河北工业大学《先进制造技术》之特种加工教材

1、先进制造技术先进制造工艺河北工业大学 机械学院特 种 加 工Non-traditional Machining1主要内容容概述电火花加加工电化学加加工高能束加加工超声波加加工21.1特种加工工的产生生与发展展第二次世世界大战战后，特特别是进进入20世纪50年代以来来，随着着生产发发展和科科学实验验的需要要，对机机械制造造部门提提出了下下列新的的要求：(1)解决各种种难切削削材料的的加工问问题。(2)解决各种种特殊复复杂表面面的加工工问题。(3)解决各种种超精、光整或或具有特特殊要求求的零件件的加工工问题。3451.2特种加工工的概念念随着社会会生产的的需要和和科学技技术的进进步，20世纪40年

2、代，前前苏联科科学家拉拉扎连柯柯夫妇研研究开关关触点遭遭受火花花放电腐腐蚀损坏坏的现象象和原因因，发现现电火花花的瞬时时高温可可使局部部的金属属熔化、气化而而被腐蚀蚀掉，开开创和发发明了电电火花加加工。61.2特种加工工的概念念由于各种种先进技技术的不不断应用用，产生生了多种种有别于于传统机机械加工工的新加加工方法法。这些新加加工方法法从广义义上定义义为特种加工工(NTM，Non-TraditionalMachining)，也被称称为非传统加加工技术术，其加工工原理是是将电、热热、光、声、化化学等能能量或其其组合施施加到工工件被加加工的部部位上，从而实实现材料料去除。71.3特种加工工的特点点

3、及发展展与传统的的机械加加工相比比，特种种加工的的不同点点是：(1)不是主要要依靠机机械能，而是主主要用其其他能量量(如电、化化学、光光、声、热等)去除金属属材料。(2)加工过程程中工具具和工件件之间不不存在显显著的机机械切削削力，故故加工的的难易与与工件硬硬度无关关。(3)各种加工工方法可可以任意意复合、扬长避避短，形形成新的的工艺方方法，更更突出其其优越性性，便于于扩大应应用范围围。如目前的的电解电电火花加加工(ECDM)、电解电电弧加工工(ECAM)就是两种种特种加加工复合合而形成成的新加加工方法法。8特种加工工与传统统加工的的区别传统加工工：以硬硬克软特种加工工：工具具的硬度度不一定定

4、大于工工件的硬硬度传统加工工：利用用机械能能特种加工工：利用用电能、化学能能、声能能、光能能等传统加工工方法：利用机机械能和和切削力力来切除除工件金金属而达达到制造造要求，其加工工实质是是“以硬对软软”。9正因为特特种加工工工艺具具有上述述特点，所以就就总体而而言，特特种加工工可以加加工任何何硬度、强度、韧性、脆性的的金属或或非金属属材料，且专长长于加工工复杂、微细表表面和低低刚度的的零件。目前，国国际上对对特种加加工技术术的研究究主要表表现在以以下几个个方面：(1)微细化。目前，国国际上对对微细电电火花加加工、微微细超声声波加工工、微细细激光加加工、微微细电化化学加工工等的研研究正方方兴未艾

5、艾，特种种微细加加工技术术有望成成为三维维实体微微细加工工的主流流技术。(2)特种加工工的应用用领域正正在拓宽宽。例如，非非导电材材料的电电火花加加工，电电火花、激光、电子束束表面改改性等。1.3特种加工工的特点点及发展展10(3)广泛采用用自动化化技术。充分利用用计算机机技术对对特种加加工设备备的控制制系统、电源系系统进行行优化，建立综综合参数数自适应应控制装装置、数数据库等等，进而而建立特种种加工的的CAD/CAM和FMS系统，这这是当前前特种加加工技术术的主要要发展趋趋势。用简单工工具电极极加工复复杂的三三维曲面面是电解解加工和和电火花花加工的的发展方方向。目前已实实现用四四轴联动动线切

