第三章 先进制造工艺

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-traditionalMachining1主要内容概述电火花加工电化学加工高能束加工超声波加工21.1特种加工的产生与发展第二次世界大战后，特别是进入20世纪50年代以来，随着生产发展和科学实验的需要，对机械制造部门提出了下列新的要求：(1)解决各种难切削材料的加工问题。(2)解决各种特殊复杂表面的加工问题。(3)解决各种超精、光整或具有特殊要求的零件的加工问题。3451.2特种加工的概念随着社会生产的需要和科学技术的进步，20世纪40年代，前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因，发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉，开创和发明了电火花加工。61.2特种加工的概念由于各种先进技术的不断应用，产生了多种有别于传统机械加工的新加工方法。这些新加工方法从广义上定义为特种加工(NTM，Non-TraditionalMachining)，也被称为非传统加工技术，其加工原理是将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上，从而实现材料去除。

71.3特种加工的特点及发展

与传统的机械加工相比，特种加工的不同点是：

(1)不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除金属材料。(2)加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力，故加工的难易与工件硬度无关。(3)各种加工方法可以任意复合、扬长避短，形成新的工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。如目前的电解电火花加工(ECDM)、电解电弧加工(ECAM)就是两种特种加工复合而形成的新加工方法。8特种加工与传统加工的区别传统加工：以硬克软特种加工：工具的硬度不一定大于工件的硬度传统加工：利用机械能特种加工：利用电能、化学能、声能、光能等传统加工方法：利用机械能和切削力来切除工件金属而达到制造要求，其加工实质是“以硬对软”。9正因为特种加工工艺具有上述特点，所以就总体而言，特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料，且专长于加工复杂、微细表面和低刚度的零件。目前，国际上对特种加工技术的研究主要表现在以下几个方面：(1)微细化。目前，国际上对微细电火花加工、微细超声波加工、微细激光加工、微细电化学加工等的研究正方兴未艾，特种微细加工技术有望成为三维实体微细加工的主流技术。(2)特种加工的应用领域正在拓宽。例如，非导电材料的电火花加工，电火花、激光、电子束表面改性等。1.3特种加工的特点及发展

10(3)广泛泛采采用用自自动动化化技技术术。。充分分利利用用计计算算机机技技术术对对特特种种加加工工设设备备的的控控制制系系统统、、电电源源系系统统进进行行优优化化，，建建立立综综合合参参数数自自适适应应控控制制装装置置、、数数据据库库等等，，进进而而建立立特特种种加加工工的的CAD/CAM和FMS系统统，，这这是是当当前前特特种种加加工工技技术术的的主主要要发发展展趋趋势势。用简单单工具具电极极加工工复杂杂的三三维曲曲面是是电解解加工工和电电火花花加工工的发发展方方向。目前已已实现现用四四轴联联动线线切割割机床床切出出扭曲曲变截截面的的叶片片。随随着设设备自自动化化程度度的提提高，，实现特特种加加工柔柔性制制造系系统已已成为为各工工业国国家追追求的的目标标。