电火花加工技术论文
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微机械和微制造的基础——微细电火花加工技术摘要:作为一种实用的微细加工技术,微细电火花加工在加工微细轴、微小孔等小尺度的零件时具有独特的优越性。
本文简略地介绍了微细电火花加工技术的原理,分析了微细电火花加工的特点和优点,研究了微细电火花加工的关键技术,并详细介绍了一种微细电火花加工装置及其应用。
关键词:微细电火花加工原理特点关键技术装置应用0.引言微细加工技术是先进制造技术的重要组成部分,是实现微机械产品的最基本技术,不仅直接影响着尖端技术和国防工业的发展,而且还影响到机械产品的加工精度和加工表面质量,影响产品的国际竞争力。
目前,世界各国都非常重视微细加工技术,将其作为发展先进制造技术中的优先发展内容。
作为微细加工技术的一个重要分支,微细电火花加工技术因其具有设备简单、可控性好、无切削力、适用性强等一系列优点,在微小尺度零件的加工中获得大量应用,受到国内外学者的广泛关注。
1.微细电火花加工的原理及特点1.1微细电火花加工原理电火花加工(Electrical Discharge Machining)是指在绝缘介质中,通过工具电极和工件之间脉冲性火花放电时的电蚀现象对工件材料进行蚀出,以达到一定的形状尺寸和表面粗糙度要求的一种加工方法。
微细电火花加工(micro Electro Discharge Machining,简称micro-EDM)的原理与普通电火花加工并无本质区别。
电火花加工中电极材料的蚀除过程是火花放电时的电场力、磁力、热力、流体动力、电化学及胶体化学等综合作用的过程。
当脉冲电压施加到工具与工件电极之间时,极间介质被击穿并形成一个极为细小的放电通道。
放电通道是由数量大体相等的带正电粒子(正离子)和带负电粒子(电子)以及中性粒子(原子或分子)组成的等离子体。
在极间电场作用下,通道中的正离子与电子高速地向阴极和阳极运动并发生剧烈碰撞,从而在放电通道中产生大量的热;同时,阳极和阴极表面分别受到电子流和离子流的高速冲击,动能也转换为热能,在电极放电点表面产生大量的热,整个放电通道形成一个瞬时热源,其温度可达℃以上。
电火花成形加工技术的研究现状和发展趋势电火花成形加工技术是一种利用电火花在工件表面放电形成微小孔洞的加工方法,广泛应用于制造业的精密加工领域。
本文将对电火花成形加工技术的研究现状和发展趋势进行分析。
电火花成形加工技术最早于19世纪末提出,并在20世纪50年代进行了实践应用。
随着电气放电技术的不断发展,此技术得以推动,并在精密模具、航空航天零部件、汽车制造和生物医疗器械等领域得到广泛应用。
电火花成形加工技术的研究现状主要集中在以下几个方面:第一,放电参数研究。
通过调整电压、电流、脉冲宽度和频率等参数,可以控制电火花放电的能量和形态,从而实现对工件表面的精细加工。
研究者通过实验和仿真等方法,探索最优的放电参数组合,以提高加工效率和加工质量。
第二,电极材料研究。
电极是电火花成形加工中的重要组成部分,其材料的选择直接影响到放电效果和加工质量。
研究者通过对不同材料的电极进行比较试验,确定最适合不同工件材料和加工需求的电极材料,并研究其表面处理技术,以提高耐磨性和放电稳定性。
第三,放电脉冲控制技术研究。
电火花成形加工中,放电脉冲的控制对于形成精细的加工效果至关重要。
研究者通过改变脉冲参数的波形、幅值和频率等,可以实现微细加工和纳米加工,进一步提高加工的精度和表面质量。
第四,放电液的优化研究。
电火花成形加工中常常使用放电液来冷却工件和电极,并清除放电过程中产生的氧化物和熔融物。
研究者通过改变放电液的成分和性能,可以改善放电的稳定性和加工质量。
电火花成形加工技术的未来发展趋势主要体现在以下几个方面:第一,提高加工效率和精度。
随着工件精度要求的不断提高,电火花成形加工技术需要进一步改进,以实现更高的加工效率和更好的加工精度。
研究者将继续优化放电参数和脉冲控制技术,以提高加工速度和形成更精细的加工效果。
第二,拓展加工材料范围。
目前电火花成形加工主要应用于金属和合金材料,但随着复合材料、陶瓷材料和高性能材料的不断发展,对于电火花成形加工技术的要求也越来越高。
电火花切割加工工艺概述1.概念:随着在我国国民经济的飞速发展,特别是工业技术飞速发展的新形势下,急需发展模具加工技术,而数控电火花切割技术正是模具加工工艺领域中的一-种关键技术。
目前在电机,仪表等行业新产品的研制开发过程中,常采用数控电火花线切割方法直接切割出零件,大大缩短了研制周期,并降低了成本。
在众多工业产品的生产过程中,都用到了数控电火花切割机床,如~ 飞机制造、汽车模具制造、手机零部件的生产等,因此电火花机床的研究与改进是我国国内市场的需要,也能为我国的工业的发展起一-定的作用。
电火花线切割,其基本工作原理是利用连续移动细金属丝(成为电极丝)作电极,对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。
本次论文以电火花线切割为主线,综合了线切割的发展,电火花线切割机床,电火花线切割加工质量及其影响因素,电火花线切割加工程序编制等。
1.原理和加工过程:1.脉冲电源电火花线切割的加工用的脉冲电源的作用是把工频交流电源转换成一定频率的单向脉冲电流,以供给电极放点间隙所需要的能量来蚀除金属。
脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工精度、加工过程的稳定性和工具电极损耗等技术经济指标有很大影响。
电火花线切割脉冲电源的形式品种很多,如晶体管矩形波脉冲电源、高频分组脉冲电源、节能型脉冲电源等。
对电火花线切割加工用脉冲总的要求是:有较高的加工速度,不但在粗加工时要有较高的加工速度,而且在精加工时也应具有较高的加工速度;工具电极损耗低;加工过程稳定性好,在给定的各种脉冲参数下能保持稳定加工,抗干扰能力强、不易产生电弧放电、可靠性强、操作方便;工艺范围广,不仅能适应粗、中、精加工的要求,而且要适应不同工件材料的加工。
脉冲电源要都满足.上述要求是困难的,- -般来说,为了满足这些总的要求,对电火花线切割加工脉冲电源的具体要求是:所产生的脉冲应该是单向的,没有负半波或负半波很小,这样才能最大限度的利用极性效应,不过受工件表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制,线切割加工脉冲电源的脉宽较窄(2~60us), 单个脉冲能量、平均电流(1~5A) -般较小,所以线切割加工总是采用正极性加工。
电火花加工技术的原理与应用电火花加工,又称放电加工、电火花冲击加工,是一种非传统的加工方法。
它通过在工件与电极之间产生电弧放电的现象,利用放电的能量来加工工件,从而实现对工件进行高精度、高质量加工的目的。
电火花加工技术广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造、精密仪器等领域。
电火花加工的原理十分复杂,但可以简单地概括为以下几个步骤。
首先,将工件与电极之间的间隙充满介质,一般使用脱脂机油或去离子水。
然后,在加工过程中,施加一定的电压,使电极与工件之间产生电弧放电。
电弧放电时,工件的表面会被高能量的电火花冲击,导致小颗粒的剥离、熔融和蒸发,从而形成所需的加工形状。
在电火花加工中,有几个关键的参数需要控制。
首先是放电电压,它直接影响到电火花的能量和强度。
通常情况下,放电电压越高,加工速度越快,但也容易造成表面粗糙度的增加。
同时,电极与工件之间的间隙大小也十分重要。
间隙过大会导致放电能量不足,影响加工效果;而间隙过小则容易引起过热和电极损坏。
此外,放电脉冲的宽度和频率、电极形状等参数也需要进行合理的选择和控制。
电火花加工技术的应用非常广泛。
首先,它常用于制造模具。
传统的机械加工方法往往难以加工出复杂、精密的模具形状,而电火花加工则能够轻松应对这一难题。
其次,电火花加工在航空航天领域也有广泛应用。
航空发动机的涡轮叶片、复杂曲面件等零部件常常通过电火花加工来进行成形。
此外,电火花加工还可以用于制造精密仪器的零件、切割工件、修复断裂的齿轮等。
虽然电火花加工技术具有很多优点,但也存在一些局限性。
首先,加工速度较慢,对于大批量生产不适用。
其次,加工表面粗糙度较高,需要进行后续的抛光、磨削等处理。
此外,电火花加工还需要较高的设备成本和专业的操作技术。
总的来说,电火花加工技术作为一种非传统的加工方法,在工业生产中有着重要的地位。
凭借其高精度、高质量的加工效果,它被广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造、精密仪器等领域。
电火花线切割加工工艺优缺点的研究与分析(推荐五篇)第一篇:电火花线切割加工工艺优缺点的研究与分析电火花线切割加工工艺优缺点的研究与分析1.摘要本文对电火花线切割加工工艺的优缺点进行了研究、总结与分析,并对未来发展趋势进行了总结。
2.概述电火花加工工艺,主要是利用具有特定几何形状的放电电极(EDM 电极)在金属(导电)部件上利用火靠工具和工件之间不断的脉冲性火花放电产生局部、瞬时的高温把金属材料逐步蚀除掉形成电极的形状的加工工艺,并广泛应用于冲裁模和铸模的生产,特别是在模具的复杂、精密小型腔、窄缝、沟槽、拐角、小孔、深度切削上有重要的应用。
线切割加工是电火花加工的重要分支,它是一种以线状电极、利用火花放电腐蚀原理对工件进行切割加工的加工工艺。
它不仅具有电火花类加工工艺的通有的加工特点,也有它独有的技术特色与缺点。
研究电火花线切割加工的优缺点对于提高其加工性能、扩展其适用范围有重要的意义。
因此,我列举并分析了线切割加工的优点与不足,并对不同的机型、发展趋势进行了研究。
3.内容一、电火花加工工艺通有的加工特点① 电火花属于不接触加工。
工具电极和工件之间并不直接接触,而是有一个火花放电间隙(0.1-0.01mm),间隙充满了工作液。
② 在加工过程中没有宏观的切削力。
在火花放电时,局部、瞬时爆炸力平均值很小,因此工件的变形和位移很小。
③ 可以加工任何难加工的金属材料和导电材料。
由于加工中材料的去除是靠火花放电时的腐蚀作用实现的,材料的可加工性主要取决于材料的导电性及热学特性,如熔点、沸点、比热容、导热系数、电阻率等,而几乎与其力学性能(硬度、强度等)无关。
这样可以突破传统切削加工对刀具的限制,可以实现用软的工具加工硬、韧的工件甚至可以加工聚晶金刚行、立方氮化硼一类的超硬材料。
目前电极材料多采用紫铜或石墨,因此工具电极较容易加工。
④ 可以加工特殊要求的零件。