6、割割机床切切出扭曲曲变截面面的叶片片。随着着设备自自动化程程度的提提高，实现特种种加工柔柔性制造造系统已已成为各各工业国国家追求求的目标标。1.3特种加工工的特点点及发展展11我国的特特种加工工技术起起步较早早。20世纪50年代中期期我国工工厂已设设计研制制出电火花穿穿孔机床床，60年代末上上海电表表厂张维维良工程程师在阳阳极机械切割割的基础础上发明明了我国国独创的的快走丝线线切割机机床，上海复复旦大学学研制出出电火花线线切割数数控系统统。但是由由于我国国原有的的工业基基础薄弱弱，特种种加工设设备和整整体技术术水平与与国际先先进水平平有不少少差距，每年还还需从国国外进口口300台以上高高档电加

7、加工机床床。1.3特种加工工的特点点及发展展121.4特种加工工的发展展方向向微细加加工、纳纳米加工工方向发发展（微细电电火花、超声波波、激光光、电化化学等）电火花打打孔10m激光打孔孔131.4特种加工工的发展展方向自动化、柔性化化、集成成化、智智能化概概念和技技术渗透透到特种种加工领领域（加工质质量和效效率高、多品种种小批量量、设计计制造一一体化、智能决决策）新方法、新技术术（新的加加工方法法、复合合加工）绿色制造造（用水基基液代替替有污染染的工作作液）141.5特种加工工的分类类特种加工工的分类类还没有有明确的的规定，一般按按能量来来源和作作用形式式以及加加工原理理可分为为表1-1所示的

8、形形式。表1-1常用特种种加工方方法的分分类加 工 方 法主要能量形式作用形式符号电火花加工电火花成型加工电能、热能熔化、气化EDM电火花线切割加工电能、热能熔化、气化WEDM电化学加工电解加工电化学能金属离子阳极溶解ECM(ELM)电解磨削电化学能、机械能阳极溶解、磨削EGM(ECG)电解研磨电化学能、机械能阳极溶解、研磨ECH电铸电化学能金属离子阴极沉积EFM涂镀电化学能金属离子阴极沉积EPM高能束加工激光束加工光能、热能熔化、气化LBM电子束加工光能、热能熔化、气化EBM离子束加工电能、机械能切蚀IBM等离子弧加工电能、热能熔化、气化PAM15表1-1常用特种种加工方方法的分分类物料切蚀

9、加工超声加工声能、机械能切蚀USM磨料流加工机械能切蚀AFM液体喷射加工机械能切蚀HDM化学加工化学铣削化学能腐蚀CHM化学抛光化学能腐蚀CHP光刻光能、化学能光化学腐蚀PCM复合加工电化学电弧加工电化学能熔化、气化腐蚀ECAM电解电化学机械磨削电能、热能离子溶解、熔化、切割MEEC16尽管特种种加工优优点突出出，应用用日益广广泛，但但是各种种特种加加工的能能量来源源、作用用形式、工艺特特点却不不尽相同同，其加加工特点点与应用用范围自自然也不不一样，而且各各自还都都具有一一定的局局限性。为了更好好地应用用和发挥挥各种特特种加工工的最佳佳功能及及效果，必须依依据工件件材料、尺寸、形状、精度、生产

10、率率、经济济性等情情况作具具体分析析，区别别对待，合理选选择特种种加工方方法。表1-2对几种常常见的特特种加工工方法进进行了综综合比较较。1.5特种加工工的分类类17表1-2几种常见见特种加加工方法法的综合合比较加工方法可加工材料工具损耗率/%(最低/平均)材料去除率/(mm3/min)(平均/最高)可达到尺寸精度/mm(平均/最高)可达到表面粗糙度Ra/m(平均/最高)主要适用范围电火花成型加工任何导电金属材料，如硬质合金钢、耐热钢、不锈钢、淬火钢、钛合金等0.1/1030/30000.03/0.00310/0.04从数微米的孔、槽到数米的超大型模具、工件等，如各种类型的孔、各种类型的模具电

