论电火花加工毕业论文.doc

1、 电电电 火火火 花花花 加加加 工工工 简简简 述述述 传 统 的 机 械 加 工 已 有 很 久 的 历 史 ，它 对 人 类 的 生 产和 物 质 文 明 起 了 极 大 的 作 用 ,但 是 随 着 科 学 技 术 和 生 产 发展 的 需 要 ，很 多 工 业 部 门 ，尤 其 是 国 防 工 业 部 门 要 求 尖 端科 学 技 术 产 品 向 高 精 度 、高 强 度 、高 速 度 、高 温 、高 压 、大功 率 和 小 型 化 等 方 向 发 展 ,它 们 要 求 机 械 制 造 部 门 解 决 各种 难 加 工 材 料 （如 硬 质 合 金 、高 强 度 合 金 、耐 热 钢

2、 、硬 韧 表面 涂 层 、陶 瓷 及 金 刚 石 等 ）的 加 工 ；解 决 各 种 特 殊 复 杂 表 面（如 涡 轮 机 叶 片 、模 具 型 腔 、喷 丝 头 的 小 孔 窄 缝 等 ）的 加 工 ；解 决 各 种 具 有 特 殊 要 求 的 零 件 （如 高 精 度 的 薄 壁 零 件 、弹性 元 件 等 ）的 加 工 等 一 系 列 问 题 。这 些 问 题 仅 靠 传 统 加 工方 法 是 很 难 解 决 的 ,有 些 甚 至 是 无 法 实 现 的 。因 而 产 生 了电 火 花 加 工 ,它 具 有 切 削 加 工 不 具 有 的 特 点 ：1)不 是 主 要 依靠 机 械

3、能 ,而 是 主 要 用 其 他 能 量 (如 电 化 学 、光 、声 、热 等 )去 除 金 属 材 料 ；2)工 具 硬 度 可 以 低 于 被 加 工 材 料 的 硬 度 ；3)加 工 过 程 中 工 具 和 工 件 之 间 不 存 在 显 著 的 机 械 切 削 力 ，正因 为 电 火 花 加 工 具 有 的 这 种 特 点 ，所 以 电 火 花 加 工 得 到 了广 泛 的 应 用 。下 面 我 要 详 细 介 绍 一 下 电 火 花 加 工 。大 家 都 知 道 ,当 两 个 不 同 极 性 的 带 电 电 极 靠 近 到 一 定距 离 （几 个 微 米 到 几 十 微 米 ），其

4、 间 隙 中 的 绝 缘 就 会 被 破 坏 ，而 出 现 蓝 白 色 的 火 花 ，这 种 现 象 称 为 火 花 放 电 。电 火 花 现象 在 日 常 生 活 中 经 常 可 以 看 到 ，例 如 在 插 头 或 电 器 开 关 触点 断 开 时 ，往 往 出 现 火 花 放 电 而 将 接 触 部 分 熔 化 ,腐 蚀 而损 坏 ，这 种 现 象 称 为 电 腐 蚀 。利 用 这 种 电 腐 蚀 现 象 作 为 一种 加 工 方 法 ，就 称 为 “电 火 花 加 工 ”。但 要 将 这 种 现 象 作 用于 尺 寸 加 工 ，还 必 须 创 造 条 件 来 解 决 下 列 问 题 ：

5、1.在 脉 冲 放 电 必 须 有 足 够 大 的 能 量 密 度 ，使 金 属 局 部熔 化 和 气 化 ，并 为 使 能 量 集 中 ，通 常 在 绝 缘 液 体 介 质 中 进行 。2.放 电 形 式 应 是 脉 冲 的 ，脉 宽 一 般 为 0.1-3000us,使 脉冲 放 电 使 产 生 的 绝 大 部 分 热 量 来 不 及 从 极 微 小 的 局 部 加 工区 扩 散 到 非 加 工 区 。3.必 须 把 加 工 过 程 中 所 产 生 的 电 蚀 产 物 及 余 热 等 从 微小 的 电 极 间 隙 中 排 除 出 去 ，否 则 加 工 将 无 法 正 常 地 连 续 进行