1.3特种加加工的的特点点及发发展11我国的的特种种加工工技术术起步步较早早。20世纪50年代中中期我我国工工厂已已设计计研制制出电火花花穿孔孔机床床，60年代末末上海海电表表厂张张维良良工程程师在在阳极极—机械切切割的的基础础上发发明了了我国国独创创的快走丝丝线切切割机机床，上海海复旦旦大学学研制制出电火花花线切切割数数控系系统。但是是由于于我国国原有有的工工业基基础薄薄弱，，特种种加工工设备备和整整体技技术水水平与与国际际先进进水平平有不不少差差距，，每年年还需需从国国外进进口300台以上上高档档电加加工机机床。。1.3特种加加工的的特点点及发发展121.4特种加加工的的发展展方向向向微细细加工工、纳纳米加加工方方向发发展（微细细电火火花、、超声声波、、激光光、电电化学学等））电火花花打孔孔φ10μm激光打打孔131.4特种加加工的的发展展方向向自动化化、柔柔性化化、集集成化化、智智能化化概念念和技技术渗渗透到到特种种加工工领域域（加工工质量量和效效率高高、多多品种种小批批量、、设计计制造造一体体化、、智能能决策策）新方法法、新新技术术（新的的加工工方法法、复复合加加工））绿色制制造（用水水基液液代替替有污污染的的工作作液））141.5特种加加工的的分类类特种加工的的分类还没没有明确的的规定，一一般按能量量来源和作作用形式以以及加工原原理可分为为表1-1所示的形式式。表1-1常用特种加加工方法的的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常用特种加加工方法的的分类物料切蚀加工超声加工声能、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尽管特种加加工优点突突出，应用用日益广泛泛，但是各各种特种加加工的能量量来源、作作用形式、、工艺特点点却不尽相相同，其加加工特点与与应用范围围自然也不不一样，而而且各自还还都具有一一定的局限限性。为了更好地地应用和发发挥各种特特种加工的的最佳功能能及效果，，必须依据据工件材料料、尺寸、、形状、精精度、生产产率、经济济性等情况况作具体分分析，区别别对待，合合理选择特特种加工方方法。表1-2对几种常见见的特种加加工方法进进行了综合合比较。1.5特种加工的的分类17表1-2几种常见特特种加工方方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/μm(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(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/0.01μm/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几种常见特特种加工方方法的综合合比较192电火花加工工EDM—ElectricalDischargeMachining电火花加工工的原理电火花加工工的机理影响电蚀量量的主要因因素电火花加工工的设备电火花加工工的应用电火花线切切割202.1电火花加工工的原理电火花加工工基于电火火花腐蚀原原理，是在在工具电极极与工件电电极相互靠靠近时，极极间形成脉脉冲性火花花放电，在在电火花通通道中产生生瞬时高温温，使金属属局部熔化化，甚至气气化，从而而将金属蚀蚀除下来。。