11、火花线切割加工较小(可补偿)20/200*(mm2/min)0.02/0.0025/0.32切割各种二维及三维直纹面组成的模具及零件，也常用于钼、钨、半导体材料或贵重金属切削电解加工不损耗100/100000.1/0.011.25/0.16从微小零件到超大型工件、模具的加工，如型孔、型腔、抛光、去毛刺等18电解磨削1/501/1000.02/0.0011.25/0.04硬质合金钢等难加工材料的磨削，如硬质合金刀具、量具等超声波加 工任何脆性材料0.1/101/500.03/0.0050.63/0.16加工脆硬材料，如玻璃、石英、宝石、金刚石、硅等，可加工型孔、型腔、小孔等激光加工任何材料不损耗

12、(三种加工，没有成型用的工具)瞬时去除率很高，受功率限制，平均去除率不高0.01/0.00110/1.25精密加工小孔、窄缝及成型切割、蚀刻，如金刚石拉丝模、钟表宝石轴承等电子束加 工在各种难加工材料上打微小孔、切缝、蚀刻、焊接等，常用于制造大、中规模集成电路微电子器件离子束加 工很低/0.01 m/0.01对零件表面进行超精密、超微量加工、抛光、刻蚀、掺杂、镀覆等表1-2几种常见见特种加加工方法法的综合合比较192电火花加加工EDMElectrical DischargeMachining电火花加加工的原原理电火花加加工的机机理影响电蚀蚀量的主主要因素素电火花加加工的设设备电火花加加工的应应

13、用电火花线线切割202.1电火花加加工的原原理电火花加加工基于于电火花花腐蚀原原理，是是在工具具电极与与工件电电极相互互靠近时时，极间间形成脉脉冲性火火花放电电，在电电火花通通道中产产生瞬时时高温，使金属属局部熔熔化，甚甚至气化化，从而而将金属属蚀除下下来。电腐蚀现现象的原原因火花放电电产生热量量高温金属局部部熔化、气化被去除电火花加加工原理理演示212.1电火花加加工原理理实现现条件极间保持持一定放放电间隙隙自动进给给调节系系统间隙过大大：不能能击穿间隙过小小：短路路接触瞬时的脉脉冲放电电（10-7 10-3s）脉冲电源源连续放电电：电弧弧放电，无法控控制尺寸寸输送到两两极间的的能量要要足够

14、大大，即放放电通道道要有很很大的电电流密度度（一般般为105-1016A/cm2）222.1电火花加加工原理理实现现条件两电极之之间必须须充入介介质工作液循循环过滤滤系统工作液：煤油、皂化液液、去离离子水工作液的的作用有利于火火花放电电排除电蚀蚀产物冷却电极极和工件件对导电材材料进行行尺寸加加工时，两极间间为液体体介质；进行材料料表面强强化时，两极间间为气体体介质。232.2电火花加加工的机机理图2-1电火花加加工机理理242.2电火花加加工的机机理(1)极间介质质的电离离、击穿穿，形成成放电通通道。工具电极极与工件件电极缓缓缓靠近近，极间间的电场场强度增增大，由由于两电电极的微微观表面面是凹

15、凸凸不平的的，因此此在两极极间距离离最近的的A、B处电场强强度最大大。工具电极极与工件件电极之之间充满满着液体体介质，液体介介质中不不可避免免地含有有杂质及及自由电电子，它它们在强强大的电电场作用用下，形形成了带带负电的的粒子和和带正电电的粒子子，电场场强度越越大，带带电粒子子就越多多，最终终导致液液体介质质电离、击穿，形成放放电通道道。252.2电火花加加工的机机理(1)极间介质质的电离离、击穿穿，形成成放电通通道。放电通道道是由大大量高速速运动的的带正电电和带负负电的粒粒子以及及中性粒粒子组成成的。由于通道道截面很很小，通通道内因因高温热热膨胀形形成的压压力高达达几万帕帕，高温温高压的的放

