【正文】 數(shù)。脈沖電源的每一功率放大管的峰值電流是預(yù)先選擇和計(jì)算好的，可按說明書選定粗、中、精峰值電流（實(shí)際上是選定幾個(gè)功率放大管進(jìn)行工作）。　　16) 正、負(fù)極性加工 加工時(shí)以工件為準(zhǔn)，工件接脈沖電源正極（高電位端），稱為正極性加工；反之，工件接電源負(fù)極（低電位端），則稱為負(fù)極性加工。高生產(chǎn)率、低損耗粗加工時(shí)，常用負(fù)極性長脈寬加工?！? 17）放電狀態(tài) 放電狀態(tài)是指電火花加工時(shí)放電間隙內(nèi)每一脈沖放電時(shí)的基本狀態(tài)，一般分為五種放電狀態(tài)。　?、匍_路：放電間隙沒有被擊穿，間隙上有大于50V的電壓，但間隙內(nèi)沒有電流流過，為空載狀態(tài)（td=ti）?！　、诨鸹ǚ烹姡洪g隙內(nèi)絕緣性能良好，工作液介質(zhì)擊穿后能有效地拋出、蝕除金屬。波形特點(diǎn)是電壓上有td，te和ie，波形上有高頻振蕩的小鋸齒波形?！　、鄱搪罚悍烹婇g隙直接短路連接，這是由于伺服進(jìn)給系統(tǒng)瞬時(shí)進(jìn)給過多或放電間隙中有電蝕產(chǎn)物搭接所致。間隙短路時(shí)電流較大，但間隙兩端的電壓很小，沒有蝕除加工作用?！　、茈娀》烹姡河捎谂判疾涣?，放電點(diǎn)集中在某一局部而不分散，局部熱量積累，溫度升高，惡性循環(huán)，此時(shí)火花放電就成為電弧放電，由于放電點(diǎn)固定在某一點(diǎn)或某局部，因此稱之為穩(wěn)定電弧，常使電極表面結(jié)炭、燒傷。波形特點(diǎn)是td和高頻振蕩的小鋸齒波基本消失?！　、葸^渡電弧放電：是正?；鸹ǚ烹娕c穩(wěn)定電弧放電的過渡狀態(tài)，是穩(wěn)定電弧放電的前兆。波形特點(diǎn)是擊穿延時(shí)很小或接近于零，僅成為一尖剌，電壓電流波上的高頻分量變低成為稀疏的鋸齒形?！　∫陨细鞣N放電狀態(tài)在實(shí)際加工中是交替、概率性地出現(xiàn)的（與加工規(guī)準(zhǔn)和進(jìn)給量等有關(guān)），甚至在一次單脈沖放電過程中，也可能交替出現(xiàn)兩種以上的放電狀態(tài)?！?18）加工速度 Vw（mm3/min）或Vm (g/min) 加工速度是單位時(shí)間內(nèi)( min)從工件上蝕除加工下來的金屬體積（mm3）以質(zhì)量（g）計(jì)算時(shí)用Vm表示，也稱為加工生產(chǎn)率。大功率電源粗加工時(shí)Vw ＞500mm3/min，但電火花精加工時(shí)，通常Vw＜20mm3/ min?！?19）損耗速度VE（mm3/min或g/min） 是單位時(shí)間內(nèi)(min)工具電極的損耗量。　：床身、立柱、工作臺及主軸頭等主機(jī)部分；液壓泵(油泵)、過濾器、各種控制閥、管道等工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)；脈沖電源、伺服進(jìn)給（自動進(jìn)給調(diào)節(jié)）系統(tǒng)和其他電氣系統(tǒng)等電源箱部分。床身和立柱是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，由它確保電極與工作臺、工件之間的相互位置精度。位置精度的高低對加工有直接的影響，如果機(jī)床的精度不高，加工精度也難以保證。因此，不但床身和立柱的結(jié)構(gòu)應(yīng)該合理，有較高的剛度，能承受主軸負(fù)重和運(yùn)動部件突然加速運(yùn)動的慣性力，還應(yīng)能減小溫度變化引起的變形。工作臺主要用來支承和裝夾工件。在實(shí)際加工中，高性能伺服電機(jī)通過轉(zhuǎn)動縱橫向精密滾珠絲杠，移動上下滑板，改變工作臺上工件與電極的相對位置。工作臺上裝有工作液箱，用以容納工作液，使電極和工件浸泡在工作液里，起到冷卻、排屑、消電離等作用。