液中進(jìn)）火花放電必須在較高絕緣強(qiáng)度的液體介液中進(jìn)行：一方面有利于電蝕物的排出；另一方面對電行：一方面有利于電蝕物的排出；另一方面對電極和工件進(jìn)行冷卻；極和工件進(jìn)行冷卻；（3）必須有足夠的脈沖放電強(qiáng)度：一般要求電流密）必須有足夠的脈沖放電強(qiáng)度：一般要求電流密度達(dá)到度達(dá)到105A/cm2-108A/cm2以上才能實(shí)現(xiàn)工件材料以上才能實(shí)現(xiàn)工件材料的局部熔化和氣化。的局部熔化和氣化。（4）工具電極與工件表面保持一定的放電間隙。間）工具電極與工件表面保持一定的放電間隙。間隙過大極間電壓不能擊穿介質(zhì)而不能產(chǎn)生火花放隙過大極間電壓不能

9、擊穿介質(zhì)而不能產(chǎn)生火花放電；間隙過小會引起拉弧燒傷或短路。電；間隙過小會引起拉弧燒傷或短路?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 如圖如圖1所示。工件與工具都置于流動工作液中，所示。工件與工具都置于流動工作液中，并分別與脈沖電源的正、負(fù)極相接。并分別與脈沖電源的正、負(fù)極相接。自動進(jìn)給調(diào)自動進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置節(jié)裝置使工具與工件保持很小的放電間隙。通過使工具與工件保持很小的放電間隙。通過脈沖發(fā)生器，在一定條件下相對脈沖發(fā)生器，在一定條件下相對某一間隙最小處某一間隙最小處或絕緣強(qiáng)度最低處或絕緣強(qiáng)度最低處擊穿介質(zhì)，使工具與工件間產(chǎn)擊穿介質(zhì)，使工具與工件間產(chǎn)生脈沖放電現(xiàn)

10、象。由于放電時間很短，且發(fā)生在生脈沖放電現(xiàn)象。由于放電時間很短，且發(fā)生在放電區(qū)的小點(diǎn)上，所以放電區(qū)的小點(diǎn)上，所以能量高度集中能量高度集中，放電區(qū)的，放電區(qū)的電流密度很大，引起金屬材料的電流密度很大，引起金屬材料的熔化或氣化熔化或氣化，從，從而達(dá)到去除材料的目的，流動的工作液將腐蝕掉而達(dá)到去除材料的目的，流動的工作液將腐蝕掉的金屬材料帶離工作區(qū)，從而達(dá)到電火花加工的的金屬材料帶離工作區(qū)，從而達(dá)到電火花加工的目的。目的?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室電火花加工原理電火花加工原理現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

11、 5.2.2 電火花加工過程電火花加工過程電火花加工大致可分為以下電火花加工大致可分為以下4個連續(xù)階段：個連續(xù)階段：（1）極間介質(zhì)的電離與擊穿，形成放電通道；）極間介質(zhì)的電離與擊穿，形成放電通道；（2）介質(zhì)熱分解、電極材料熔化與汽化熱膨脹；）介質(zhì)熱分解、電極材料熔化與汽化熱膨脹；（3）電極材料的拋出；）電極材料的拋出；（4）極間介質(zhì)的消電離。）極間介質(zhì)的消電離?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 5.2.3 電火花加工特點(diǎn)與分類電火花加工特點(diǎn)與分類 1、電火花加工方法分類、電火花加工方法分類 按按工工具具電電極極和和工工件件相相對對運(yùn)運(yùn)動動的的方方式式

12、和和用用途途的的不不同同，大大致致可可分分為為電電火火花花穿穿孔孔成成型型加加工工、電電火火花花線線切切割割、電電火火花花磨磨削削和和鏜鏜磨磨、電電火火花花同同步步共共軛軛回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)加加工工、電電火火花花高高速速小小孔孔加加工工、電電火火花花表面強(qiáng)化與刻字表面強(qiáng)化與刻字6大類。大類。其其中中，以以電電火火花花穿穿孔孔成成型型加加工工和和電電火火花花切切割割應(yīng)用最為廣泛。應(yīng)用最為廣泛?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2 、電火花加工方法特點(diǎn)、電火花加工方法特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：（1）適合難切削材料的加工。由于加工材料的去除是靠放電）適合難切削材料的加工。由