16、电通通道急速速扩展，产生一一个强烈烈的冲击击波向四四周传播播。在放电的的同时还还伴随着着光效应应和声效效应，这这就形成成了肉眼眼所能看看到的电电火花。262.2电火花加加工的机机理极间介质质的电离离、击穿穿、形成成放电通通道 272.2电火花加加工的机机理(2)电极材料料的熔化化、气化化热膨胀胀。液体介质质被电离离、击穿穿，形成成放电通通道后，通道间间带负电电的粒子子奔向正正极，带带正电的的粒子奔奔向负极极，粒子子间相互互撞击，产生大大量的热热能，使使通道瞬瞬间达到到很高的的温度。通道高温温首先使使工作液液汽化，进而气气化，然然后高温温向四周周扩散，使两电电极表面面的金属属材料开开始熔化化直至

17、沸沸腾气化化。气化后的的工作液液和金属属蒸气瞬瞬间体积积猛增，形成了了爆炸的的特性。所以在观观察电火火花加工工时，可可以看到到工件与与工具电电极间有有冒烟现现象，并并听到轻轻微的爆爆炸声。282.2电火花加加工的机机理介质热分分解、电电极材料料熔化、气化热热膨胀 + 292.2电火花加加工的机机理(3)电极材料料的抛出出。正负电极极间产生生的电火火花现象象，使放放电通道道产生高高温高压压。通道中心心的压力力最高，工作液液和金属属气化后后不断向向外膨胀胀，形成成内外瞬瞬间压力力差，高高压力处处的熔融融金属液液体和蒸蒸汽被排排挤，抛抛出放电电通道，大部分分被抛入入到工作作液中。仔细观察察电火花花加

18、工，可以看看到桔红红色的火火花四溅溅，这就就是被抛抛出的高高温金属属熔滴和和碎屑。302.2电火花加加工的机机理电极材料料抛出 +存在下面面三种作作用热爆炸力力瞬时膨胀胀电动力正负离子子对电极极的冲击击压力流体动力力蒸发、分分解气体体312.2电火花加加工的机机理(4)极间介质质的消电电离。加工液流流入放电电间隙，将电蚀蚀产物及及残余的的热量带带走，并并恢复绝绝缘状态态。若电火花花放电过过程中产产生的电电蚀产物物来不及及排除和和扩散，产生的的热量将将不能及及时传出出，使该该处介质质局部过过热，局局部过热热的工作作液高温温分解、积炭，使加工工无法继继续进行行，并烧烧坏电极极。为了保证证电火花花加

19、工过过程的正正常进行行，在两两次放电电之间必必须有足足够的时时间间隔隔让电蚀蚀产物充充分排出出，恢复复放电通通道的绝绝缘性，使工作作液介质质消电离离。322.2电火花加加工的机机理一次电火火花腐蚀蚀的微观观过程（3）电极材料料抛出气化区熔化区热影响区区无变化区区332.2电火花加加工的机机理上述步骤骤(1)(4)在一秒内内约数千千次甚至至数万次次地往复复式进行行；即单个脉脉冲放电电结束，经过一一段时间间间隔(即脉冲间间隔)使工作液液恢复绝绝缘后，第二个个脉冲又又作用到到工具电电极和工工件上，又会在在当时极极间距离离相对最最近或绝绝缘强度度最弱处处击穿放放电，蚀蚀出另一一个小凹凹坑。这样以相相当

20、高的的频率连连续不断断地放电电，工件件不断地地被蚀除除，故工工件加工工表面将将由无数数个相互互重叠的的小凹坑坑组成(如图2-2所示)。所以电火火花加工工是大量量的微小小放电痕痕迹逐渐渐累积而而成的去去除金属属的加工工方式。342.2电火花加加工的机机理图2-2电火花表表面局部部放大图图352.3影响材料料电蚀量量的主要要因素极性效应应覆盖效应应电参数金属材料料热学常常数工作液其他因素素362.31极性效应应对电蚀蚀量的影影响极性效应应在电火花花加工时时，相同同材料(如用钢电电极加工工钢)两电极的的被腐蚀蚀量是不不同的。其中一一个电极极比另一一个电极极的蚀除除量大，这种现现象叫做做极性效效应。如