由于工具电极于工件在加工过程中没有接触,没有宏观切削力,因此适宜加工低刚度工件或精密加工。
电火花夹具毕业论文电火花夹具是一种高效、精密的电火花加工工具,广泛应用于模具制造、机械加工和航空航天等领域。
本论文旨在介绍电火花夹具的基本原理、结构特点、应用范围,以及其在模具制造中的应用研究。
一、电火花夹具的基本原理和结构特点1.基本原理电火花夹具是一种利用电火花加工原理,通过高频脉冲电流使电极上放电,从而在工件上产生钝化分解产物,进而实现加工的夹具。
其基本原理是:将电极放置于工件表面并施加一定的工作电压,使电极和工件之间产生放电现象,经过反复的电脉冲产生的能量消耗,使工件的表面产生少量的消弧加工,从而达到实际的工作目的。
2.结构特点电火花夹具主要由电极、电极夹持器、电源、轨道和控制器等部分组成。
电极是制造高频电场的必要组成部分,电极夹持器是连接电极和电源的部分,电源提供工作电压和电流,轨道是振动输送夹具的部分,控制器则是实现自动控制、计算和记录的部分。
总的来说,电火花夹具是一种复杂的电器传动设备,其参数及性能要求也比较严格,主要依靠优质材料和高精度加工进行制造。
二、电火花夹具的应用范围电火花夹具广泛应用于各类复杂工件的制造、加工和模具等领域。
在模具制造中,电火花夹具是一种高效的加工工具,可大幅提升模具的加工精度和生产效率。
同时,电火花夹具也被应用于其他各个领域中,在磨削、复杂曲面加工、及细微部件加工等方面都有着卓越的表现。
三、电火花夹具在模具制造中的应用研究模具制造是一种对加工精度和效率要求极为严格的工业领域,并且模具的加工难度较高,对于工件的要求尤为严格。
在这种背景下,电火花夹具的应用研究显得尤为重要。
电火花夹具的应用可以大幅提高模具的加工精度和生产效率,同时也可以降低加工成本和加工时间。
通过对电火花夹具运行参数、工艺流程和电阻等参数分析,可以大幅提高模具制造的效率和精度。
在未来的研究中,应进一步优化电火花夹具的结构和性能,实现更高效、更精确的模具制造。
总结:电火花夹具是一种高效、精密的加工工具,广泛应用于各类复杂工件和模具制造中。
毕业设计说明书题目:电火花线切割在模具产品加工中的实际应用学生:学号:系部:机电工程系专业:数控技术指导教师:于海玲年月日毕业论文任务书机电工程系数控技术专业班级学生:题目:电火花线切割在模具产品加工中的实际应用毕业论文从年月日起到年月日课题的意义与培养目标:通过对电火花线切割在模具产品加工中的实际应用,了解当前电火花线切割模具中的发展,巩固所学知识,培养具有一定动手操作能力. 和自我学习能力.论文所需收集的原始数据与资料:根据数控加工原理,数控加工编程和模具设技基础中的电火花加工原理与应用编写成”电火花线切割在模具产品加工中的实际应用”论文课题的主要任务(需附有技术指标分析)通过对电火花线切割在模具产品加工中的实际应用,了解当前电火花线切割在模具中的发展,巩固所学知识,要求有一定的自我学习能力,熟悉基本概念.有一定语言组织能力,电脑操作能力.论文进度安排与完成的相关任务(以教学周为单位):周次论文任务与要求第一周收集,整理资料,熟悉本次设计课题- 1 - / 16指导教师:于海玲日期:教研室主任:日期:学生签名:日期:目录1引言- 3 -2数控电火花线切割原理- 4 -3数控电为花线切割的特点- 5 -4数控电火花线切割在塑料模加工中的应用场合- 6 -4.1.数控电火花线切割在动模和定模加工中的应用-6-4.2.数控电火花线切割在工具电极加工中的应用-7-4.3.数控电火花线切割在零配件加工中的应用-8-5数控电火花线切割在塑料模加工中的几种特殊应用方法- 8 -5.1数控电火花线切割在顶针孔加工中的应用方法-9-5.2数电火花控线切割在斜顶孔加工中的应用方法-9-5.3数控电火花线切割在上下异形件加工中的应用方法-10-5.4数控电火花线切割在斜导柱孔加工中的应用方法-12-6线切割加工工艺分析- 12 -6.1凸模加工工艺-12-6.2凹模板加工中的变形分析-13-6.3凹模板型孔小拐角的加工工艺-14-7总结- 14 -致- 14 -参考文献- 15 -电火花线切割在模具产品加工中的实际应用摘要电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法,又称放电加工或电蚀加工,英文简称EDM。
电火花加工工艺及工艺改进探究摘要: 提出了一种用于普通电火花加工和混粉电火花加工的超声辅助装置, 并利用国产电火花机床进行了试验研究。
试验结果表明, 这一装置的使用对于改善电火花加工的加工质量和加工效率都有明显效果。
关键词: 电火花加工; 电火花机床Abstract:U lt rason ic equ ipmen t fo r EDM 2stoo l w as designed, w h ich can be u sed to aid o rdinary EDMand m ixed2pow der EDM. The experimen tal resu lt sindicated that the mach in ing quality and eff iciency of EDM 2stoo l cou ld be imp roved.一、电火花成型加工工艺及设备电火花成型加工是用成型电极,在电火花成型加工机床上,对工件进行仿形加工的工艺方法,主要有零件的穿孔加工及型腔加工。