13、于加工材料的去除是靠放電時的電熱作用實(shí)現(xiàn)的，材料的可加工性主要取決于材料的導(dǎo)電時的電熱作用實(shí)現(xiàn)的，材料的可加工性主要取決于材料的導(dǎo)電性和熱學(xué)性能，而幾乎與其硬度、強(qiáng)度等力學(xué)性能無關(guān)。這樣性和熱學(xué)性能，而幾乎與其硬度、強(qiáng)度等力學(xué)性能無關(guān)。這樣就可以突破傳統(tǒng)切削加工對刀具的限制，實(shí)現(xiàn)用軟的工具加工就可以突破傳統(tǒng)切削加工對刀具的限制，實(shí)現(xiàn)用軟的工具加工硬韌的工件。目前電極材料大多采用純銅或石墨。硬韌的工件。目前電極材料大多采用純銅或石墨。（2）可以加工形狀復(fù)雜的表面?？梢院唵蔚膶⒐ぞ唠姌O的形）可以加工形狀復(fù)雜的表面?？梢院唵蔚膶⒐ぞ唠姌O的形狀復(fù)制到工件上，特別使用于復(fù)雜表面形狀工件的加工，如復(fù)狀復(fù)制

14、到工件上，特別使用于復(fù)雜表面形狀工件的加工，如復(fù)雜型腔模具加工等。雜型腔模具加工等。（3）可以加工薄壁、彈性、低剛度、微細(xì)小孔等特殊要求）可以加工薄壁、彈性、低剛度、微細(xì)小孔等特殊要求的零件。由于加工中工具與工件不直接接觸，沒有宏觀的機(jī)械的零件。由于加工中工具與工件不直接接觸，沒有宏觀的機(jī)械切削力，因此適用于低剛度或薄壁工件的加工。切削力，因此適用于低剛度或薄壁工件的加工?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 局限性：局限性：（1）主要用于加工金屬等導(dǎo)電材料。）主要用于加工金屬等導(dǎo)電材料。（2）一一般般加加工工速速度度較較慢慢，因因此此通通常常安安排排工

15、工藝藝時時多多采采用用切切削削加加工工來來去去除除大大部部分分余余量量，然然后后再再進(jìn)進(jìn)行電火花加工來提高生產(chǎn)率。行電火花加工來提高生產(chǎn)率。（3）存存在在電電極極損損耗耗。電電極極損損耗耗多多集集中中在在尖尖角角或或底面，影響成型精度。底面，影響成型精度。現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 5.2.4 電火花加工基本規(guī)律電火花加工基本規(guī)律 1、影響金屬蝕除率的主要因素、影響金屬蝕除率的主要因素 （1）極極性性效效應(yīng)應(yīng)：電電火火花花加加工工過過程程中中，正正極極和和負(fù)負(fù)極極的的表表面面都都會會受受到到電電腐腐蝕蝕，但但正正、負(fù)負(fù)極極表表面面的的材材料料蝕

16、蝕除除量量是是不不相相等等的的。這這種種由由于于正正、負(fù)負(fù)極極性性不不同同而而導(dǎo)導(dǎo)致致材材料料蝕蝕除除量量不不同同的的現(xiàn)現(xiàn)象象叫叫做極性效應(yīng)。做極性效應(yīng)。采采用用短短脈脈沖沖加加工工時時，電電子子的的轟轟擊擊作作用用大大于于離離子子的的轟轟擊擊作作用用，使使正正極極蝕蝕除除量量較較大大，這這時時工工件件應(yīng)應(yīng)接接電電源源正正極極，工工具具接接電電源源負(fù)負(fù)極極，即即正正極極性性加加工工。當(dāng)當(dāng)脈脈沖沖放放電電持持續(xù)續(xù)時時間間較較長長時時，正正離離子子有有足足夠夠的的時時間間加加速速達(dá)達(dá)到到負(fù)負(fù)極極，由由于于離離子子質(zhì)質(zhì)量量大大，高高速速運(yùn)運(yùn)動動的的離離子子對對負(fù)負(fù)極極表表面面的的轟轟擊擊作作用用比比