21、果两电电极材料料不同，则极性性效应更更加明显显。在生产中中，将工工件接脉脉冲电源源正极(工具电极极接脉冲冲电源负负极)的加工称称为正极性加加工，反之称称为负极性加加工。372.31极性效应应对电蚀蚀量的影影响在实际加加工中，极性效效应受到到电极及及电极材材料、加加工介质质、电源源种类、单个脉脉冲能量量等多种种因素的的影响，其中主主要原因因是脉冲冲宽度。“正极性性”接线线图“负极性性”接线线图382.31极性效应应对电蚀蚀量的影影响在电场的的作用下下，放电电通道中中的电子子奔向正正极，正正离子奔奔向负极极。在窄脉宽度度加工时，由于电电子惯性性小，运运动灵活活，大量量的电子子奔向正正极，并并轰击正

22、正极表面面，使正正极表面面迅速熔熔化和气气化；而正离子子惯性大大，运动动缓慢，只有一一小部分分能够到到达负极极表面，而大量量的正离离子不能能到达；因此电子子的轰击击作用大大于正离离子的轰轰击作用用，正极极的电蚀蚀量大于于负极的的电蚀量量，这时时应采用用正极性性加工。392.31极性效应应对电蚀蚀量的影影响在宽脉冲宽宽度加工时，因为质质量和惯惯性都大大的正离离子将有有足够的的时间到到达负极极表面；由于正离离子的质质量大，它对负负极表面面的轰击击破坏作作用要比比电子强强，同时时到达负负极的正正离子又又会牵制制电子的的运动，故负极极的电蚀蚀量将大大于正极极，这时时应采用用负极性性加工。在实际加加工中

23、，要充分分利用极极性效应应，正确确选择极极性，最最大限度度地提高高工件的的蚀除量量，降低低工具电电极的损损耗。402.31极性效应应对电蚀蚀量的影影响电子的质质量正离子的的质量电子的惯惯性小窄脉冲：正极性性加工长脉冲：负极性性 加工工412.32覆盖效应应对电蚀蚀量的影影响在材料放放电腐蚀蚀过程中中，一个个电极的的电蚀产产物转移移到另一一个电极极表面上上，形成成一定厚厚度的覆覆盖层，这种现现象叫做做覆盖效应应。覆盖效应应对被覆覆盖电极极起到了了保护和和补偿作作用，改改变了两两极的电电蚀量，合理利利用覆盖盖效应有有利于降降低电极极损耗。在电火花花加工过过程中，覆盖层层不断形形成又不不断被破破坏。

24、为为了实现现电极低低损耗，达到提提高加工工精度的的目的，必须使使覆盖层层形成与与破坏的的程度达达到动态态平衡。422.32覆盖效应应对电蚀蚀量的影影响在油类介介质中加加工时，覆盖层层主要是是石墨化化的碳素素层，其其次是粘粘附在电电极表面面的金属属微粒粘粘结层。碳素层层具有很很高的耐耐电腐蚀蚀性，对对电极表表面有一一定保护护作用。碳素层的的生成条条件主要要有以下下几点：(1)要有足够够高的温温度，电电极上待待覆盖部部分的表表面温度度不低于于碳素层层生成温温度，但但要低于于熔点，以使碳碳粒子烧烧结成石石墨化的的耐蚀层层。(2)要有足够够多的电电蚀产物物，尤其其是介质质的热解解产物碳粒子子。(3)要

25、有足够够时间，以便在在这一表表面上形形成一定定厚度的的碳素层层。(4)一般采用用负极性性加工，因为碳碳素层易易在阳极极表面生生成。(5)必须在油油类介质质中加工工。432.32覆盖效应应对电蚀蚀量的影影响影响覆盖盖效应的的主要因因素有如如下：(1)脉冲参数数与波形形的影响响。增大脉冲冲放电能能量有助助于覆盖盖层的生生长，但但对中、精加工工有相当当大的局局限性；减小脉冲冲间隔有有利于在在各种电电规准下下生成覆覆盖层，但若脉脉冲间隔隔过小，正常的的火花放放电有转转变为破破坏性电电弧放电电的危险险。此外，采采用某些些组合脉脉冲波加加工，有有助于覆覆盖层的的生成，其作用用类似于于减小脉脉冲间隔隔，并且

