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關于電火花加工技術(第五章)
閱讀:219 發(fā)布時間:2013-8-11第五章 電火花加工的基本規(guī)律
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5.1影響材料放電腐蝕的主要因素
1.極性效應對電蝕量的影響
在電火花加工時,相同材料(如用鋼電極加工鋼)兩電極的被腐蝕量是不同的。其中一個電極比另一個電極的蝕除量大,這種現(xiàn)象叫做極性效應。如果兩電極材料不同,則極性效應更加明顯。分正極性加工和負極性加工。在實際加工中,極性效應受到電極及電極材料、加工介質、電源種類、單個脈沖能量等多種因素的影響,其中主要原因是脈沖寬度。在窄脈寬度加工時,應采用正極性加工。在寬脈沖寬度加工時,采用負極性加工。
2.覆蓋效應對電蝕量的影響
在材料放電腐蝕過程中,一個電極的電蝕產物轉移到另一個電極表面上,形成一定厚度的覆蓋層,這種現(xiàn)象叫做覆蓋效應。在電火花加工中,覆蓋層不斷形成,又不斷被破壞。為了實現(xiàn)電極低損耗,達到提高加工精度的目的,使覆蓋層形成與破壞的程度達到動態(tài)平衡。在實際加工中,要充分利用極性效應,正確選擇極性,zui大限度地提高工件的蝕除量,降低工具電極的損耗。
3.電參數對電蝕量的影響
電火花加工過程中腐蝕金屬的量(即電蝕量)與單個脈沖能量、脈沖效率等電參數密切相關。要提高電蝕量,應增加平均放電電流、脈沖寬度及提高脈沖頻率。
4.金屬材料對電蝕量的影響
當脈沖放電能量相同時,金屬工件的熔點、沸點、比熱容、熔化熱、氣化熱等愈高,電蝕量將愈少,愈難加工;導熱系數愈大的金屬能降低了本身的蝕除量。因此,電極的蝕除量與電極材料的導熱系數及其它熱學常數等有密切的關系。
5.工作液對電蝕量的影響
在粗加工時,要求速度快,放電能量大,放電間隙大,故常選用機油等粘度大的工作液;在中、精加工時,放電間隙小,往往采用煤油等粘度小的工作液。電火花加工一般在液體介質中進行。液體介質通常叫做工作液,其作用主要是:(1) 壓縮放電通道,并限制其擴展。(2) 加速電極間隙的冷卻和消電離過程。(3) 加速電蝕產物的排除。(4) 加劇放電的流體動力過程。
5.2影響電火花加工精度的主要因素
與傳統(tǒng)的機械加工一樣,機床本身的各種誤差,工件和工具電極的定位、安裝誤差都會影響到電火花加工的精度。另外,與電火花加工工藝有關的主要因素是放電間隙的大小及其一致性、工具電極的損耗及其穩(wěn)定等。電火花加工時工具電極與工件之間放電間隙大小實際上是變化的,電參數對放電間隙的影響非常顯著,精加工放電間隙一般只有0.01mm(單面),而粗加工時則可達0.5mm以上。目前,電火花加工的精度為0.01~0.05mm。
電火花加工時,可以通過修正電極的尺寸對放電間隙進行補償,以獲得較高的加工精度。然而,放電間隙的大小實際上是變化的,影響著加工精度。
1.表面粗糙度
電火花加工表面的粗糙度取決于放電蝕坑的深度及其分布的均勻程度,只有在加工表面產生淺而分布均勻的放電蝕坑,才能保證加工表面有較小的粗糙度值。為了控制放電凹坑的均勻性,需要采用等能量放電脈沖控制技術,即檢測間隙電壓擊穿下降沿,控制放電脈沖電流寬度相等,用相同的脈沖能量進行加工,從而使加工表面粗糙度微觀上均勻一致。
2.加工間隙(側面間隙)的影響
加工間隙的大小及其一致性直接影響電火花成形加工的加工精度。只有掌握每個規(guī)準的加工間隙和表面粗糙度的數值,才能正確設計電極的尺寸,決定收縮量,確定加工過程中的規(guī)準轉換。
3.加工斜度的影響
在加工中,不論型孔還是型腔,側壁都有斜度,形成斜度的原因,除電極側壁本身在技術要求或制造中原有的斜度外,一般都是由電極的損耗不均勻,以及“二次放電”等因素造成的。
(1)電極損耗的影響。電極由于損耗而形成錐度,這種錐度反映到工件上,就形成了加工斜度。
(2)工作液臟污程度的影響。工作液越臟,“二次放電”的機會就越多,同時由于間隙狀態(tài)惡劣,電極回升的次數必然增多。這兩種情況都將使加工斜度增大。
(3)沖油或抽油的影響。采用沖油或抽油對加工斜度的影響是不同的。用沖油加工時,電蝕產物由已加工面流出,增加了“二次放電”的機會,使加工斜度增大。而用抽油加工時,電蝕產物是由抽吸管排出去,干凈的工作液從電極周邊進入,所以在已加工面出現(xiàn)“二次放電”的機會較少,加工斜度也就小。
(4)加工深度的影響。隨著加工深度的增加,加工斜度也隨著增加,但不是成比例關系。當加工深度超過一定數值后,被加工件的上口尺寸就不再擴大了,即加工斜度不再增加。不同的加工對象對加工斜度的要求也不同。在型腔加工中,由于本身要求有一定的拔模斜度,則對加工斜度的要求并不嚴格。對于直壁沖模,則要求加工斜度比較嚴格。只要掌握影響加工斜度的規(guī)律,即可達到預定的要求。
4.楞角倒圓的原因及規(guī)律
電極尖角和楞邊的損耗,比端面和側面的損耗嚴重,所以隨著電極楞角的損耗導致楞角倒圓,加工出的工件不可能得到清楞。而且,隨著加工深度的增加,電極楞角倒圓的半徑增大。但超過一定加工深度,其增大的趨勢逐漸緩慢,zui后停留在某一zui大值上。楞角倒圓的原因除電極的損耗外,還有放電間隙的等距離性。凸尖楞電極由于尖角放電的等距離性,必然使工件產生圓角;凹尖楞電極的尖點根本不起放電作用,但由于積屑也會使工件凸楞倒圓。因此,既使電極*沒有損耗,由于間隙放電的等距離性仍然不可能得到*的清楞。如果要求倒圓半徑很小,必須要縮小放電間隙
工作介質是產生放電的基本條件,目前主要采用液體介質。它形成火花擊穿放電通道,對放電通道產生壓縮作用,并在放電結束后迅速恢復間隙的絕緣狀態(tài),幫助電蝕產物的拋出和排除,并使工具冷卻。所以說介質對于電火花加工有很大的作用。