6、。4.在 每 次 脉 冲 放 电 之 间 的 脉 冲 间 隔 内 ，电 极 间 的 介 质必 须 来 得 及 消 电 离 ，使 下 一 个 脉 冲 能 在 两 极 间 另 一 “相 对最 靠 近 点 ”处 击 穿 放 电 ，以 避 免 总 是 在 同 一 点 上 放 电 而 形成 稳 定 电 弧 ，从 而 使 工 件 的 形 状 尺 寸 逐 点 无 限 趋 近 于 工 具电 极 的 形 状 尺 寸 。上 述 问 题 的 综 合 解 决 是 通 过 电 火 花 加 工 设 备 来 实 现 的 。目 前 电 火 花 加 工 设 备 已 非 常 先 进 ，且 类 型 较 多 ，如 电 火 花成 形

7、加 工 机 床 、电 火 花 线 切 割 加 工 机 床 等 ，但 电 火 花 加 工机 床 主 要 由 脉 冲 电 源 、机 床 本 体 、工 作 液 循 环 过 滤 系 统 、间隙 自 动 调 节 器 四 大 部 分 组 成 。脉 冲 电 源 的 作 用 是 把 工 频 交 流 电 流 转 换 成 一 定 的 单 向脉 冲 电 流 ，以 供 给 电 极 放 电 间 隙 所 须 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

8、 有 很 大 的影 响 ，是 电 火 花 加 工 机 床 的 心 脏 ，应 给 予 足 够 的 重 视 。脉 冲电 源 应 满 足 以 下 工 艺 要 求 ：1.有 较 高 的 加 工 速 度 。 不 但 要 在 粗 加 工 时 有 较 高 的 加速 度 ，在 精 加 工 时 也 应 有 较 高 的 加 工 速 度2.工 具 电 极 损 耗 低 。粗 加 工 时 应 实 现 电 极 低 损 耗 ，中 、精 加 工 时 也 要 使 电 极 损 耗 尽 可 能 低 。3.加 工 过 程 稳 定 性 好 。在 给 定 的 各 种 脉 冲 参 数 下 能 保 持稳 定 加 工 ，抗 干 扰 能 力 强

9、 、不 易 产 生 电 弧 放 电 、可 靠 性 高 、操作 方 便 。4.工 艺 范 围 广 。不 仅 能 适 应 粗 、中 、精 加 工 的 要 求 ，而且 要 适 应 不 同 的 工 件 材 料 的 加 工 ，以 及 采 用 不 同 工 具 电 极材 料 进 行 加 工 的 要 求 。脉 冲 电 源 要 都 满 足 上 述 各 项 要 求 是 困 难 的 ，一 般 说 来 ，为 了 满 足 这 些 总 的 要 求 ，还 有 些 具 体 要 求 ：(1).所 产 生 的 脉 冲 应 是 单 向 的 ，没 有 负 半 波 或 负 半 波 很小 ，这 样 一 来 才 能 最 大 限 度 地 利

10、 用 极 性 效 应 ，提 高 生 产 率和 减 少 工 具 电 极 的 损 耗 。(2).脉 冲 电 压 波 形 的 前 后 沿 应 该 较 陡 ，这 样 才 能 减 少 点极 间 隙 的 变 化 及 油 污 程 度 等 对 脉 冲 放 电 宽 度 和 能 量 等 参 数的 影 响 ，使 工 艺 过 程 较 稳 定 。因 此 常 采 用 矩 形 波 脉 冲 电 源 。(3).脉 冲 的 主 要 参 数 、如 峰 值 电 流 、脉 冲 宽 度 、脉 冲 间 隔等 应 能 在 很 宽 的 范 围 内 可 以 调 节 ，以 满 足 粗 、中 、精 加 工 的要 求 。(4).脉 冲 电 源 不 仅

11、 要 考 虑 工 作 稳 定 可 靠 、成 本 低 、寿 命长 、操 作 维 修 方 便 和 体 积 小 问 题 ，还 要 考 虑 节 省 电 能 。机 床 主 体 用 来 夹 固 工 件 和 工 具 ，实 现 工 件 与 工 具 之 间 的精 确 的 相 对 运 动 。包 括 床 身 、工 作 台 、立 柱 、主 轴 头 等 。电火 花 加 工 虽 没 有 机 械 切 削 力 ，但 为 了 保 证 加 工 精 度 ，机 床的 机 械 传 动 件 和 支 承 件 应 有 一 定 的 刚 度 ，一 般 不 作 强 度 验算 ，当 使 用 大 型 机 床 加 工 大 型 工 件 时 ，需 从 采