电腐蚀现象象的原因火花放电→产生热量→高温→金属局部熔熔化、气化化→被去除电火花加工工原理演示示212.1电火花加工工原理－实实现条件极间保持一一定放电间间隙→自动进给调调节系统间隙过大：：不能击穿穿间隙过小：：短路接触触瞬时的脉冲冲放电（10-7~10-3s）→脉冲电源连续放电：：电弧放电电，无法控控制尺寸输送到两极极间的能量量要足够大大，即放电电通道要有有很大的电电流密度（（一般为105-1016A/cm2）222.1电火花加工工原理－实实现条件两电极之间间必须充入入介质→工作液循环环过滤系统统工作液：煤煤油、皂化化液、去离离子水工作液的作作用有利于火花花放电排除除电电蚀蚀产产物物冷却却电电极极和和工工件件对导电材料进进行尺寸加工工时，两极间间为液体介质质；进行材料表面面强化时，两两极间为气体体介质。232.2电火花加工的的机理图2-1电火花加工机机理242.2电火花加工的的机理(1)极间介质的电电离、击穿，，形成放电通通道。工具电极与工工件电极缓缓缓靠近，极间间的电场强度度增大，由于于两电极的微微观表面是凹凹凸不平的，，因此在两极极间距离最近近的A、B处电场强度最最大。工具电极与工工件电极之间间充满着液体体介质，液体体介质中不可可避免地含有有杂质及自由由电子，它们们在强大的电电场作用下，，形成了带负负电的粒子和和带正电的粒粒子，电场强强度越大，带带电粒子就越越多，最终导导致液体介质质电离、击穿穿，形成放电电通道。252.2电火花花加工工的机机理(1)极间介介质的的电离离、击击穿，，形成成放电电通道道。放电通通道是是由大大量高高速运运动的的带正正电和和带负负电的的粒子子以及及中性性粒子子组成成的。。由于通通道截截面很很小，，通道道内因因高温温热膨膨胀形形成的的压力力高达达几万万帕，，高温温高压压的放放电通通道急急速扩扩展，，产生生一个个强烈烈的冲冲击波波向四四周传传播。。在放电电的同同时还还伴随随着光光效应应和声声效应应，这这就形形成了了肉眼眼所能能看到到的电电火花花。262.2电火花花加工工的机机理极间介介质的的电离离、击击穿、、形成成放电电通道道

＋

－－272.2电火花花加工工的机机理(2)电极材材料的的熔化化、气气化热热膨胀胀。液体介介质被被电离离、击击穿，，形成成放电电通道道后，，通道道间带带负电电的粒粒子奔奔向正正极，，带正正电的的粒子子奔向向负极极，粒粒子间间相互互撞击击，产产生大大量的的热能能，使使通道道瞬间间达到到很高高的温温度。。通道高高温首首先使使工作作液汽汽化，，进而而气化化，然然后高高温向向四周周扩散散，使使两电电极表表面的的金属属材料料开始始熔化化直至至沸腾腾气化化。气化后后的工工作液液和金金属蒸蒸气瞬瞬间体体积猛猛增，，形成成了爆爆炸的的特性性。所以在在观察察电火火花加加工时时，可可以看看到工工件与与工具具电极极间有有冒烟烟现象象，并并听到到轻微微的爆爆炸声声。282.2电火花加工工的机理介质热分解解、电极材材料熔化、、气化热膨膨胀

+

－292.2电火花加工工的机理(3)电极材料的的抛出。正负电极间间产生的电电火花现象象，使放电电通道产生生高温高压压。通道中心的的压力最高高，工作液液和金属气气化后不断断向外膨胀胀，形成内内外瞬间压压力差，高高压力处的的熔融金属属液体和蒸蒸汽被排挤挤，抛出放放电通道，，大部分被被抛入到工工作液中。。仔细观察电电火花加工工，可以看看到桔红色色的火花四四溅，这就就是被抛出出的高温金金属熔滴和和碎屑。302.2电火花加工工的机理电极材料抛抛出

+－存在下面三三种作用热爆炸力瞬时膨胀电动力正负离子对对电极的冲冲击压力流体动力蒸发、分解解气体312.2电火花加工工的机理(4)极间介质的的消电离。。加工液流入入放电间隙隙，将电蚀蚀产物及残残余的热量量带走，并并恢复绝缘缘状态。若电火花放放电过程中中产生的电电蚀产物来来不及排除除和扩散，，产生的热热量将不能能及时传出出，使该处处介质局部部过热，局局部过热的的工作液高高温分解、、积炭，使使加工无法法继续进行行，并烧坏坏电极。为了保证电电火花加工工过程的正正常进行，，在两次放放电之间必必须有足够够的时间间间隔让电蚀蚀产物充分分排出，恢恢复放电通通道的绝缘缘性，使工工作液介质质消电离。