26、且可大大大减少转转变为破破坏性电电弧放电电的危险险。442.32覆盖效应应对电蚀蚀量的影影响影响覆盖盖效应的的主要因因素有如如下：(2)电极对材材料的影影响。（紫铜和和石墨）铜加工钢钢时覆盖盖效应较较明显，但铜电电极加工工硬质合合金工件件则不大大容易生生成覆盖盖层。铜的熔点点虽比钢钢低，但但由于导导热系数数比较大大，电蚀蚀量一般般就比钢钢小；石墨的电电蚀量很很小，因因为它的的熔点、沸点温温度很高高，且热热容量又又很大。工业生生产中，具有高高耐蚀性性的碳素素石墨电电极获得得了广泛泛地应用用。452.32覆盖效应应对电蚀蚀量的影影响影响覆盖盖效应的的主要因因素有如如下：(3)工作液的的影响。油类工

27、作作液在放放电产生生的高温温作用下下，生成成大量的的碳粒子子，有助助于碳素素层的生生成。如果用水水做工作作液，则则不会产产生碳素素层。462.32覆盖效应应对电蚀蚀量的影影响影响覆盖盖效应的的主要因因素有如如下：(4)工艺条件件的影响响。覆盖层的的形成还还与间隙隙状态有有关。如工作液液脏、电电极截面面面积较较大、电电极间隙隙较小、加工状状态较稳稳定等情情况均有有助于生生成覆盖盖层。但若加工工中冲油油压力太太大，则则覆盖层层较难生生成。这这是因为为冲油会会使趋向向电极表表面的微微粒运动动加剧，而微粒粒无法粘粘附到电电极表面面上去。472.33电参数对对电蚀量量的影响响电火花加加工过程程中腐蚀蚀金

28、属的的量(即电蚀量量)与单个脉脉冲能量量、脉冲冲效率等等电参数数密切相相关。在电火花花加工过过程中，无论正正极或负负极都存存在单个个脉冲的的蚀除量量与单个个脉冲能能量在一一定范围围内成正正比的关关系。某一段时时间内的的总蚀除除量约等等于这段段时间内内各单个个有效脉脉冲蚀除除量的总总和，所所以正、负极的的蚀除速速度与单单个脉冲冲能量、脉冲频频率成正正比。482.33电参数对对电蚀量量的影响响单个脉冲冲能量与与平均放放电电压压、平均均放电电电流和脉脉冲宽度度成正比比。在实际加加工中，其中击击穿后的的放电电电压与电电极材料料及工作作液种类类有关，而且在在放电过过程中变变化很小小，所以以对单个个脉冲能

29、能量的大大小主要要取决于于平均放放电电流流和脉冲冲宽度的的大小。由上可见见，要提提高电蚀蚀量，应应增加平平均放电电电流、脉冲宽宽度及提提高脉冲冲频率。492.33电参数对对电蚀量量的影响响但在实际际生产中中，这些些因素往往往是相相互制约约的，并并影响到到其它工工艺指标标，应根根据具体体情况综综合考虑虑。例如，增增加平均均放电电电流，加加工表面面粗糙度度值也随随之增大大。q：在t时间内的的总蚀除除量；：蚀除速速度，亦亦即工件件生产率率或工具具损耗速速度；Wm：单个脉脉冲能量量；f:脉冲频率率；:有效脉冲冲利用率率；t:加工时间间；K:与电极材材料、脉脉冲参数数、工作作液等有有关的工工艺参数数。5

30、02.33电参数对对电蚀量量的影响响因此提高高电蚀量量和生产产率的途途径在于于：提高脉冲冲频率，增加单单个脉冲冲能量或或增加平平均放电电电流（对矩形形脉冲即即为峰值值电流）和脉冲冲宽度；减小脉间间并提高高有关的的工艺参参数但脉脉间过短短，又将将产生电电弧放电电，而随随着单个个脉冲能能量的增增加，加加工表面面粗糙度度值也随随之增大大。在生产中中要考虑虑到以上上各因素素之间的的相互制制约关系系和对其其它工艺艺指标的的影响。512.34金属材料料热学常常数对电电蚀量的的影响正负电极极表面电电蚀量分分配不均均除了与与电极极极性有关关外，还还与电极极的材料料有很大大关系。当每次脉脉冲放电电时，在在通道内