12、料 和 结 构 方面 充 分 考 虑 机 床 的 刚 性 。床 身 工 作 台 面 与 立 柱 导 轨 面 间 应有 一 定 的 垂 直 度 要 求 ，还 应 有 较 好 的 精 度 保 持 性 ，这 就 要求 导 轨 具 有 良 好 的 耐 磨 性 和 充 分 消 除 采 料 内 应 力 等 。工 作 液 循 环 过 滤 系 统 包 括 工 作 液 箱 、电 动 机 、泵 、过 滤装 置 、工 作 液 槽 、油 杯 、管 道 、阀 门 以 及 测 量 仪 表 等 。放 电间 隙 中 的 电 蚀 产 物 除 了 靠 自 然 扩 散 、定 期 抬 刀 以 及 使 工 具电 极 附 加 振 动 等

13、 排 除 外 ，常 采 用 强 迫 循 环 的 办 法 加 以 排 除 ，以 免 间 隙 中 电 蚀 产 物 过 多 ，引 起 已 加 工 过 的 侧 表 面 间 “二 次放 电 ”，影 响 加 工 精 度 ，此 外 也 可 带 走 一 部 分 热 量 。工 作 液应 有 一 定 的 介 电 能 力 ，教 好 的 冷 却 、洗 涤 、防 锈 、灭 弧 及 游离 性 能 、无 毒 等 。成 形 加 工 常 用 的 工 作 液 有 煤 油 、锭 子 油 及其 混 合 油 ，也 可 用 去 离 子 水 或 其 他 水 质 工 作 液 。工 作 液 会越 用 越 脏 ，必 须 加 以 净 化 、过 滤

14、 ，否 则 将 影 响 加 工 性 能 。具体 做 法 有 ：自 然 沉 淀 法 ，但 是 这 种 方 法 速 度 太 慢 ，周 期 太 长 ，只 用 于 单 件 小 用 量 或 精 微 加 工 ；介 质 过 滤 法 ，此 法 常 用 黄 沙 、木 屑 、棉 纱 头 、过 滤 纸 、硅 藻 土 、活 性 碳 等 为 过 滤 介 质 。这些 介 质 各 有 优 缺 点 ，但 对 中 小 型 工 件 、加 工 用 量 不 大 时 ，一般 都 能 满 足 过 滤 要 求 ，可 就 地 取 材 ，因 地 制 宜 。其 中 以 过 滤纸 效 率 较 高 ，性 能 较 好 ，已 有 专 用 纸 过 滤 装

15、 置 生 产 供 应 ；高压 静 电 过 滤 、离 心 过 滤 法 等 ，这 些 方 法 技 术 上 比 较 复 杂 ，采用 较 少 。目 前 生 产 上 应 用 的 循 环 系 统 形 式 很 多 ，常 用 的 工作 液 循 环 过 滤 系 统 应 可 以 冲 油 ，也 可 以 抽 油 ，目 前 国 内 已有 多 家 专 业 工 厂 生 产 工 作 过 滤 循 环 装 置 。间 隙 自 动 调 节 器 的 脉 冲 放 电 必 须 在 一 定 的 间 隙 下 才 能产 生 ，两 极 间 短 路 或 断 路 （间 隙 过 大 ）都 不 可 能 产 生 ，并 且 ，放 电 间 隙 的 大 小 对

16、电 蚀 效 果 有 一 最 佳 值 ，加 工 中 应 将 放 电间 隙 控 制 在 最 佳 间 隙 附 近 。但 随 着 电 火 花 加 工 的 进 行 ，工件 和 工 具 电 极 表 面 不 断 被 蚀 除 ，放 电 间 隙 逐 渐 增 大 ，因 此 ，在 加 工 过 程 中 必 须 使 工 具 电 极 不 断 向 工 件 靠 拢 ；当 电 极 间短 路 时 ，工 具 电 极 必 须 迅 速 离 开 工 件 ，而 后 重 新 调 整 到 合理 间 隙 ；当 加 工 条 件 变 化 时 ，引 起 实 际 放 电 间 隙 的 变 化 ，工具 电 极 的 进 给 也 随 之 作 出 相 应 的 反