工作臺也是操作者裝夾找正時(shí)經(jīng)常移動的部件。 （a）結(jié)構(gòu)組成 (b) 外觀1床身；2過濾器；3工作臺；4主軸頭；5立柱；6液壓泵；7電源箱　 電火花成形加工機(jī)床 主軸頭是電火花成形加工機(jī)床的一個(gè)關(guān)鍵部件，在結(jié)構(gòu)上由伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)（步進(jìn)電動機(jī)、直流電動機(jī)或交流伺服電動機(jī)作進(jìn)給驅(qū)動）、導(dǎo)向和防扭機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)三部分組成。用以控制工件與工具電極之間的放電間隙。 主軸頭的好壞直接影響加工的工藝指標(biāo)，如生產(chǎn)率、幾何精度以及表面粗糙度，因此對主軸頭有如下要求： 1）有一定的軸向和側(cè)向剛度及精度； 2）有足夠的進(jìn)給和回升速度； 3）主軸運(yùn)動的直線性和防扭轉(zhuǎn)性能好； 4）靈敏度要高，無爬行現(xiàn)象； 5）具備合理的承載電極質(zhì)量的能力。電火花加工機(jī)床成形加工時(shí)，主軸頭最重要的附件是平動頭，它是實(shí)現(xiàn)單電極型腔電火花加工所必備的工藝裝備。在加工大間隙沖模和零件上的異形孔時(shí)，平動頭經(jīng)常得到應(yīng)用。平動頭包括兩部分，一是由電動機(jī)驅(qū)動的偏心機(jī)構(gòu)，二是平動軌跡保持機(jī)構(gòu)。通過偏心機(jī)構(gòu)和平動軌跡保持機(jī)構(gòu)，平動頭將伺服電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成工具電極上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在水平面內(nèi)圍繞其原始位置做平面圓周平移運(yùn)動( 所示)，各個(gè)小圓的外包絡(luò)線就形成加工表面，小圓的圓周半徑（即平動量Δ），通過平動頭偏心量來調(diào)節(jié)可由零逐步擴(kuò)大，S為放電間隙。采用平動頭加工的特點(diǎn)是：用一個(gè)工具電極就能由粗至精直接加工出工件（由粗加工轉(zhuǎn)至精加工時(shí)，放電規(guī)準(zhǔn)、放電間隙要減?。?在加工過程中，工具電極的軸線偏移工件的軸線,這樣，除了處于放電區(qū)域的部分外,在其他地方工具電極與工件之間的間隙都大于放電間隙，這有利于電蝕產(chǎn)物的排出，提高加工穩(wěn)定性，但由于有平動軌跡半徑的存在，因此，無法加工出有清角直角的型腔。平動頭的結(jié)構(gòu)形式有多種，常使用的有：停機(jī)手動調(diào)偏心量平動頭、不停機(jī)調(diào)偏心量平動頭、數(shù)控平動頭，其結(jié)構(gòu)見電火花成形機(jī)床手冊。 、抽油方式 電火花加工時(shí)工作液的作用有以下幾方面: 1）放電結(jié)束后恢復(fù)放電間隙的絕緣狀態(tài)（消電離），以便下一個(gè)脈沖電壓再次形成火花放電。為此，要求工作液有一定的絕緣強(qiáng)度。 2）使電蝕產(chǎn)物較易從放電間隙中懸浮、排泄出去，免得放電間隙嚴(yán)重污染，導(dǎo)致火花放電點(diǎn)不分散而形成有害的電弧放電。 3）冷卻工具電極和降低工件表面瞬時(shí)放電產(chǎn)生的局部高溫，否則表面會因局部過熱而產(chǎn)生結(jié)炭、燒傷并形成電弧放電。 4）工作液還可壓縮火花放電通道，增加通道中壓縮氣體、等離子體的膨脹及爆炸力，以拋出更多熔化和氣化了的金屬，增加蝕除量。工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)中，沖油的循環(huán)方式比抽油的循環(huán)方式更有利于改善加工的穩(wěn)定性,所以大都采用沖油方式， 所示。