1. 冲模的电火花加工冲模是生产上应用最多的一种模具,由于形状复杂和尺寸精度要求高,它的制造已成为生产中的关键技术之一。
特别是凹模,应用一般的机械加工方法很困难,甚至不可能,若靠钳工加工则劳动量大,且质量不易保证,常因淬火变形而报废。
采用电火花加工能较好地解决这一问题。
冲模采用电火花加工比传统的机械加工有如下优点;(1)可以在工件淬火后进行加工,避免了热处理变形的影响;(2)冲模的配合间隙和斜度均匀.刃口耐磨,提高了模具质量;(3)可加工机械加工难以加工的材料,从而扩大了模具材料的选用范围;(4)对于复杂的凹模可以不用镶拼结构,而采用整体式,大大简化了模具结构。
一副冲模应首先进行预加工并留适当的电蚀余量,经淬火处理后再进行电火花加工。
冲模的主要质量指标是尺寸精度、冲头与凹模的配合间隙δp、刃口高度h、刃口斜度β和落料斜角α,如图5-10,其中β角一般为50~l00。
机械工程中的火花放电加工技术的应用研究火花放电加工技术是机械工程领域中一种重要的非传统加工方法。
它利用电火花产生的高能量粒子来对工件进行加工,具有高精度、高效率、适用性广等优点,被广泛应用于制造业的各个领域。
本文将从火花放电加工的原理、工艺参数的优化、技术的创新和应用前景等方面展开论述,以加深对这一技术的了解。
一、火花放电加工的原理火花放电加工的原理基于电火花放电现象,其过程是通过两个电极之间的电气放电,在工件表面产生电火花放电,通过热融化和喷射,将被加工物质剥离。
火花放电加工主要有两种方式:电火花切割和电火花冲击。
电火花切割通过电脉冲在工件表面产生的火花放电熔化金属,然后通过气流吹走熔化金属,实现切割目的。
该方法适用于金属材料的切割,可以加工任意复杂形状的零件。
电火花冲击则是通过放电火花的冲击力来改变工件的形状或表面粗糙度。
此方法适用于塑料、陶瓷等非金属材料,可以用来制作微小零件或改善工件表面质量。
二、工艺参数的优化火花放电加工的效果与工艺参数的设定密切相关,合理的参数设置有助于提高加工质量和加工效率。
常见的工艺参数包括电压、器件直径、电极材料、放电时间和电脉冲时间等。
首先,电压是影响放电强度和能量的关键因素。
适当提高电压可以提高放电强度和能量,加快放电速率,但过高的电压可能引发火花间歇现象,影响加工质量。
其次,器件直径和电极材料的选择也会影响加工效果。
较小的器件直径和较硬的电极材料可以提供更高的加工精度和加工速率。
最后,放电时间和电脉冲时间的选择需要根据具体的加工要求来确定。
较长的放电时间和电脉冲时间可提高加工效率,但也可能产生过多的热量和火花反应物,影响加工质量。
三、技术的创新和应用前景随着科技的不断进步,火花放电加工技术也在不断创新和发展。
近年来,随着射频和脉冲功率放大技术的应用,加工效果得到了显著提高。
此外,与其他非传统加工技术结合应用,如激光加工和电化学加工等,也为火花放电加工带来了新的突破。
电火花加工概述范文
1.高精度加工:电火花加工可以实现对工件的精细加工和雕刻,其加
工精度可以达到几十微米甚至更小。
2.高硬度材料加工:电火花加工可以处理高硬度材料,如钢、钛合金、铜和铝等,这些材料往往难以用传统机械加工方法处理。
3.无需接触加工:电火花加工是一种非接触加工方法,工件和电极之
间不需要直接接触,避免了机械加工中的划伤和变形等问题。
4.适用于复杂形状加工:电火花加工可以实现对复杂形状和细小结构
的加工,如内孔、棱角、小凸台和环槽等。
5.无毛刺和毛屑:由于电火花加工是非接触加工,因此不会产生毛刺
和毛屑,使得加工表面光洁度高,减少后续处理工序的需要。
然而,电火花加工也存在一些限制和挑战:
1.加工效率低:与传统机械加工相比,电火花加工的加工速度较慢,
特别是加工大型和厚壁工件时,加工周期会更长。
2.电极磨损和损坏:在电火花加工过程中,电极和工件都会受到放电
的影响,导致电极磨损和工件表面变形等问题,需要定期更换电极,增加
了成本和时间。
3.加工精度受限:虽然电火花加工可以实现高精度加工,但在加工过
程中,由于电极磨损、摆放误差和环境条件等因素,加工精度也会有一定
的波动。
总的来说,电火花加工是一种重要的金属加工方法,具有独特的优势和应用领域。
随着科学技术的进步和设备的改进,电火花加工将会在更广泛的领域得到应用和发展。
切割加工中的电火花切割技术电火花切割技术,是一种非常精密的加工技术,它不仅在工业生产中发挥着重要的作用,也在其他领域中得到了广泛应用。
它常被用来切割工业金属,塑料和玻璃等材料。
在这篇文章中,我们将对电火花切割技术进行深入探讨,了解它的原理,优劣性以及在切割加工中的应用。
一、电火花切割技术的原理电火花切割技术的原理基于金属在高温和高压下易于形成等离子体的性质。
该技术通过电极把电子排放到工件材料表面,并形成电火花。
当电流过高时,电火花可以穿透材料并在其中进行切割或腐蚀。
在此过程中,电木匠电极和切割材料之间会形成一道充满电火花的通道,材料会因为受到电火花的瞬间冲击而被削减和去除。
二、电火花切割技术的应用在切割加工中,电火花切割技术被广泛应用于各个行业。
在航空和航天工业中,电火花切割技术用于制造飞机、火箭和导弹部件等。
在汽车工业中,电火花切割技术用于制造发动机零件、制动器和离合器零件等。