17、 应 。显 然 ，采 用 手 动 调节 是 无 法 满 足 要 求 的 。为 此 ，需 采 用 自 动 调 节 器 控 制 安 装工 具 电 极 的 主 轴 头 ，以 自 动 调 整 工 具 电 极 的 进 给 ，经 常 自动 方 维 持 工 具 电 极 与 工 件 之 间 的 合 理 间 隙 。间 隙 自 动 调 节器 常 用 的 传 动 方 式 有 两 种 ：电 机 传 动 方 式 和 液 压 传 动 方 式 。液 压 传 动 方 式 的 刚 性 好 ，灵 敏 度 高 ，在 电 火 光 成 形 机 床 中应 用 较 普 遍 。电 火 光 加 工 是 靠 局 部 电 热 效 应 实 现 加

18、工 的 ，其 主 要 特 点有 ：1.加 工 时 无 显 著 切 削 力 ，适 于 加 工 小 孔 、薄 壁 、窄 槽 及各 种 复 杂 的 形 孔 、型 腔 和 曲 线 孔 等 ，也 适 于 精 密 微 细 加 工 ；不 受 加 工 材 料 硬 度 的 限 制 ，可 以 加 工 任 何 硬 、脆 、软 的 导 电材 料 。2.当 脉 冲 电 源 的 脉 冲 宽 度 不 大 时 ，对 整 个 工 件 而 言 ，几乎 不 受 热 影 响 。因 此 ，工 件 的 热 影 响 层 很 薄 ，有 利 于 提 高 表面 质 量 ，也 可 加 工 热 敏 感 性 很 强 的 材 料 。3.脉 冲 参 数

19、可 以 任 意 调 节 ，加 工 中 只 要 更 换 工 具 电极 或 采 用 阶 梯 形 工 具 电 极 ，就 可 以 在 同 一 台 机 床 上 通 过改 变 规 准 连 续 进 行 粗 、半 精 和 精 加 工 。精 加 工 的 尺 寸 精度 可 达 0.01mm，表 面 粗 糙 度 为 0.8um；微 精 加 工 的 尺 寸精 度 可 达 0.002-0.004mm，表 面 粗 糙 度 为 0.1-0.05um。4.由 于 直 接 使 用 电 能 加 工 ，便 于 实 现 加 工 的 自 动 化 。5.电 火 花 加 工 的 速 度 、精 度 、表 面 粗 糙 度 及 工 具 电 极

20、的损 耗 等 与 许 多 因 素 有 关 ，包 括 脉 冲 电 源 的 脉 冲 宽 度 、单 个脉 冲 容 量 、电 极 的 极 性 、电 极 的 材 料 、工 作 液 成 份 及 排 屑 条件 等 等 。并 且 ，降 低 表 面 粗 糙 度 与 提 高 加 工 速 度 是 相 互 矛盾 的 ，通 常 降 低 一 级 表 面 粗 糙 度 ，加 工 速 度 要 成 倍 甚 至 数十 倍 地 下 降 ，尤 其 在 精 加 工 时 更 为 明 显 。因 此 ，加 工 时 ，要根 据 被 加 工 零 件 的 材 质 和 工 艺 要 求 进 行 综 合 考 虑 ，合 理 地选 择 上 述 各 项 参 数

21、 和 加 工 条 件 。虽 然 电 火 花 加 工 有 很 多 的 优 点 ，但 它 也 有 它 的 局 限性 ：1.主 要 用 于 加 工 金 属 等 导 电 材 料 ，但 在 一 定 条 件 下也 可 加 工 半 导 体 材 料 。2.一 般 加 工 速 度 较 慢 ，因 此 通 常 安 排 工 艺 时 多 采 用切 削 来 去 除 大 部 分 余 量 ，然 后 再 进 行 电 火 花 加 工 以 求 提高 生 产 率 ，但 最 近 已 有 新 的 研 究 成 果 表 明 ，采 用 特 殊 水基 不 燃 性 工 作 液 进 行 电 火 花 加 工 ，其 生 产 率 可 不 亚 于 切削 加