322.2电火花加工工的机理一次电火花花腐蚀的微微观过程（（3）电极材料抛抛出气化区熔化区热影响区无变化区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；；由于正离子子的质量大大，它对负负极表面的的轰击破坏坏作用要比比电子强，，同时到达达负极的正正离子又会会牵制电子子的运动，，故负极的的电蚀量将将大于正极极，这时应应采用负极极性加工。。在实际加工工中，要充充分利用极极性效应，，正确选择择极性，最最大限度地地提高工件件的蚀除量量，降低工工具电极的的损耗。402.31极性效应对对电蚀量的的影响＋－－＋－＋电子的质量量<正离子的质质量电子的惯性性小窄脉冲：正正极性加工工长脉冲：负极极性加工412.32覆盖效应对电电蚀量的影响响在材料放电腐腐蚀过程中，，一个电极的的电蚀产物转转移到另一个个电极表面上上，形成一定定厚度的覆盖盖层，这种现现象叫做覆盖效应。覆盖效应对被被覆盖电极起起到了保护和和补偿作用，，改变了两极极的电蚀量，，合理利用覆覆盖效应有利利于降低电极极损耗。在电火花加工工过程中，覆覆盖层不断形形成又不断被被破坏。为了了实现电极低低损耗，达到到提高加工精精度的目的，，必须使覆盖盖层形成与破破坏的程度达达到动态平衡衡。422.32覆盖效应对电电蚀量的影响响在油类介质中中加工时，覆覆盖层主要是是石墨化的碳碳素层，其次次是粘附在电电极表面的金金属微粒粘结结层。碳素层层具有很高的的耐电腐蚀性性，对电极表表面有一定保保护作用。碳素层的生成成条件主要有有以下几点：：(1)要有足够高的的温度，电极极上待覆盖部部分的表面温温度不低于碳碳素层生成温温度，但要低低于熔点，以以使碳粒子烧烧结成石墨化化的耐蚀层。。(2)要有足够多的的电蚀产物，，尤其是介质质的热解产物物─碳粒子。。(3)要有足够时间间，以便在这这一表面上形形成一定厚度度的碳素层。。(4)一般采用负极极性加工，因因为碳素层易易在阳极表面面生成。(5)必须在油类介介质中加工。。432.32覆盖效应对电电蚀量的影响响影响覆盖效应应的主要因素素有如下：(1)脉冲参数与波波形的影响。。增大脉冲放电电能量有助于于覆盖层的生生长，但对中中、精加工有有相当大的局局限性；减小小脉脉冲冲间间隔隔有有利利于于在在各各种种电电规规准准下下生生成成覆覆盖盖层层，，但但若若脉脉冲冲间间隔隔过过小小，，正正常常的的火火花花放放电电有有转转变变为为破破坏坏性性电电弧弧放放电电的的危危险险。。此外外，，采采用用某某些些组组合合脉脉冲冲波波加加工工，，有有助助于于覆覆盖盖层层的的生生成成，，其其作作用用类类似似于于减减小小脉脉冲冲间间隔隔，，并并且且可可大大大大减减少少转转变变为为破破坏坏性性电电弧弧放放电电的的危危险险。。442.32覆盖盖效效应应对对电电蚀蚀量量的的影影响响影响响覆覆盖盖效效应应的的主主要要因因素素有有如如下下：：(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电参数对电蚀蚀量的影响但在实际生产产中，这些因因素往往是相相互制约的，，并影响到其其它工艺指标标，应根据具具体情况综合合考虑。例如，增加平平均放电电流流，加工表面面粗糙度值也也随之增大。。q：在t时间内的总蚀蚀除量；υ：蚀除速度，，亦即工件生生产率或工具具损耗速度；；Wm：单个脉冲能能量；f:脉冲频率；φ:有效脉冲利用用率；t:加工时间；K:与电极材料、、脉冲参数、、工作液等有有关的工艺参参数。502.33电参数对电蚀蚀量的影响因此提高电蚀蚀量和生产率率的途径在于于：提高脉冲频率率，增加单个个脉冲能量或或增加平均放放电电流（对对矩形脉冲即即为峰值电流流）和脉冲宽宽度；减小脉间并提提高有关的工工艺参数但脉脉间过短，又又将产生电弧弧放电，而随随着单个脉冲冲能量的增加加，加工表面面粗糙度值也也随之增大。。