17、較較強(qiáng)強(qiáng)，負(fù)負(fù)極極的的蝕蝕除除量量大大于于正正極極的的蝕蝕除除量量。這這時時工工件件應(yīng)應(yīng)接接電電源源負(fù)負(fù)極極，工工具具接接電源正極，即負(fù)極性加工。電源正極，即負(fù)極性加工。一一般般精精加加工工采采用用正正極極性性加加工工，粗粗、中中加加工工采采用用負(fù)負(fù)極極性加工。性加工?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（2）電參數(shù)：是指脈沖寬度）電參數(shù)：是指脈沖寬度ti（或放電時間（或放電時間te）、脈沖間隔）、脈沖間隔t0、峰值電壓和峰值電流等。放電時間和峰值電流的乘積表、峰值電壓和峰值電流等。放電時間和峰值電流的乘積表征單個脈沖能量征單個脈沖能量EM，EM越大，蝕

18、除率高。越大，蝕除率高。（3）金屬材料熱學(xué)常數(shù)對蝕除率的影響：金屬的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、）金屬材料熱學(xué)常數(shù)對蝕除率的影響：金屬的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、比熱容、熔化熱、汽化熱越高，則電蝕量越小，加工難度比熱容、熔化熱、汽化熱越高，則電蝕量越小，加工難度越大。熱導(dǎo)率大的材料，由于較多的把瞬時產(chǎn)生的熱量傳越大。熱導(dǎo)率大的材料，由于較多的把瞬時產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)散失到其他部位，因而降低了本身的蝕除量，也不易加導(dǎo)散失到其他部位，因而降低了本身的蝕除量，也不易加工。工。（4）其他一些因素：工作液的種類和性能、工作液的流速流）其他一些因素：工作液的種類和性能、工作液的流速流量、進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定等。量、進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定等?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集

19、成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2、電火花加工速度和工具電極損耗速度、電火花加工速度和工具電極損耗速度 電火花加工時，工具和工件都有不同程度的電蝕。電火花加工時，工具和工件都有不同程度的電蝕。單位時間工件的電蝕量稱為加工速度，單位時間內(nèi)工單位時間工件的電蝕量稱為加工速度，單位時間內(nèi)工具的電蝕量稱為損耗速度。具的電蝕量稱為損耗速度。（1）加工速度）加工速度 通常用單位時間內(nèi)工件體積蝕除量或質(zhì)量蝕除量通常用單位時間內(nèi)工件體積蝕除量或質(zhì)量蝕除量表示。表示。電火花成形加工的加工速度分別為：電火花成形加工的加工速度分別為：粗加工：粗加工：2001 000 mm/min

20、半精加工：半精加工：20100 mm/min 精加工精加工10 mm/min以下以下現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （2）工具電極相對損耗速度和相對損耗比）工具電極相對損耗速度和相對損耗比 衡量工具電極是否耐損耗，不僅看電極損耗速度衡量工具電極是否耐損耗，不僅看電極損耗速度VE，也要看能達(dá)到的加工速度，也要看能達(dá)到的加工速度Vw，因此采用相對損耗或，因此采用相對損耗或相對損耗比相對損耗比=（VE/Vw）100%作為衡量工具電極耐損作為衡量工具電極耐損耗的指標(biāo)。耗的指標(biāo)。為了降低工具電極的損耗，必須很好利用電火花加為了降低工具電極的損耗，必須很好利用