22、 工 。3.存 在 电 极 损 耗 ，由 于 电 极 损 耗 多 集 中 在 尖 角 或 底慢 ，影 响 成 型 精 度 ，但 近 年 来 粗 加 工 已 能 将 电 极 相 对 损耗 比 例 降 到 目 前 为 0.1%以 下 ，甚 至 更 小 。火 花 放 电 时 ，电 极 表 面 的 金 属 材 料 究 竟 是 怎 样 被 蚀除 下 来 的 呢 ？ 这 一 微 观 的 物 理 过 程 即 所 谓 电 火 花 加 工的 机 理 ，也 就 是 电 火 花 加 工 的 物 理 本 质 。了 解 这 一 微 观过 程 ，有 助 于 掌 握 电 火 花 加 工 的 基 本 规 律 ，才 能 对 脉

23、 冲电 源 、进 给 装 置 、机 床 设 备 等 提 出 合 理 要 求 ，从 大 量 实验 资 料 来 看 ，每 次 电 火 花 腐 蚀 的 微 观 过 程 是 电 场 力 、磁力 、热 力 、流 体 动 力 、电 化 学 和 胶 化 学 等 综 合 作 用 的 过程 ，这 一 过 程 大 致 可 分 为 以 下 四 个 连 续 的 阶 段 ：极 间 介质 的 电 离 、击 穿 ，形 成 放 电 通 道 ；介 质 热 分 解 ，电 极 材 料熔 化 ，气 体 化 膨 胀 ；电 极 材 料 的 抛 出 ；极 间 介 质 的 消 电 离 。1.极 间 介 质 的 电 离 ,击 穿 形 成 放

24、电 通 道 ,液 体 介 质 中 不 可避 免 地 含 有 某 种 杂 质 (如 金 属 微 粒 、碳 粒 子 、胶 体 粒 子等 )，也 有 一 些 自 由 电 子 ,使 介 质 呈 现 一 定 的 电 导 率 ,在 电 场作 用 下 ,这 些 杂 质 将 使 极 间 电 场 更 不 均 匀 ,当 阴 极 表 面 某 处的 电 场 强 度 增 加 到 105v/mm 即 100v/um 左 右 时 ,就 会 产 生电 场 电 子 发 射 ,由 阴 极 表 面 向 阳 极 逸 出 电 子 ,在 电 场 作 用 下负 电 子 高 速 向 阳 极 运 动 并 撞 击 工 作 液 介 质 中 的 分

25、 子 或 中 性原 子 ,产 生 碰 撞 电 离 ，形 成 带 负 电 的 粒 子 和 带 正 电 的 粒 子 ，导 致 带 电 粒 子 学 崩 式 增 多 ，使 介 质 击 穿 形 成 放 电 通 道 。放电 通 道 是 由 数 量 大 体 相 等 的 带 正 电 (正 离 子 )和 带 负 电 (电 子 )以及 中 性 粒 子 (原 子 或 分 子 )组 成 等 离 子 体 。2.介 质 热 分 解 ,电 极 材 料 熔 化 ,气 体 热 膨 胀 ,极 间 介 质 一 旦被 击 穿 ,电 离 ,形 成 放 电 通 道 后 ,脉 冲 电 源 使 通 道 间 的 电 子 高速 奔 向 正 极

26、,正 离 子 奔 向 负 极 ,电 能 变 成 动 能 ,动 能 通 过 碰 撞又 转 变 成 热 能 ,于 是 在 通 道 内 ,正 极 和 负 极 表 面 分 别 成 为 瞬时 热 源 ,分 别 达 到 很 高 的 温 度 熔 化 材 料 。3.电 极 材 料 的 抛 出 ,由 于 高 温 使 金 属 熔 化 ,汽 化 ,产 生 高 压把 金 属 杂 质 排 入 工 作 液 。通 道 和 正 负 极 表 面 放 电 点 瞬 时 高温 使 工 作 液 气 化 和 金 属 材 料 熔 化 、气 化 、热 膨 胀 产 生 很 高的 瞬 时 压 力 。通 道 中 心 的 压 力 最 高 ，使 气

