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第二章 电火花加工 第一节 基本原理和分类 一、电火花加工的原理 电火花加工是在一定的液体介质中，利用脉冲放电对导电材料的电蚀现象来蚀除材料，从而使零件的尺寸、形状和表面粗糙度达到预定技术要求的一种加工方法。 1、加工原理 2、加工的必备条件 1）必须采用脉冲电源 2）工具电极和工件被加工表面之间必须保持一定的间隙（采用自动调节系统） 3）放电必须在一定绝缘性能的液体介质中进行 二、电火花加工的特点 1、非接触加工，无宏观切削力 2、适合于难切削导电材料的加工 3、有电极损耗 4、加工速度较慢 5、可加工特殊及复杂形状的表面 三、电火花加工的适用范围 1、加工任何难加工的金属材料和导电材料 2、加工材料复杂的表面 3、加工薄壁、异形小孔、深小孔等有特殊要求的零件。 4、常用术语 四、电火花加工的机理 1、极间介质的电离、击穿、形成放电通道 2、介质热分解、电极材料熔化、气体热膨胀 3、电极材料的抛出 4、极间介质的电离消除（避免同一处放电、排除电蚀产物。 五、电火花加工的分类 电火花穿孔成形加工、电火花线切割加工、电火花磨削和镗磨、电火花展成加工、电火花表面强化与刻字。 第二节 电火花加工中的基本工艺规律 一、影响材料放电腐蚀的主要因素 1、极性效应——利用单向脉冲电源的原因 1）工件接脉冲电源的正极——正极性加工 2）工件接脉冲电源的负极——负极性加工 思考：短脉冲与长脉冲适合哪种极性加工，那一种适合精加工？ 1）工件接脉冲电源的正极——正极性加工 2）工件接脉冲电源的负极——负极性加工 思考：短脉冲与长脉冲适合哪种极性加工，那一种适合精加工？ 3）正极吸附效应 ——黑膜只能在正极表面生成，所以只能使用负极性加工 影响吸附效应的因素： 峰值电流、脉冲间隔一定时，碳黑膜厚度随着脉冲宽度的增加而增加。 脉冲宽度、峰值电流一定时，碳黑膜厚度随着脉冲间隔增大而减薄。 冲抽油压力也会对吸附效应有影响，过大的油压会冲走带电碳粒子，减少吸附效应。 2、电参数 1）正、负极的蚀除速度与单个脉冲能量Wm、脉冲频率f成正比。 2）Wm与平均放电电流、电流脉宽有关。 3、金属材料热学常数 1）热学常数指材料的熔点、热导率、比热容、熔化热、气化热等。 2）当单个脉冲能量相同时，因为金属材料的影响，会有一个最好的脉冲宽度。 Ti越长，则ie越小，散失的热量也越多 Ti越短，则ie越大，抛出的金属中气化比例增大 。 4、工作液对电蚀量的影响 工作液的流动会影响电蚀量 工作液会影响整个加工过程，它会形成火花放电通道、对通道产生压缩作用、帮助排除和抛出电蚀产物、冷却作用、加工过程的稳定性。 二、电火花加工的加工速度和工具的损耗速度 1、加工速度 2、工具电极损耗 四、电火花加工表面完整性 1、表面粗糙度 电火花穿孔加工Ra1.25～0.32，加平动控制Ra0.63 ～ 0.04，电火花磨削0.04 ～0.02 影响因素：脉冲能量、加工速度、工作材料的特性、工具电极的Ra 2、表面变质层 1）熔化凝固层——树枝状的淬火铸造组织。又称白层，随脉冲能量的增大而变厚，与机体结合不牢。 2）热影响层：材料无熔化，但金相组织发生了变化 淬火钢：再淬火区，高温回火，低温回火 未淬火钢：淬火区 3）显微裂纹 能量越大，显微裂纹愈宽愈深。 3、表面力学性能 1）显微硬度及耐磨性 硬度较高，有较好的耐磨性，但和基体结合不牢靠 2）残余应力 残余拉应力和加工规准有关 3）耐疲劳性能差 第三节 电火花加工设备和工作液 一、电火花加工机床 1、机床总体部分（电火花穿孔成形机床）——主轴头、床身、立柱、工作台及工作液槽 2、主轴头要求（精度和刚度） 1）结构简单 2）传动链短 3）传动间隙小 4）热变形小 5）具有足够的精度和刚度 3）工具电极夹具（十字铰链式和球面铰链式）——调节工具电极和工作台的垂直度、工具电极在水平面内微量的扭转角。 二、脉冲电源 1、对脉冲电源的要求 1）产生的脉冲应该是单向的——应用极化效应 2）脉冲电压波形的前后沿应该较陡——工艺过程稳定 3）脉冲主要参数可调——工艺范围广 4）工作可靠、成本低、寿命长，操作维修方便。 2、RC线路脉冲电源 1）包括充电与放电回路 2）优点： 结构简单，工作可靠，成本低 可作光整加工 3）缺点 电能利用效率低 生产效率低 工艺参数不稳定 4）RLC线路脉冲电流 3、晶体管式脉冲电源 1）具有“开关”——功率晶体管 2）为了在放电间隙短路时不致损坏晶体管，每只晶体管均串联有限流电阻R 3）为了适应不同规准，整个功率级由几十只大功率高频晶体管并联，可调粗、中、精加工规准。 4、各种派生脉冲电源 1）高低压复合脉冲电源 高压回路——