此外,电火花切割技术还被用于生产锻造铸造件、模具、导电材料和钣金等。
三、电火花切割技术的优缺点在与其他切割工具相比较时,电火花切割技术有其自身的优缺点。
它的优点之一是能够加工出高度复杂形状的金属零件和薄壁结构,它的精度和表面光洁度也很高。
此外,它可以加工多种金属材料以及非金属材料,比如塑料和陶瓷。
电火花切割技术还可以在材料表面附加加工,并且不会对物体的激光加工和热处理产生影响。
然而,电火花切割技术也存在缺点,比如,切割速度较慢,处理工艺比较复杂,但是这些都可以通过不断的改进和升级来得到改善。
四、结论总之,电火花切割技术是一项高效、精准的切割工具,它的应用不仅在制造业中,也在其他行业中得到了广泛应用。
电火花切割技术的优点和缺点我们都有所了解,随着技术的不断改进,相信它在未来的发展中一定会更加完善和成熟,展现出更加广泛的应用前景。
目录摘要 (2)1 引言................... . (2)2 电火花加工原理 (3)3 电火花加工条件 (3)4 电火花加工的特点 (4)5 电火花加工工艺流程 (5)5.1 模具电火花加工的工艺确定 (5)5.2 对工件轮廓进行预加工 (6)5.3 电极的设计与制造 (6)5.4 工件、电极的装夹与校正 (6)5.5加工的定位 (7)5.6 电参数的配置 (7)5.7 加工过程的监控 (8)6 电火花加工的基本规律 (8)6.1影响材料放电腐蚀的主要因素 (8)6.1.1极性效应对电蚀量的影响 (8)6.1.2覆盖效应对电蚀量的影响 (8)6.1.3电参数对电蚀量的影响 (9)6.1.4金属材料对电蚀量的影响 (9)6.1.5工作液对电蚀量的影响 (9)6.2影响电火花加工精度的主要因素 (9)6.2.1表面粗糙度 (9)6.2.2加工间隙(侧面间隙)的影响 (9)6.2.3加工斜度的影响 (9)6.2.4楞角倒圆的原因及规律 (10)参考文献 (11)特种加工之电火花加工【摘要】电火花加工又称为放电加工(Electrical Discharge Machining,简称为EDM),是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺。
电火花加工技术作为特种加工领域的一门重要技术,本文从电火花加工的发展历程、基本原理、特点、加工规律、新技术进展等五方面入手加以论述。
【关键词】电火花加工的发展历程、基本原理、特点、规律、技术进展。
1 引言电火花加工是利用两极见脉冲放电时产生的电腐蚀现象,对材料进行加工的方法。
早在十九世纪,人们就发现了电器开关的触点开闭时,以为放电,使接触部位烧蚀,造成接触面的损坏。
这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。
为减少和避免这种有害的电腐蚀,人们一直在研究电腐蚀产生的原因和防止的办法。
当人们掌握了它的规律之后,便创造条件,转害为益,把电腐蚀用于生产中。
研究结果表明,当两极产生放电的过程中,放电通道瞬时产生大量的热,足以使电极材料表面局部熔化或汽化,并在一定条件下,熔化或汽化的部分能抛离电极表面,形成放电腐蚀的坑穴。
机械制造电火花加工技术机械制造是现代制造业的重要组成部分,而电火花加工技术则作为一种特殊的加工工艺,在机械制造中起着重要的作用。
本文将深入探讨机械制造中的电火花加工技术,包括其定义、原理、应用以及未来发展方向。
一、电火花加工技术的定义电火花加工技术,也称为放电加工技术,是利用电火花在工件与电极之间的放电裂谷中产生的高温、高压等物理效应,对工件进行加工的一种非接触式加工方法。
该技术主要适用于导电性好的金属材料,如铜、铝、钢等。
二、电火花加工技术的原理电火花加工技术主要基于工件与电极之间发生的电火花放电现象,该现象产生的高温和高压可以使工件表面发生熔化、蒸发以及电化学反应,从而实现对工件的精密加工。
电火花加工技术通常采用脉冲电源,通过电极与工件的间隙中的电离气体形成放电通道,电火花能量在放电区域形成微小的电脑加工坑或有规律的加工形貌。
三、电火花加工技术的应用1. 模具制造:电火花加工技术在模具制造中有着广泛的应用。
通过电火花加工技术可以对模具进行复杂的零件加工,如线切割、冲击孔、镜面抛光等。
这些加工过程可以大幅度提高模具的加工精度和表面质量。
2. 航空航天领域:在航空航天领域,电火花加工技术主要应用于航空发动机燃烧室、涡轮叶片等高精度复杂零件的制造。
电火花加工技术可以实现对大型、复杂零件的高效精密加工,提高零件的一致性和可靠性。
3. 高精密仪器制造:电火花加工技术在高精密仪器制造方面具有独特的优势。
通过电火花加工技术可以对微型零件进行加工,如微机械零件、微细结构等。
该技术在生物医学仪器、精密仪器等领域有着广泛的应用前景。
四、电火花加工技术的未来发展方向1. 高能源电火花加工技术:随着工业需求的不断增长,对电火花加工的精度和效率提出了更高的要求。
未来的发展方向之一是开发高能源电火花加工技术,以提高电火花的能量密度,实现更高的加工效率和加工精度。
2. 绿色环保电火花加工技术:传统的电火花加工技术通过进行大量的放电加工来实现对工件的加工,这样容易产生大量的废弃物和环境污染。
电火花成形加工技术的现状与发展趋势电火花成形加工技术是一种重要的金属材料加工技术,具有高精度、高效率、可靠性强等优势,被广泛应用于航天、航空、医疗器械、汽车、家电等各个领域。