27、化 了 的 气 体 体 积不 断 向 外 膨 胀 ，形 成 一 个 扩 张 的 “气 泡 ”， 气 泡 上 下 、内 外的 瞬 时 压 力 并 不 相 等 ，压 力 高 处 的 容 熔 金 属 液 体 和 蒸 气 ，就 被 排 挤 、抛 出 而 进 入 工 作 液 中 。实 际 上 金 属 材 料 的 抛 出过 程 远 比 上 述 的 要 复 杂 。放 电 过 程 中 工 作 液 不 断 气 化 ，正极 受 电 子 撞 击 、负 极 受 离 子 撞 击 ，电 极 材 料 不 断 熔 化 ，气 泡不 断 扩 大 。当 放 电 结 束 后 ，气 泡 温 度 不 再 升 高 ，但 由 于 液 体介

28、质 惯 性 作 用 使 气 泡 继 续 扩 展 ，致 使 气 泡 内 压 力 急 剧 下 降 ，甚 至 降 到 大 气 压 以 下 ，形 成 局 部 真 空 ，使 在 高 压 下 溶 解 在熔 化 和 过 热 材 料 中 的 气 体 析 出 ，以 及 材 料 本 身 在 低 压 下 再沸 腾 。由 于 压 力 的 骤 降 ，使 熔 融 金 属 材 料 及 其 蒸 气 从 小 坑中 再 次 爆 沸 飞 溅 而 被 抛 出 。总 之 ，材 料 的 抛 出 是 热 爆 炸 力 、电 动 力 、流 体 动 力 等 综 合 作 用 的 结 果 ，对 这 一 复 杂 的 抛 出机 理 的 认 识 还 在

29、不 断 深 化 中 。4.极 间 介 质 的 消 电 离 ,随 着 脉 冲 电 压 的 结 束 ,脉 冲 电 流 也迅 速 降 为 零 ,标 志 一 次 脉 冲 放 电 结 束 ,但 此 后 仍 应 有 一 段 间隔 时 间 使 间 隙 消 电 离 ,即 放 电 通 道 中 的 带 电 粒 子 复 合 为 中 性粒 子 ,恢 复 本 次 放 电 通 道 处 间 隙 介 质 的 绝 缘 强 度 ,以 免 总 是重 复 在 同 一 处 发 生 放 电 而 导 致 电 弧 放 电 ,这 样 可 以 保 证 按 两极 相 对 最 近 处 或 电 阻 率 最 小 处 形 成 下 一 次 击 穿 放 电

30、通 道 。电 火 花 加 工 中 还 有 一 些 基 本 规 律 。在 加 工 过 程 中 ，材 料被 放 电 腐 蚀 的 规 律 是 十 分 复 杂 的 综 合 性 问 题 ，研 究 影 响 材料 放 电 腐 蚀 的 因 素 ，对 于 应 用 电 火 花 加 工 方 法 ，提 高 电 火花 加 工 的 生 产 率 ，降 低 工 具 电 极 的 损 耗 是 极 为 重 要 的 。放 电 蚀 除 时 ，阳 极 和 阴 极 表 面 分 别 受 到 电 子 和 离 子 的轰 击 即 瞬 时 热 源 的 作 用 ，因 此 它 们 都 遭 到 电 蚀 除 ，但 阴 阳两 极 的 电 蚀 除 量 是 不

31、一 样 的 ，这 种 两 极 蚀 除 量 不 一 样 的 现象 称 为 极 性 效 应 。一 般 认 为 电 子 的 质 量 小 ，在 短 时 间 内 可获 得 较 大 的 速 度 ，但 由 于 加 速 度 大 ，即 使 放 电 时 间 很 短 ，大量 电 子 也 能 达 到 阴 极 表 面 而 进 行 轰 击 。离 子 的 质 量 大 ，加速 度 小 ，如 放 电 时 间 短 ，部 分 离 子 就 来 不 及 达 到 并 轰 击 阳极 表 面 ，所 以 在 放 电 时 间 短 时 ，离 子 对 阴 极 的 轰 击 程 度 不如 电 子 对 阳 极 的 轰 击 。但 当 放 电 时 间 达 到