在生产中要考考虑到以上各各因素之间的的相互制约关关系和对其它它工艺指标的的影响。512.34金属材料热学学常数对电蚀蚀量的影响正负电极表面面电蚀量分配配不均除了与与电极极性有有关外，还与与电极的材料料有很大关系系。当每次脉冲放放电时，在通通道内以及正正、负电极放放电点都瞬时时获得大量热热能，这些热热能有一部分分由于热传导导而散失到电电极其它部分分和工作液中中，其余都将将消耗在比热容、熔化化热、气化热热中。当脉冲放电电能量相同同时，金属属工件的熔点、沸点点、比热容容、熔化热热、气化热热等愈高，电蚀量将愈愈少，愈难加工工；导热系数愈愈大的金属，因因能把较多多的热量传传导、散失失到其它部部位，故降降低了本身身的蚀除量量。522.34金属材料热热学常数对对电蚀量的的影响因此，电极极的蚀除量量与电极材材料的导热热系数及其其它热学常常数等有密密切的关系系。而且单个脉脉冲能量一一定时，脉脉冲电流幅幅值愈小，，脉冲宽度度愈长，散散失的热量量也愈多，，使电蚀量量减少；当脉冲宽度度愈短，脉脉冲电流幅幅值愈大，，会使热量量过于集中中而来不及及传导扩散散。虽然散失的的热量减少少，但抛出出金属中的的气化部分分比例增大大，多耗了了气化热，，使得电蚀蚀量也降低低。532.35工作液对电电蚀量的影影响电火花加工工一般在液液体介质中中进行。液液体介质通通常叫做工工作液。工作液作用用主要是：：(1)压缩放电通通道，并限限制其扩展展，使放电电能量高度度集中在极极小的区域域内，既加加强了蚀除除的效果，，又提高了了放电仿型型的精确性性。(2)加速电极间间隙的冷却却和消电离离过程，有有助于防止止出现破坏坏性电弧放放电。(3)加速电蚀产产物的排除除。(4)加剧放电的的流体动力力过程，有有助于金属属的抛出。。542.35工作液对电电蚀量的影影响只有绝缘介介质才能产生火花击击穿并且在在放电结束束后迅速恢恢复间隙绝绝缘状态。液体介质质的绝缘强度比比较高，可以在较较小电极间间隙下击穿穿，从而提高仿型精精度；火花放电受受液体介质质的压缩和和放电磁场场的压缩，，放电通道道截面积很很小，电流流密度高度度集中，提提高了生产产率和加工工精度；在脉冲放电电作用下，，液体介质质急剧蒸发发，产生局局部高压有有利于金属属和电蚀产产物的排出出，液体介介质冷却电电极和工件件，防止热热变形。冷冷却的介质质又使电流流密度加大大，能量更更加集中。。绝缘恢复得得快的液体体介质有助助于减少放放电后残留留离子，避避免电弧放放电。552.35工作液对电电蚀量的影影响工作液性能能对加工质质量的影响响很大。介电性能好，密度和和粘度大的的工作液有有利于压缩缩放电通道道，提高放放电能量密密度，强化化电蚀产物物抛出；但但粘度大又又不利于电电蚀产物排排出，影响响正常放电电。目前，电火火花成形加加工多采用用油类做工工作液。机机油粘度大大、燃点高高，用它做做工作液有有利于压缩缩放电通道道，提高放放电的能量量密度，强强化电蚀产产物的抛出出效果，但但粘度大，，不利于电电蚀产物的的排出，影影响正常放放电；煤油油粘度低，，流动性好好，但排屑屑条件较好好。562.35工作作液液对对电电蚀蚀量量的的影影响响粗加加工工时时脉冲冲能能量量大大，，加加工工间间隙隙大大，，爆爆炸炸排排屑屑抛抛出出能能力力强强，，选选用用介介电电性性能能、、粘粘度度较较大大的的机油油，机机油油燃燃点点较较高高，，大大能能量量加加工工时时着着火火燃燃烧烧的的可可能能性性小小。。在半精精、、精精加加工工时放放电电间间隙隙小小，，排排屑屑困困难难，，选选用用粘粘度度小小，，流流动动性性好好，，渗渗透透性性好好的的煤油油作为工作液。。