21、電火花加工過程中的各種效應(yīng)：極性效應(yīng)、吸附效等。工過程中的各種效應(yīng)：極性效應(yīng)、吸附效等。正確的選擇極性正確的選擇極性：短脈沖精加工采用正極性加工，：短脈沖精加工采用正極性加工，長脈沖粗加工采用負(fù)極性加工。長脈沖粗加工采用負(fù)極性加工。利用吸附效應(yīng)利用吸附效應(yīng)：電火花加工中，碳微粒一般帶負(fù)電：電火花加工中，碳微粒一般帶負(fù)電荷，在電場作用下向正極移動并吸附在正極的表面，形荷，在電場作用下向正極移動并吸附在正極的表面，形成一定厚度的化學(xué)吸附層，稱為碳黑膜。由于碳的熔點(diǎn)成一定厚度的化學(xué)吸附層，稱為碳黑膜。由于碳的熔點(diǎn)和汽化點(diǎn)很高，可對電極起到保護(hù)和補(bǔ)償作用，從而實(shí)和汽化點(diǎn)很高，可對電極起到保護(hù)和補(bǔ)償作用

22、，從而實(shí)現(xiàn)了低損耗加工?，F(xiàn)了低損耗加工?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 選擇合適的工具電極材料選擇合適的工具電極材料 鎢、鉬的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高，損耗小，但機(jī)加工性鎢、鉬的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)較高，損耗小，但機(jī)加工性能不好，價格較貴，主要用于電火花線切割中；銅的能不好，價格較貴，主要用于電火花線切割中；銅的熔點(diǎn)雖低，但導(dǎo)熱性好，損耗也較少，可以制作各種熔點(diǎn)雖低，但導(dǎo)熱性好，損耗也較少，可以制作各種精密、復(fù)雜的電極，長作為中、小型腔加工的工具電精密、復(fù)雜的電極，長作為中、小型腔加工的工具電極；石墨電極不僅熱學(xué)性能好，而且在長脈沖粗加工極；石墨電極不僅熱學(xué)性能好，而

23、且在長脈沖粗加工時能吸附游離的碳來補(bǔ)償電極的損耗，所以相對損耗時能吸附游離的碳來補(bǔ)償電極的損耗，所以相對損耗很低，目前廣泛用做型腔加工的電極。很低，目前廣泛用做型腔加工的電極?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 3、影響電火花加工精度的主要因素影響電火花加工精度的主要因素 影響電火花加工精度的主要因素有：放電間隙的影響電火花加工精度的主要因素有：放電間隙的大小和一致性，工具電極的損耗及其穩(wěn)定性。精加工大小和一致性，工具電極的損耗及其穩(wěn)定性。精加工的放電間隙一般為的放電間隙一般為0.01mm，粗加工的放電間隙為，粗加工的放電間隙為0.5mm左右。左右。影

24、響電火花加工形狀精度的因素還有影響電火花加工形狀精度的因素還有“二次放電二次放電”，二次放電是指已加工表面由于電蝕產(chǎn)物等介入而，二次放電是指已加工表面由于電蝕產(chǎn)物等介入而再次進(jìn)行的非必要的放電，它使加工深度方向產(chǎn)生斜再次進(jìn)行的非必要的放電，它使加工深度方向產(chǎn)生斜度和棱角棱邊變鈍。度和棱角棱邊變鈍?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 4、影響電火花加工表面質(zhì)量的主要因素影響電火花加工表面質(zhì)量的主要因素 （1）表面粗糙度：表面粗糙度主要取決于單個脈沖能）表面粗糙度：表面粗糙度主要取決于單個脈沖能量，單個脈沖能量越大，表面粗糙度越大。量，單個脈沖能量越大，表

25、面粗糙度越大。（2）表面組織變化層：電火花加工后，工件表面物理、）表面組織變化層：電火花加工后，工件表面物理、化學(xué)和機(jī)械性能有所變化，表面變化層中存在金相組化學(xué)和機(jī)械性能有所變化，表面變化層中存在金相組織、晶粒的變化，有時還有滲碳現(xiàn)象、顯微裂紋和氣織、晶粒的變化，有時還有滲碳現(xiàn)象、顯微裂紋和氣孔等。單個脈沖能量越大，脈沖寬度越寬，變化層越孔等。單個脈沖能量越大，脈沖寬度越寬，變化層越深。深。（3）表面微觀裂紋：加工硬脆材料時，容易產(chǎn)生表面）表面微觀裂紋：加工硬脆材料時，容易產(chǎn)生表面裂紋。工件材料越脆、單個脈沖能量越大、脈沖寬度裂紋。工件材料越脆、單個脈沖能量越大、脈沖寬度越寬，越容易產(chǎn)生裂紋。