32、 一 定 程 度 时 ，离子 也 有 足 够 的 时 间 到 达 阴 极 面 ，并 可 获 得 较 大 的 速 度 ，加上 它 的 质 量 大 ，因 而 离 子 对 阴 极 的 轰 击 程 度 远 远 大 于 电 子对 阳 极 的 轰 击 。阴 阳 两 极 的 蚀 除 量 不 仅 与 放 电 时 间 或 脉 冲宽 度 有 关 ，而 且 还 与 电 极 材 料 及 单 个 脉 冲 能 量 等 因 素 有 关 。在 电 火 花 加 工 过 程 中 极 性 效 应 愈 显 著 愈 好 ，必 须 充 分 利 用极 性 效 应 ，合 理 选 择 加 工 极 性 ，以 提 高 加 工 速 度 及 减 少

33、工具 电 极 的 损 耗 。在 习 惯 上 ，通 常 把 工 件 接 正 极 称 为 正 极 性加 工 ，工 件 接 负 极 的 加 工 称 为 负 极 性 加 工 。研 究 表 明 ，在 电 火 花 加 工 过 程 中 无 论 正 极 或 负 极 ，都 存在 单 个 脉 冲 的 电 蚀 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 除 量 总 和 ，故 正 、负 极 的 金 属 材 料 热 学 常 数 对电 蚀 量 也 有 一 定 的 影 响 。所 谓 的

34、热 学 常 数 是 指 熔 点 、沸 点 、热 导 率 、比 热 容 、熔 化 热 、气 化 热 等 。在 电 火 花 加 工 过 程 中 ，工 作 液 的 作 用 是 ：形 成 火 花 击 穿放 电 通 道 ，并 在 放 电 结 束 后 迅 速 恢 复 间 隙 的 绝 缘 状 态 ；对 放电 通 道 产 生 压 缩 作 用 ；帮 助 电 蚀 产 物 的 抛 出 和 排 除 ；对 工 件 、工 具 的 冷 却 作 用 ；因 而 对 电 蚀 量 也 有 较 大 的 影 响 。影 响 电 蚀 量 的 还 有 其 他 一 些 因 素 ，如 加 工 过 程 的 稳 定性 、加 工 面 积 的 大 小

35、、电 极 材 料 、电 极 材 料 瞬 时 熔 化 或 气 化而 抛 出 ，这 些 都 对 电 蚀 量 有 一 定 影 响 。影 响 加 工 精 度 的 因 素 很 多 ，除 电 火 花 加 工 机 床 的 机 械结 构 ，机 械 传 动 以 及 装 夹 定 位 的 误 差 外 ，影 响 精 度 的 主 要因 素 有 下 述 几 方 面 ：恒 定 的 侧 向 间 隙 可 以 不 影 响 加 工 精 度 ，但 在 加 工 过 程中 ，有 关 参 数 不 可 避 免 地 要 发 生 变 化 ，特 别 排 屑 条 件 及 放电 间 隙 中 的 电 蚀 产 物 浓 度 的 变 化 ，导 致 各 处 二

36、 次 放 电 机 会不 同 ，造 成 侧 向 间 隙 的 不 均 匀 ，形 成 斜 度 和 不 圆 度 。提 高 脉冲 峰 值 电 压 和 增 大 单 个 脉 冲 能 量 都 会 导 致 侧 向 间 隙 的 增 大 ，粗 加 工 时 ，因 脉 冲 电 流 大 ，脉 宽 大 ，所 以 侧 面 间 隙 也 大 ；精加 工 时 ，侧 面 间 隙 较 小 。工 具 电 极 的 损 耗 直 接 影 响 加 工 精 度 ，损 耗 愈 小 ，加 工 精度 愈 高 。由 于 尖 端 部 分 电 场 强 度 大 而 出 现 尖 端 放 电 现 象 ，因 此尖 角 和 棱 边 的 工 具 电 极 损 耗 比 较

37、大 ，故 影 响 仿 形 精 度 。脉冲 电 压 虽 高 ，以 及 单 个 脉 冲 能 量 愈 大 ，影 响 就 愈 大 。电 火 花 加 工 的 表 面 质 量 主 要 包 括 表 面 粗 糙 度 、表 面 变质 层 和 表 面 力 学 性 能 三 部 分 。表 面 粗 糙 度 主 要 决 定 于 单 个脉 冲 能 量 ，单 个 脉 冲 能 量 愈 大 ，粗 糙 度 愈 低 。电 火 花 加 工 后的 工 件 表 面 ，是 脉 冲 放 电 时 所 形 成 的 大 量 凹 穴 的 重 叠 结 果 ；电 火 花 加 工 后 ，工 件 表 面 的 物 理 、化 学 和 机 械 能 有 所 变 化

