电火花介质击穿放电微观物理过程和电火花加工新技术ppt课件

1、第二章电火花介质击穿放电微观物理过程和电火花加工新技术第一节 放电的伏安特性和电火花加工的根本原理 一、放电的伏安特性二、电火花加工原理 三、条件 四、特点 五、分类 一、放电的伏安特性1.放电景象与电加工方法放电景象的根底和放电的伏安特性1.放电景象与电加工方法l 放电加工是经过人工设定的放电景象，利用其能量进展加工的方法。l 19世纪末期，在美国发明了电笔，它是在电极与被加工工件金属之间，经过低电压、大电流时进展刻印或写字的； l 进入20世纪后，经过在介电液体中放电，可以制造金属粉末等 ； l 苏联学者拉扎连柯夫妇 1943年在金属上打孔获得胜利 发明电火花加工l 日本把电火花加任务为精

2、细加工，用于金属模具加工来研讨。电火花加工曾经成为金属模具加工的主要手段 放电景象的根底和放电的伏安特性把在固体、液体、气体的绝缘体内经过电流时的景象称为放电。使其产生绝缘破坏，就会从电晕放电(corona)开场，经过火花放电(spark)、电弧放电(arc)的方式，完成绝缘的破坏。 暗流 ： a-b段电晕放电(b) 火花放电(b-c段) 电弧放电(d-e段以后) 气体中放电类型起始放电间隙与放电电压二、电火花加工原理电火花加工原理： 工件和工具之间脉冲性放电的电腐蚀景象来蚀除多余金属，以到达对零件的尺寸、外形及外表质量预定的加工要求。二、条件经常坚持一定的间隙 几微米到几百微米 脉冲放电 1

3、s1000s 绝缘介质 103107 三、电火花加工的特点：优点：难切削资料特殊、复杂零件 无明显作用力缺陷：导电资料加工速度慢电极损耗角半径有限制 四、电火花加工的分类： 穿孔成型加工线切割加工电火花磨、镗削同步共轭回转加工高速小孔加工外表强化、刻字电火花铣削加工微细电火花加工电火花外表堆积加工电火花外表着色第二节电火花介质击穿放电微观物理过程 电火花加工过程中，包含着加工间隙中的电蚀产物产物从工件电极和工具电极上蚀除、间隙中电蚀产物从间隙中排出、间隙尺寸增大、电极跟进等过程。 从微观上看，加工间隙中的电蚀产物产物是如何怎样从工件电极和工具电极上蚀除下来的？电火花介质击穿放电微观物理过程。第

4、二节电火花介质击穿放电微观物理过程 一、极间介质的电离、击穿、构成放电通道二、介质热分解、电极资料熔化、气化热膨胀三、电极资料的抛出四、极间介质的消电离第二节电火花介质击穿放电微观物理过程第二节电火花介质击穿放电微观物理过程一、极间介质的电离、击穿、构成放电通道 场强： 105Vmm100 Vm时间： 0.10.01s电阻： 绝缘几分之一欧姆电流密度： 105106 Acm2103104 Amm2 2025 V温度： 10000初始压力： 数至数十Mpa二、介质热分解、电极资料熔化、气化热膨胀电子正极正离子负极电能动能热能通道高温任务液热分解外表瞬时热源热膨胀小气泡 爆炸声 第二节电火花介质击

5、穿放电微观物理过程三、电极资料的抛出向外膨胀气泡内外各处压力不等排斥、抛出，进入任务液飞溅镀覆吸附抛出作用：热爆炸力电动力流体动力四、极间介质的消电离恢复绝缘消电离时间电蚀产物排除第三节 电火花加工方法和新技术一、电火花加工方法二、电火花加工新技术一、电火花加工方法 冲模的电火花加工 型腔模的电火花加工 小孔加工 异形小孔的电火花加工 电火花小孔磨削 电火花铲磨硬质合金小模数齿轮滚刀 电火花共轭同步回转加工螺纹 金属电火花外表强化和刻字 电火花双轴回转展成法磨削凹凸球面球头一、电火花加工方法电火花穿孔成型加工电火花穿孔加工电火花成型加工 冲模凸凹模、卸料板 、固定板 粉末冶金模 挤压模型腔 型

6、孔零件 小孔0.013mm小圆 孔、异形孔 型腔零件 型腔模锻模、压铸模、塑 料模、胶木模 冲模的电火花加工一、冲模的电火花加工冲模的电火花加工工艺工具电极优点： 在工件淬火后进展加工，防止热处置变形。 配合间隙均匀，刃口耐磨。 不受资料硬度限制，扩展了模具资料的选用范围。 中、小型复杂凹模、整体式、简化构造、提高强度。 冲模的电火花加工冲模的电火花加工工艺 凹模的尺寸精度：主要靠电极来保证。 L2=L12SL L2：凹模的尺寸 L1：工具电极的尺寸 SL：单面火花间隙值 直接配合法： 直接用加长的钢凸模作为电极加工凹模，反向加工，加工后把损耗部分切除或低熔点合金浇固。 钢打钢：磁性，300V