然而,随着市场竞争日益激烈和技术的不断进步,电火花成形加工技术的现状与发展趋势也逐渐受到关注。
本文将从电火花成形加工技术的现状和发展趋势两个方面进行解读。
一、电火花成形加工技术的现状目前,电火花成形加工技术在我国的应用已经逐渐成熟。
检测数据表明,其加工精度可以达到0.001mm以上,而粗加工时,加工效率可以高达每小时500mm³。
此外,电火花成形加工技术还具有以下优点:1、可加工高硬度材料电火花成形加工技术采用电脉冲放电进行加工,可以对金属、合金等高硬度材料进行加工,大大拓展了加工材料的选择范围。
2、形状复杂的成品电火花成形加工技术可以制作出头发丝般细的细微形状,同时也可以加工出复杂的三维异形零部件,为大型零件的制造提供了方便。
3、内部孔加工通过电极管的穿透和内部电极扫描的方式,电火花成形加工技术可以对材料进行内部孔的加工,生产更小巧、更精细的零件。
二、电火花成形加工技术的发展趋势1、智能化随着人工智能技术的广泛运用,电火花成形加工技术也正在朝着智能化方向不断发展。
新一代智能式电火花成形加工机将拥有更加智能的控制系统、更高效的自适应控制系统和更严格的质量控制系统,使其在精度和效率上更上一层楼。
2、先进技术的应用电火花成形加工技术和其他先进技术的结合,将有助于取得更加令人瞩目的成果。
例如,采用异步高速电机、低噪音螺杆空气压缩机、高效能量回收系统、智能化机器人操作系统等技术,可以使电火花成形加工机的效率和稳定性更高。
3、环保节能在保证加工效果的前提下,电火花成形加工技术还应当加强节能环保方面的建设。
研发新型绿色电火花成形加工剂、采用清洁能源替代传统燃料、开发废气、废水资源、减少环境污染等措施,是电火花成形加工技术未来发展的必然趋势。
电火花加工(电火花)(文献部分内容摘抄)放电加工(EDM)是在介电液体存在下,通过快速重复放电来去除导电材料的过程。
凹模电火花加工和线切割电火花加工是电火花加工的两种主要类型,广泛应用于各行各业。
本文将概述电火花成型加工。
介绍了电火花加工的历史,沉模电火花工作原理,简要概述了沉模电热加工系统的基本组成部分,并简要介绍了沉模电弧加工的操作参数及加工特点。
本文介绍了工业界和学术界报道的一些模压沉积电火花加工的重要应用。
本文重点介绍了沉模电火花加工领域的最新进展和未来范围。
电火花加工(EDM)是产生最早、应用最广泛的非传统加工工艺之一电火花加工的主要优点是它能够加工导电材料,而不论材料的硬度、强度和其他机械性能。
电火花加工能够加工具有复杂几何形状的零件,保持较高的尺寸精度和可接受的表面光洁度。
目前,电火花加工在模具、航空航天、汽车、微电子和生物医学等工业中被广泛应用。
模切割电火花和线切割电焊是电火花的两种主要类型,其中铣削电火花由于其与传统铣削工艺相似的加工三维(3D)形状的能力而越来越受欢迎。
随着微细电火花加工技术的不断发展,微细电火花加工越来越受到各行业的青睐。
所有三种电火花加工(模压铣削、线切割和铣削电火花)都证明了其为各种工业应用制造微尺度复杂特征的能力。
电火花加工领域的另一个最新进展是基于电火花加工的混合工艺。
混合加工工艺的目标是通过将其他加工工艺与电火花加工相结合和/或在电火花工艺中应用外部辅助来最大限度地减少电火花的缺点或解决电火花的一个具体问题。
对排放间隙中气泡和碎屑运动的模拟很有趣,但其目的在于分析在多次排放过程中排放物的去除能力的影响。
更准确地说,在液体气泡和气泡边界上产生的放电可能导致不同的坑移除。
左图:用透明导电SiC电极进行((元奥仪器pco.dicam型号)高速相机观测实验装置图。
右图:在Sic和铜电极之间的间隙中,在第100次放电时采集的图像示例。
使用元奥仪器PCO.dicam型号高速相机成像的气泡和等离子体膨胀在200,000帧/秒。
电火花加工电火花加工摘要:随着我国机械制造业的快速发展,电火花加工技术在民用和国防工业中的应用越来越多,特别是数控电火花成形加工机床和数控电火花线切割加工机床不仅在模具制造业中广泛应用,而且在一般机械加工企业中逐渐普及.关键字:发展电火花应用电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法,又称放电加工或电蚀加工,英文简称EDM加工原理:电火花加工时,脉冲电源的一极接工具电极,另一极接工件电极,两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质(常用煤油或矿物油或去离子水)中。
工具电极由自动进给调节装置控制,以保证工具与工件在正常加工时维持一很小的放电间隙(0.01~0.05mm)。
当脉冲电压加到两极之间,便将当时条件下极间最近点的液体介质击穿,形成放电通道。
由于通道的截面积很小,放电时间极短,致使能量高度集中(10~107W/mm),放电区域产生的瞬时高温足以使材料熔化甚至蒸发,以致形成一个小凹坑。
第一次脉冲放电结束之后,经过很短的间隔时间,第二个脉冲又在另一极间最近点击穿放电。
如此周而复始高频率地循环下去,工具电极不断地向工件进给,它的形状最终就复制在工件上,形成所需要的加工表面。
与此同时,总能量的一小部分也释放到工具电极上,从而造成工具损耗。