31、内以及正正、负电电极放电电点都瞬瞬时获得得大量热热能，这这些热能能有一部部分由于于热传导导而散失失到电极极其它部部分和工工作液中中，其余余都将消消耗在比热容、熔化热热、气化化热中。当脉冲放放电能量量相同时时，金属属工件的的熔点、沸沸点、比比热容、熔化热热、气化化热等愈高，电蚀量将将愈少，愈难加加工；导热系数数愈大的金属，因能把把较多的的热量传传导、散散失到其其它部位位，故降降低了本本身的蚀蚀除量。522.34金属材料料热学常常数对电电蚀量的的影响因此，电电极的蚀蚀除量与与电极材材料的导导热系数数及其它它热学常常数等有有密切的的关系。而且单个个脉冲能能量一定定时，脉脉冲电流流幅值愈愈小，脉脉冲宽

32、度度愈长，散失的的热量也也愈多，使电蚀蚀量减少少；当脉冲宽宽度愈短短，脉冲冲电流幅幅值愈大大，会使使热量过过于集中中而来不不及传导导扩散。虽然散失失的热量量减少，但抛出出金属中中的气化化部分比比例增大大，多耗耗了气化化热，使使得电蚀蚀量也降降低。532.35工作液对对电蚀量量的影响响电火花加加工一般般在液体体介质中中进行。液体介介质通常常叫做工工作液。工作液液作用主主要是：(1)压缩放电电通道，并限制制其扩展展，使放放电能量量高度集集中在极极小的区区域内，既加强强了蚀除除的效果果，又提提高了放放电仿型型的精确确性。(2)加速电极极间隙的的冷却和和消电离离过程，有助于于防止出出现破坏坏性电弧弧放

33、电。(3)加速电蚀蚀产物的的排除。(4)加剧放电电的流体体动力过过程，有有助于金金属的抛抛出。542.35工作液对对电蚀量量的影响响只有绝缘缘介质才才能产生火花花击穿并并且在放放电结束束后迅速速恢复间间隙绝缘缘状态。液体介介质的绝缘强度度比较高高，可以在在较小电电极间隙隙下击穿穿，从而而提高仿型型精度；火花放电电受液体体介质的的压缩和和放电磁磁场的压压缩，放放电通道道截面积积很小，电流密密度高度度集中，提高了了生产率率和加工工精度；在脉冲放放电作用用下，液液体介质质急剧蒸蒸发，产产生局部部高压有有利于金金属和电电蚀产物物的排出出，液体体介质冷冷却电极极和工件件，防止止热变形形。冷却却的介质质又

34、使电电流密度度加大，能量更更加集中中。绝缘恢复复得快的的液体介介质有助助于减少少放电后后残留离离子，避避免电弧弧放电。552.35工作液对对电蚀量量的影响响工作液性性能对加加工质量量的影响响很大。介电性能能好，密度度和粘度度大的工工作液有有利于压压缩放电电通道，提高放放电能量量密度，强化电电蚀产物物抛出；但粘度度大又不不利于电电蚀产物物排出，影响正正常放电电。目前，电电火花成成形加工工多采用用油类做做工作液液。机油油粘度大大、燃点点高，用用它做工工作液有有利于压压缩放电电通道，提高放放电的能能量密度度，强化化电蚀产产物的抛抛出效果果，但粘粘度大，不利于于电蚀产产物的排排出，影影响正常常放电；煤

35、油粘粘度低，流动性性好，但但排屑条条件较好好。562.35工作液对对电蚀量量的影响响粗加工时时脉冲能量量大，加加工间隙隙大，爆爆炸排屑屑抛出能能力强，选用介介电性能能、粘度度较大的的机油，机油燃燃点较高高，大能能量加工工时着火火燃烧的的可能性性小。在半精、精精加工时放电间间隙小，排屑困困难，选选用粘度度小，流流动性好好，渗透透性好的的煤油作为工作作液。用各种油油类以及及其它碳碳氢化合合物做工工作液时时，在放放电过程程中不可可避免地地产生大大量碳黑黑，严重重影响电电蚀产物物的排除除及加工工速度，这种影影响在精精密加工工中尤为为明显。在精密加工工中，可采采用比较较纯的蒸馏水、去离子水水或乙醇水溶溶