26、越寬，越容易產(chǎn)生裂紋?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 5.2.5 脈沖電源脈沖電源 脈沖電源的作用是把工頻交流電流轉(zhuǎn)換為一定頻率脈沖電源的作用是把工頻交流電流轉(zhuǎn)換為一定頻率的單向脈沖電流，供給火花放電間隙所需要的能量來的單向脈沖電流，供給火花放電間隙所需要的能量來蝕除金屬。其對加工生產(chǎn)率、表面質(zhì)量、加工速度和蝕除金屬。其對加工生產(chǎn)率、表面質(zhì)量、加工速度和工具電極損耗等都有很大影響。工具電極損耗等都有很大影響。脈沖電源應(yīng)滿足以下工藝要求：脈沖電源應(yīng)有足夠脈沖電源應(yīng)滿足以下工藝要求：脈沖電源應(yīng)有足夠的輸出功率；工具電極損耗小，以保證加工精度；較的輸出功

27、率；工具電極損耗小，以保證加工精度；較小的加工表面粗糙度；脈沖參數(shù)調(diào)節(jié)簡便，電源性能小的加工表面粗糙度；脈沖參數(shù)調(diào)節(jié)簡便，電源性能穩(wěn)定可靠，維護(hù)方便。穩(wěn)定可靠，維護(hù)方便。現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 RC線路是馳張式脈沖電源中最簡單、最基本的一種。線路是馳張式脈沖電源中最簡單、最基本的一種。它由兩個回路組成：一個是充電回路，由直流電源、它由兩個回路組成：一個是充電回路，由直流電源、充電電阻和電容器組成；另一個是放電回路，由電容充電電阻和電容器組成；另一個是放電回路，由電容器、工具電極和工件組成。器、工具電極和工件組成。當(dāng)直流電源接通后，電流經(jīng)限流

28、電阻向電容充電，當(dāng)直流電源接通后，電流經(jīng)限流電阻向電容充電，電容兩端的電壓按指數(shù)逐步上升，當(dāng)電容兩端的電壓電容兩端的電壓按指數(shù)逐步上升，當(dāng)電容兩端的電壓上升到等于工具電極和工件間隙的擊穿電壓時，間隙上升到等于工具電極和工件間隙的擊穿電壓時，間隙就被擊穿，電阻變得很小，電容器上儲存的能量瞬時就被擊穿，電阻變得很小，電容器上儲存的能量瞬時釋放，形成較大的脈沖電流。電容上的能量釋放后，釋放，形成較大的脈沖電流。電容上的能量釋放后，電壓瞬時下降到接近零，間隙中的工作液迅速恢復(fù)絕電壓瞬時下降到接近零，間隙中的工作液迅速恢復(fù)絕緣狀態(tài)。此后，電容器再次充電，又重復(fù)前述過程。緣狀態(tài)。此后，電容器再次充電，又重

29、復(fù)前述過程?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 5.2.6 發(fā)展動態(tài)發(fā)展動態(tài) 國外傳統(tǒng)制造強(qiáng)國如美國、日本、德國等對此進(jìn)行了國外傳統(tǒng)制造強(qiáng)國如美國、日本、德國等對此進(jìn)行了深入的研究，國內(nèi)山東大學(xué)、清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、深入的研究，國內(nèi)山東大學(xué)、清華大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)等對此進(jìn)行相關(guān)的研究。華中科技大學(xué)等對此進(jìn)行相關(guān)的研究。一般主要集中在放電電流、脈寬、脈間參數(shù)等對加工一般主要集中在放電電流、脈寬、脈間參數(shù)等對加工效率和表面質(zhì)量的影響。同時也對電火花技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)研效率和表面質(zhì)量的影響。同時也對電火花技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)研究，如采用向工作液中通入