7、高低压复合回路。 绝大多数冲模采用线切割加工 冲模的电火花加工工具电极 电极资料： T8A，T10A Cr12，GCr15 硬质合金 电极的设计电极构造： 整体式 镶拼式 组合式：多孔落料模、级进模 冲模的电火花加工 硬质合金：电极适当加长。 工具电极的截面轮廓尺寸比预定加工的型孔尺寸均匀地减少一个加工间隙。 重心位于主轴中心线上。 电极减重：开减轻孔不能是通孔电极的制造 机加成型磨 钳工精修 线切割加工 酸洗 镀铜、镀锌 型腔模的电火花加工型腔模电火花加工的工艺方法 锻模、压铸模、胶木模、塑料模、挤压模。 特点： 盲孔加工，循环、排除差，无法靠进给补偿精度，加工面积大，损耗不均匀，精度。加工

8、方法: 单电极平动法 多电极改换法 分解电极法 型腔模的电火花加工单电极平动法一个电极：粗、中、精主轴头上数控：摇动加工： 任务台按一定轨迹做微量挪动 型腔模的电火花加工多电极改换法 多电极依次改换加工同一型腔 型腔模的电火花加工分解电极法 单电极平动加工法和多电极改换加工法的综合运用。 主型腔和副型腔电极 先主后副 型腔模的电火花加工 型腔模的电火花加工型腔模加工用工具电极电极资料的选择铜钨合金、银钨合金、石墨常用：紫铜、石墨型腔模加工用工具电极电极的设计截面尺寸：a=AKba电极程度方向的尺寸A型腔图纸上名义尺寸K与型腔尺寸注法有关的系数直径方向双边：K=2半径方向单边：K=1b电极半径缩

9、放量或平动头偏心量0.70.9b=SLHmaxhmaxSL单面加工间隙Hmax前一规准加工时外表微观不平度最大值hmax本规准加工时外表微观不平度最大值：缩： 放：型腔模加工用工具电极电极高度：H=LlH总高度l有效长度L添加长度排气孔和冲油孔设计 直径：12mm 孔距：2040mm 拐角、窄缝、凹入 小孔加工特点： 加工面积小、深度大，直径普通为0.052，深径比达20以上。 盲孔加工，排屑困难。 电极截面积小，容易变形，不易散热，排屑困难，电极损耗大，电极： 铜钨合金丝、钨丝、钼丝、黄铜丝 导向安装 电磁振动头 超声波振动 小孔加工电火花高速小孔加工 管状电极：回转、轴向进给 15Mpa高

10、压任务液 去离子水、蒸溜水、乳化液、煤油 加工速度：可达60/min左右 0.3mm3mm，深径比超越100 3mm深330 预穿丝孔 喷嘴 异形小孔的电火花加工喷丝板电极制造： 冷拔整体电极 线切割加工整体电极 电火花反拷加工整体电极 电火花小孔磨削 电火花小孔磨削 电火花镗磨与磨削不同点是： 只需工件的旋转运动，电极的往复运动和进给运动，而电极工具没有转动运动。 镗： 锥度、椭圆度达0.0030.005， 外表粗糙度优于Ra0.32m。 电火花小孔磨削 电火花铲磨硬质合金小模数齿轮滚刀 电火花共轭同步回转加工螺纹电火花铲磨硬质合金小模数齿轮滚刀电火花共轭同步回转加工螺纹 优点： 没有喇叭口

11、 好的几何精度，外表粗糙度、高的稳定性 降低对电极设计和制造的要求 资料：紫铜、黄铜。 运用： 各类螺纹环规、塞规。 精细内、外齿轮加工。 精细旋转圆弧面、锥面加工。 静压轴承油腔、回转泵体。 梳刀、滚刀 电火花共轭同步回转加工螺纹各类螺纹环规、塞规 金属电火花外表强化和刻字电火花外表强化特性：当采用硬质合金作电极时，硬度可达11001400HV约70HRC以上或更高。当运用铬锰、钨铬钴合金、硬质合金作工具电极强化45钢时，其耐磨性比原表层提高22.5倍。用石墨作电极资料强化45钢，用食盐水作腐蚀性实验时，其耐腐蚀性提高90。用WC、CrMn作电极强化不锈钢时，耐蚀性提高35倍。耐热性大大提高，提高了工件运用寿命。疲劳强度提高2倍左右。硬化层厚度约为0.010.08。 金属电火花外表强化和刻字 金属电火花外表强化和刻字 电火花刻字工艺及安装 电火花双轴回转展成法磨削凹凸球面球头二、电火花加工新技术微小孔加工：区别在于制造电极反拷电极：用电火花加工方法加工电极 块规法WEDG法单次放电扫描创成电火花铣削气体放电铣削多次反拷加工法 混粉电火花加工气体电火花加工 电火花扫描创成电火花铣削液中电火花放电外表改性电火花放电堆积电火花外表着色电火花弯曲孔加工电火花镗削加工绝缘资料电火花加工 WEDG法图19