36、液来做工作作液，其其绝缘强强度比普普通水高高。572.36其它因素素对电蚀蚀量的影影响加工过程程的稳定定性，加加工过程程不稳定定将干扰扰以致破破坏正常常的火花花放电，使有效效脉冲利利用率降降低。随着加工工深度、加工面面积的增增加，或或者加工工型面复复杂程度度的增加加，都将将不利于于电蚀产产物的排排出，影影响加工工稳定性性；降低加工工速度，严重时时将造成成结炭拉拉弧，使使加工难难以进行行。582.36其它因素素对电蚀蚀量的影影响为了改善善排屑条条件，提提高加工工速度和和防止拉拉弧，常常采用强强迫冲油油和工具具电极定定时抬刀刀等措施施。电极材料料对加工工稳定性性也有影影响，钢钢电极加加工钢时时不易

37、稳稳定，纯纯铜、黄黄铜加工工钢时则则比较稳稳定。脉冲电源源的波形形及其前前后沿陡陡度影响响着输入入能量的的集中或或分散程程度，对对电蚀量量也有很很大影响响。592.36其它因素素对电蚀蚀量的影影响在电火花花加工过过程中电电极材料料瞬时熔熔化或气气化而抛抛出，如如果抛出出速度很很高，就就会冲击击另一电电极表面面使其蚀蚀除量增增大；如如果抛出出速度较较低，则则当喷射射到另一一电极表表面时，会反粘粘和涂覆覆在电极极表面，减少其其蚀除量量。炭黑膜的的形成也也将影响响到电极极的蚀除除量。如如果工作作液是以以水溶液液为基础础的，如如去离子子水、乳乳化液等等，还会会产生电电化学阳阳极溶解解和阴极极电镀沉沉积

38、现象象，影响响电极的的蚀除量量。602.5电火花加加工的特特点(1)被加工材材料的可可加工性性主要取取决于材材料的电电学、热热学性能能，而与与材料的的力学性性能几乎乎无关。这就使使电火花花加工能能以柔克克刚，用用较软的的工具加加工较硬硬和较韧韧的材料料，例如如用紫铜铜或石墨墨的工具具电极加加工淬火火钢；不不锈钢、硬质合合金，甚甚至可以以加工各各种超便便材料。(2)加工中工工具电极极与工件件不直接接接触，故没有有显著的的“切削力”，适于加加工各种种弹性薄薄壁件，对于大大件加工工也不会会出现因因同时加加工的面面积大而而引起加加工变形形的问题题。(3)可以将电电极的形形状“复印”到工件上上适合合加工

39、各各种型孔孔、空间间曲面及及复杂形形状的表表面。612.5电火花加加工的应应用电火花穿穿孔加工工演示电火花成成型加工工演示62电火花加加工表面面粗糙度度粗加工表表面半精加工工表面精加工表表面632.6电火花线线切割工作原原理电火花线线切割是是采用线状电极极通过火花花放电对对工件进进行切割割的。有有时被笼笼统地称称为线切切割。电火花线线切割无无须制作作成形电电极，而而是采用用电极丝丝(铜丝或钼钼丝)对工件进进行切割割成形。电极是铜铜丝或钼钼丝，贮贮丝筒使使电极丝丝作正反反向交替替移动，工作台台带动工工件在两两个水平平坐标方方向上按按预定的的控制程程序作伺伺服进给给运动，从而切切割工件件成形。642.6电火花线线切割工作原原理电极丝与与工件之之间脉冲冲放电（正极性性加工）电极丝沿沿其轴向向作走丝丝运动（金属丝丝0.0060.2mm）工件相对对于电极极丝在X、Y平面内作作数控运运动快走丝：走丝速速度810m/s，往复运运动（我国独独创）慢走丝：走丝速速度0.2m/s，单向运运动XY电源电火花