30、一定的氧氣，通過氧化反應(yīng)產(chǎn)究，如采用向工作液中通入一定的氧氣，通過氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱量，有利于工件材料的熔化或氣化，并增加拋生大量的熱量，有利于工件材料的熔化或氣化，并增加拋出熔融物質(zhì)的爆炸力，從而提高材料去除率；出熔融物質(zhì)的爆炸力，從而提高材料去除率；也有些學(xué)者提出使工具電極作超聲振動，振動可以改也有些學(xué)者提出使工具電極作超聲振動，振動可以改善間隙中雜質(zhì)的分布，有利于碎屑的排除，可以大幅度提善間隙中雜質(zhì)的分布，有利于碎屑的排除，可以大幅度提高加工速度。高加工速度。發(fā)展了電火花鏡面加工技術(shù)，通過在工作液中添加一發(fā)展了電火花鏡面加工技術(shù)，通過在工作液中添加一定濃度的硅、鋁等微細(xì)粉末，以改變電火

31、花放電狀態(tài)，使定濃度的硅、鋁等微細(xì)粉末，以改變電火花放電狀態(tài)，使電火花加工表面的粗糙度顯著降低，表面性能得到改善。電火花加工表面的粗糙度顯著降低，表面性能得到改善?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)，電極損耗主要是放電初始階段的電一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)，電極損耗主要是放電初始階段的電子流造成，所以采用電流斜率控制方法控制放電初期的子流造成，所以采用電流斜率控制方法控制放電初期的放電能量，使這一階段的電子流盡可能小，可有效改善放電能量，使這一階段的電子流盡可能小，可有效改善電極損耗的情況。電極損耗的情況。微細(xì)電火花技術(shù)，微進(jìn)給結(jié)構(gòu)和微電機(jī)制造技術(shù)是微

32、微細(xì)電火花技術(shù)，微進(jìn)給結(jié)構(gòu)和微電機(jī)制造技術(shù)是微細(xì)電火花加工技術(shù)的關(guān)鍵。日本可以加工出直徑為細(xì)電火花加工技術(shù)的關(guān)鍵。日本可以加工出直徑為25um的微孔。的微孔。近年來有些學(xué)者利用電火花技術(shù)加工非導(dǎo)體材料。加近年來有些學(xué)者利用電火花技術(shù)加工非導(dǎo)體材料。加工原理為：在非導(dǎo)體材料表面預(yù)制一層具有導(dǎo)電性的輔工原理為：在非導(dǎo)體材料表面預(yù)制一層具有導(dǎo)電性的輔助電極，然后將工具和工件一起放入工作液中，加工開助電極，然后將工具和工件一起放入工作液中，加工開始階段，由于輔助電極的導(dǎo)電性，電火花加工得以進(jìn)行，始階段，由于輔助電極的導(dǎo)電性，電火花加工得以進(jìn)行，當(dāng)穿過輔助電極后，由于分解產(chǎn)生的碳沉積物附著于非當(dāng)穿過輔助

33、電極后，由于分解產(chǎn)生的碳沉積物附著于非導(dǎo)體表面形成一層導(dǎo)電膜，使其加工表面具有導(dǎo)電性，導(dǎo)體表面形成一層導(dǎo)電膜，使其加工表面具有導(dǎo)電性，從而使加工繼續(xù)進(jìn)行。從而使加工繼續(xù)進(jìn)行。現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室n1 概述概述n2 加工原理、特點(diǎn)及應(yīng)用加工原理、特點(diǎn)及應(yīng)用n3 線切割機(jī)床簡介線切割機(jī)床簡介n4 線切割程序編制線切割程序編制n5 加工操作演示加工操作演示5.2.7電火花線切割加工現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)代設(shè)計(jì)與集成制造技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室1、概述 電火花線切割加工（電火花線切割加工（Wire Cut Electrical Discharge Machining，簡稱，簡稱WEDM）是在電火花加工基礎(chǔ)上，于）是在電火花加工基礎(chǔ)上，于20世紀(jì)世紀(jì)50年代末最早在前蘇聯(lián)發(fā)展起來的一種新的工藝形年代末最早在前蘇聯(lián)發(fā)展起來的一種新的