38、，变 化 层 的 深 度 与 工 件 材 料 及 电 参 数 有 关 。单 个 脉 冲 能 量 愈大 及 脉 冲 宽 度 愈 宽 变 化 层 愈 深 。未 经 淬 火 的 钢 材 在 电 火 花加 工 后 表 面 有 淬 火 现 象 ，硬 度 高 而 耐 磨 。淬 火 经 电 火 花 加工 后 ，表 面 出 现 二 次 淬 火 层 和 热 影 响 层 。由 于 电 参 数 、冷 却条 件 及 材 料 的 原 来 热 处 理 不 同 ，表 面 硬 度 有 时 降 低 ，有 时有 不 同 程 度 的 提 高 ；加 工 硬 质 合 金 和 金 属 陶 瓷 等 硬 脆 材 料 ，容 易 产 生 表 面

39、 裂 纹 。工 件 材 料 愈 脆 ，单 个 脉 冲 能 量 愈 大 ，脉冲 宽 度 愈 宽 愈 容 易 产 生 裂 纹 。反 之 ，则 不 易 产 生 裂 纹 。根 据不 同 的 工 件 材 料 ，合 理 地 选 择 脉 冲 参 数 及 工 艺 过 程 ，可 以妥 善 解 决 电 火 花 加 工 中 的 表 面 裂 纹 问 题 。最 后 我 将 简 单 介 绍 一 下 电 火 花 加 工 的 工 艺 方 法 、分 类及 应 用 范 围 。工 艺 方 法 有 电 火 花 成 形 加 工 和 电 火 花 线 切 割 加 工 。电火 花 成 形 加 工 又 分 为 穿 孔 和 型 腔 加 工 两

40、大 类 ：穿 孔 是 电 火花 加 工 中 应 用 最 广 的 一 种 ，常 用 来 加 工 冷 冲 模 、拉 丝 模 、喷嘴 、喷 丝 孔 等 ；型 腔 加 工 是 对 锻 模 、压 铸 模 、挤 压 模 、胶 木 和塑 料 压 模 等 型 腔 加 工 及 整 体 式 叶 轮 、叶 片 等 曲 面 零 件 的 加工 。线 切 割 加 工 是 利 用 一 根 运 动 着 的 细 金 属 丝 （直 径 从0.02-0.3mm 的 钼 丝 或 黄 铜 丝 ）作 工 具 电 极 ，并 在 金 属 丝 与工 件 间 通 以 脉 冲 电 流 ，使 工 件 产 生 电 蚀 而 进 行 切 割 加 工 。由

41、 于 生 产 发 展 的 需 要 ，除 上 述 两 种 方 法 外 ，先 后 出 现 了许 多 形 式 的 电 火 花 加 工 方 法 ，主 要 有 ：电 火 花 磨 削 、电 火 花铣 削 和 电 火 花 共 轭 回 转 加 工 等 诸 多 方 法 ，可 用 于 加 工 精 度及 表 面 粗 糙 度 要 求 较 高 的 小 孔 、外 圆 和 小 模 数 滚 刀 等 。利用 工 具 电 极 和 工 件 在 气 体 介 质 中 进 行 放 电 的 办 法 来 强 化 刀具 、量 具 和 模 具 的 刃 口 ，还 可 以 在 各 种 金 属 工 具 和 产 品 上打 印 标 记 和 图 形 。多 孔 加 工 ，用 许 多 黄 铜 丝 组 成 的 刷 子 电极 ，一 次 可 加 工 数 万 个 小 孔 。次 外 ，还 扩 展 到 对 半 导 体 材 料和 非 导 体 材 料 的 加 工 ，如 加 工 锗 、硅 、金 刚 石 及 各 种 人 造 宝石 等 。利 用 电 火 花 加 工 比 传 统 加 工 方 法 更 加 先 进 ，这 足 以 看出 电 火 花 加 工 的 优 越 性 。综 上 所 述 ,电 火 花 加 工 有 很 多 优 点 ,所 以 我 们 要 好 好 学习 这 门 课 程 ,为 将 来 国 家 发 展 尽 一 份 微 薄 之 力 .