从上看出,进行电火花加工必须具备三个条件:必须采用脉冲电源;必须采用自动进给调节装置,以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙;火花放电必须在具有一定绝缘强度(10~107Ω·m)的液体介质中进行。
电火花加工特点:可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料;加工时无明显机械力,适用于低刚度工件和微细结构的加工:脉冲参数可依据需要调节,可在同一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工;电火花加工后的表面呈现的凹坑,有利于贮油和降低噪声;生产效率低于切削加工;放电过程有部分能量消耗在工具电极上,导致电极损耗,影响成形精度。
- -- - . -考试资料- 电火花加工的历史
1943年,联学者拉扎连科夫妇研究发明电火花加工,之后随着脉冲电源和控制系统的改进,而迅速发展起来。最初使用的脉冲电源是简单的电阻-电容回路。
50年代初,改进为电阻-电感-电容等回路。同时,还采用脉冲发电机之类的所谓长脉冲电源,使蚀除效率提高,工具电极相对损耗降低。 随后又出现了大功率电子管、闸流管等高频脉冲电源,使在同样表面粗糙度条件下的生产率得以提高。
60年代中期,出现了晶体管和可控硅脉冲电源,提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗,并扩大了粗精加工的可调围。
到70年代,出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲和可调波形脉冲等电源,在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具电极损耗等方面又有了新的进展。在控制系统方面,从最初简单地保持放电间隙,控制工具电极的进退,逐步发展到利用微型计算机,对电参数和非电参数等各种因素进行适时控制。
电火花加工 电火花加工是在加工过程中,使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电,靠放电时局部、瞬间产生的高温把金属蚀除下来。又称放电加工和电蚀加工,英文称(Electrical Discharge Machining,简称EMD)。
按照工具电极的形式及其与工件之间相对运动的特征,可将电火花加工方式分为五类:
①利用成型工具电极,相对工件作简单进给运动的电火花成形加工; ②利用轴向移动的金属丝作工具电极,工件按所需形状和尺寸作轨迹运动,以切割导电材料的电火花线切割加工; - -- - . -考试资料- ③利用金属丝或成形导电磨轮作工具电极,进行小孔磨削或成形磨削的电火花磨削;
④用于加工螺纹环规、螺纹塞规、齿轮等的电火花共轭回转加工; ⑤小孔加工、刻印、表面合金化、表面强化等其他种类的加工。 电火花加工的基本原理
(1)极间介质的电离、击穿,形成放电通道 放电通道是有大量带正电和负电的粒子以及中型粒子组成,带电粒子高速运动,相互碰撞,产生大量热能,使通道温度相当高,通道中心温度可达到10000摄氏度以上。由于放电时电流产生磁场,磁场又反过来对电子流动产生向心的磁压缩效应和周围介质惯性力压缩效应的作用,通道扩展受到很大阻力,故放电开始阶段通道截面很小,而通道有高温热膨胀形成的压力高达几百万帕,高温高压的放电通道以及随后瞬间气化形成的气体急速扩展,产生一个强烈的冲击波向四周传播。在放电的同时还伴随着光效应、声效应和热效应等,这就形成了肉眼所能看到的电火花。
(2)介质热分解、电极材料的融化,汽化热膨胀 极间介质被电离、击穿,形成放电通道后,脉冲电源使通道间的电子高速奔向正极,正离子奔向负极。电能转化为动能,动能通过相互碰撞转化为热能。正极和负极表面形成瞬间热源,使通道瞬间达到很高的温度。通道高温首先使工作液介质气化,进而进行热分解。并且使两电极表面的金属材料开始融化直至沸腾气化。气化后的工作液和金属蒸汽瞬间体积猛增,形成了爆炸的特性。所以在观察电火花加工时,可以看到工件与工具电极间有小气泡冒出,工作液逐渐变黑并听到轻微的爆炸声。
(3)电极材料的抛出 通道和正负级表面放电点瞬间时使高温使工作液气化和金属材料融化、气化,热膨胀产生很高的瞬间压力。通道中心的压力最高,使气化的其体体积不断向外膨胀,形成一个扩的冲击围形似“气泡”,在该围外、上下压强不相同,压力高的地方的熔融金属液体和蒸汽就被排挤、抛出而进入工作液。在放电过程中冲击气泡不断扩大,当放电结束后,气泡温度不再升高,但由于液体介质的惯性作用,气泡会继续向外扩,使气泡压力急剧降低,甚至降低到大气压一下,形成局部真空,使在高压下溶解在熔化和过热液态金属材料中的气体析出,以及液态金属本身在低压下再沸腾。由于压力的骤降,是熔融金属材料以及其蒸气在加工形成的小坑中再次爆沸飞溅而被抛出。
(4)极间介质的消电离 - -- - . -考试资料- 在电火花放电加工过程中产生的电蚀产物如果来不及排除和扩散,就会改变间隙介质的成分和降低绝缘强度。那么产生的热量将不能及时传出,带电粒子自由能不易降低,将大大减少复合几率,是电离过程不充分,将使下一个脉冲放电通道不能顺利的转移到其他部位,而始终集中在某一部分,使该处介质局部过热而破坏消电离过程,脉冲火花放电将恶循环的转变为有害的稳定电弧放电,此外还使该处介质局部过热,局部过热的工作液高温分解,结碳,使加工无法进行,并烧坏电极。因此为了保证电火花加工过程的正常进行,在两次放电之间必须有足够的时间间隔让电蚀产物充分排除,恢复放电通道的绝缘性,使工作液介质消电离。