用各种油类以以及其它碳氢氢化合物做工工作液时，在在放电过程中中不可避免地地产生大量碳碳黑，严重影影响电蚀产物物的排除及加加工速度，这这种影响在精精密加工中尤尤为明显。在精密加工中，可采用比比较纯的蒸馏水、去离子水或乙醇水溶液来做工作液，，其绝缘强度度比普通水高高。572.36其它因素对电电蚀量的影响响加工过程的稳稳定性，加工工过程不稳定定将干扰以致致破坏正常的的火花放电，，使有效脉冲冲利用率降低低。随着加工深度度、加工面积积的增加，或或者加工型面面复杂程度的的增加，都将将不利于电蚀蚀产物的排出出，影响加工工稳定性；降低加工速度度，严重时将将造成结炭拉拉弧，使加工工难以进行。。582.36其它因因素对对电蚀蚀量的的影响响为了改改善排排屑条条件，，提高高加工工速度度和防防止拉拉弧，，常采采用强强迫冲冲油和和工具具电极极定时时抬刀刀等措措施。。电极材材料对对加工工稳定定性也也有影影响，，钢电电极加加工钢钢时不不易稳稳定，，纯铜铜、黄黄铜加加工钢钢时则则比较较稳定定。脉冲电电源的的波形形及其其前后后沿陡陡度影影响着着输入入能量量的集集中或或分散散程度度，对对电蚀蚀量也也有很很大影影响。。592.36其它因因素对对电蚀蚀量的的影响响在电火火花加加工过过程中中电极极材料料瞬时时熔化化或气气化而而抛出出，如如果抛抛出速速度很很高，，就会会冲击击另一一电极极表面面使其其蚀除除量增增大；；如果果抛出出速度度较低低，则则当喷喷射到到另一一电极极表面面时，，会反反粘和和涂覆覆在电电极表表面，，减少少其蚀蚀除量量。炭黑膜膜的形形成也也将影影响到到电极极的蚀蚀除量量。如如果工工作液液是以以水溶溶液为为基础础的，，如去去离子子水、、乳化化液等等，还还会产产生电电化学学阳极极溶解解和阴阴极电电镀沉沉积现现象，，影响响电极极的蚀蚀除量量。602.5电火花花加工工的特特点(1)被加工工材料料的可可加工工性主主要取取决于于材料料的电电学、、热学学性能能，而而与材材料的的力学学性能能几乎乎无关关。这这就使使电火火花加加工能能以柔柔克刚刚，用用较软软的工工具加加工较较硬和和较韧韧的材材料，，例如如用紫紫铜或或石墨墨的工工具电电极加加工淬淬火钢钢；不不锈钢钢、硬硬质合合金，，甚至至可以以加工工各种种超便便材料料。(2)加工中工具具电极与工工件不直接接接触，故故没有显著著的“切削力”，适于加工工各种弹性性薄壁件，，对于大件件加工也不不会出现因因同时加工工的面积大大而引起加加工变形的的问题。(3)可以将电极极的形状“复印”到工件上．．适合加工工各种型孔孔、空间曲曲面及复杂杂形状的表表面。612.5电火花加工工的应用电火花穿孔孔加工演示示电火花成型型加工演示示62电火花加工工表面粗糙糙度粗加工表面面半精加工表表面精加工表面面632.6电火花线切切割－工作作原理电火花线切切割是采用用线状电极通过火花放放电对工件件进行切割割的。有时时被笼统地地称为线切切割。电火花线切切割无须制制作成形电电极，而是是采用电极极丝(铜丝或钼丝丝)对工件进行行切割成形形。电极是铜丝丝或钼丝，，贮丝筒使使电极丝作作正反向交交替移动，，工作台带带动工件在在两个水平平坐标方向向上按预定定的控制程程序作伺服服进给运动动，从而切切割工件成成形。642.6电火花线切切割－工作作原理电极丝与工工件之间脉脉冲放电（（正极性加加工）电极丝沿其其轴向作走走丝运动（金属丝φ0.006~0.2mm）工件相对于于电极丝在在X、Y平面内作数数控运动快走丝：走走丝速度8～10m/s，往复运动动（我国独创创）慢走丝：走走丝速度＜＜0.2m/s，单向运动动XY电源电火花线切切割加工演演示.652.6电火花线切切割－加工工过程在工件上上打孔安装钼丝丝进行切割割冷却液起起着冷却却和绝缘缘的双重重作用加工后的的零件662.6电火花线线切割－－分类按电极丝丝的运行行速度：：快走丝电电火花线线切割机机床（