电火花加工的条件 为了达到利用电腐蚀现象对金属材料进行尺寸加工,需创造创造以下条件: 1. 必须使工具电极和工件被加工表面之间保持一定的放电间隙,这一间隙加工条件而定,通常为0.02~0.1mm。如果间隙过大,极间电压不能击穿极间工作液介质,因而不能产生火花放电;如果间隙过小,很容易造成短路接触,同样不能产生火花放电。为此,火花加工过程中不许具有工具电极的自动进给和调节装置,使其和工件的加工表面保持某一放电间隙。
2. 火花放电必须是瞬时的脉冲性放电放电间隙加上电压后,延续一段时间t1,需停歇一段时间t0,延续时间ti, 一般为1~1000μs,停歇时间t0一般需要20~100μs,这样才能使放电所产生的热量传导扩散到其余部分,把每一次的放电蚀点分别局限在很小的围,否则,像持续电弧放电那样,会使表面烧伤而无法用作尺寸加工。为此电火花加工必须采用脉冲电源。
3. 火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行,例如没有、皂化液或去离子水等。液体介质又称工作液,他们必须有较高的绝缘强度(电阻率为10^3~10^7Ω·cm),有利于产生脉冲性火花放电。同时,液体还能把电火花加工过程中产生的金属小屑、碳黑、小气泡等电蚀产物从放电间隙中悬浮排除出去,并且对电极和工件表面有较好的冷却作用。
电火花加工的优点以及缺点 - --
- . -考试资料- 优点: 1、能加工硬质合金和淬火的压铸模具镶块; 2、能加工复杂的型腔的模具如形状复杂的深孔、细孔、加强筋、窄槽; 3、加工时有很小的受力 4、主要加工塑料模具和压铸模具和热锻模具 5、使用的电极材料多为比加工工件比较软的石墨和紫铜;采用石墨和紫铜的特点是采用电加工的形状都比较复杂加工电极比较烦琐,采用容易加工的石墨会产生事半功倍的效果; 6、直接使用电能加工,改变的传统的加工方法,操作简单,易于掌握,容易
实现电气自动化。电火花加工主要用于模具生产中的型孔、型腔加工,已成为模具制造业的主导加工方法,推动了模具行业的技术进步。
缺点: 1、加工速度较慢。 2、往往在加工比较大的型腔时需要其他的加工方法配合比如为了高效率需要铣去型腔部分,然后用电极再去加工。 3、采用电火花加工的工件通常都是盲孔不便于观察,到精加工时放电间隙调
小,特别容易产生积碳,严重时甚至产生烧损的现象。 4、加工时工件装卡在电极卡头的垂直下方,找正时需要长时间附下身去找
正,对不正的情况,操作者的腰部特别容易疲劳。 5、采用的工作液作为放电介质,在加工过程中还起着冷却、排屑等作用。常
用的工作液是粘度较低、闪点较高、性能稳定的介质,如煤油,装卡时遇到怕卡出痕迹的工件不能垫纸板和织物只能垫铜皮。工作环境要求防火,工作时要求排烟,操作者要求戴防毒面具,排烟不倡导致室的烟雾增多,严重影响操作者的身体健康。在来回装卡工件时,手上势必会粘上煤油,对手上的皮肤伤害很大。 6、装卡电极时,同一工件粗加工和精加工,工件不动,只要换电极就要重新
找正,哪怕把电极拆下来简单处理一下,给操作者带来很大的工作量。 7、电火花加工测量尺寸非常复杂往往要借助辅助工具,所以对尺寸的要求相
对较低。
影响材料放电腐蚀的因素
1. 极性效应对电蚀量的影响 极性效应:单纯由于正负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象 1) 产生极性效应的原因: - -- - . -考试资料- 在电火花放电过程中,正、负两极表面分别受到负电子和正离子的轰击和瞬时热源的作用,在两极表面所分配到的能量不一样,因而融化、气化抛出的电蚀量也不一样。
2) 影响极性效应的因素: 脉宽、脉间、脉冲峰值电流、放电电压、工作液以及电极对的材料等。 2. 电参数的影响(电参数主要指的是电压脉冲宽度t1、电流脉冲宽度te、脉冲间隔to、脉冲频率f、峰值电流 e、峰值电压 和极性等。)
单个脉冲放电所释放的能量取决于极间放电电压、放电电流和放电持续时间,所以单个脉冲放电能量为
Wm=∫0teu(t)i(t)dt 火花放电精细的电阻的非线性特性,击穿后间隙上的火花维持电压是一个与电极对材料及工作液种类有关的数值。
由上述可得,提高电蚀量和生产率的途径在于:提高脉冲频率f;增加单个脉冲能量Wm(可增加平均放电电流e和脉冲宽度ti,减少脉冲间隙t0,提高系数ka、ke)
3. 金属材料热学常数对电蚀量的影响 金属材料的热学常数包括熔点,沸点,热导率,比热容,融化热,气化热等。
而正负极产生的热量主要消耗在: a) 由于热传导散失在电极其他部分和工作液中 b) 使局部金属材料温度升高至熔点 c) 熔化金属材料 d) 使熔化的金属材料继续升温至沸点 e) 使熔融金属气化 f) 使金属蒸汽继续加热成过热蒸汽 所以可得脉冲放电能量相同时,金属的热学常数越高,电蚀量越小,越难加工。此外热导率越大的金属,由于传热快导致瞬间传达的热量越多,因而降低了自身的电蚀量。
4. 工作液对电蚀量的影响 a) 形成火花击穿放电通道,并在放电结束后迅速恢复间隙绝缘状态,防止破坏性电弧放电;