電火花成形加工中隨著深度的增加，排屑困難，應(yīng)使間隙尺寸、脈沖間隔和沖液流量加大。脈沖電源的作用是把工頻交流電轉(zhuǎn)換成一定頻率的單向脈沖電流，供給火花放電間隙所需要的能量來蝕除金屬。脈沖電源的電參數(shù)包括脈沖寬度、脈沖間隔、脈沖頻率、峰值電流、開路電壓等。脈沖電源對電火花加工的生產(chǎn)率、表面質(zhì)量、加工速度、加工過程的穩(wěn)定性和工具電極損耗等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有很大的影響?，F(xiàn)在普及型（經(jīng)濟(jì)型）的電火花加工機(jī)床都采用高低壓復(fù)合的晶體管脈沖電源；中、高檔的電火花加工機(jī)床都采用微機(jī)數(shù)字化控制的脈沖電源，而且內(nèi)部存有電火花加工工藝規(guī)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫，可以通過微機(jī)設(shè)置和調(diào)用各檔電加工粗、中、精加工工藝規(guī)準(zhǔn)參數(shù)。電火花加工與切削加工不同，屬于“不接觸加工”。正常電火花加工時(shí)，工具和工件間有一放電間隙S。如果間隙過大，脈沖電壓擊不穿間隙間的絕緣工作液，則不會產(chǎn)生火花放電，必須使電極工具向下進(jìn)給，直到間隙等于或小于某一值（S=~，與加工規(guī)準(zhǔn)有關(guān)），才能擊穿并產(chǎn)生火花放電。在正常的電火花加工時(shí)，工件以Vw的速度不斷被蝕除，間隙S將逐漸擴(kuò)大，必須使電極工具以速度v補(bǔ)償進(jìn)給，以維持所需的放電間隙。如進(jìn)給量v大于工件的蝕除速度Vw，則間隙S將逐漸變小，甚至等于零，形成短路。當(dāng)間隙過小時(shí)，必須減少進(jìn)給速度v。如果工具與工件間一旦短路（S＝0），則必須使工具以較大的速度v反向快速回退，消除短路狀態(tài)，隨后再重新向下進(jìn)給，保證加工中具有的正確放電間隙，使電火花加工能夠正常進(jìn)行。 　　控制參數(shù)可分為離線參數(shù)和在線參數(shù)。離線參數(shù)是在加工前設(shè)定的，加工中基本不再調(diào)節(jié)，如放電電流、開路電壓、脈沖寬度、電極材料、極性等；在線參數(shù)是加工中常需調(diào)節(jié)的參數(shù)，如進(jìn)給速度（伺服進(jìn)給參考電壓）、脈沖間隔、沖油壓力與沖油油量、抬刀運(yùn)動等?！?（1）離線控制參數(shù)　　雖然這類參數(shù)通常在加工前預(yù)先選定，加工中基本不變，但在下列一些特定的場合，它們還是需要在加工中改變。　　1）加工起始階段 這時(shí)的實(shí)際放電面積由小變大，過程擾動較大，因此，先采用比預(yù)定規(guī)準(zhǔn)較小的放電電流，以使過渡過程比較平穩(wěn)，等穩(wěn)定加工幾秒鐘后再把放電電流調(diào)到設(shè)定值。　　2）加工深型腔 通常開始時(shí)加工面積較小，所以，放電電流必須選較小值，然后，隨著加工深度（加工面積）的增加而逐漸增大電流，直至達(dá)到為了滿足表面粗糙度，側(cè)面間隙所要求的電流值。 　?。?）在線控制參數(shù)在線控制參數(shù)在加工中的調(diào)整沒有一般的規(guī)律可循，主要依靠經(jīng)驗(yàn)。它們對表面粗糙度和側(cè)面間隙的影響不大，主要影響加工速度和工具電極相對損耗速度。、工具電極的損耗速度的主要因素　　電火花加工時(shí)，工件和工具同時(shí)遭到不同程度的電蝕。單位時(shí)間內(nèi)工件的電蝕量稱為加工速度，即生產(chǎn)率；單位時(shí)間內(nèi)工具電極的電蝕量稱為損耗速度。它們是一個(gè)問題的兩個(gè)方面。在生產(chǎn)實(shí)際中，衡量工具電極是否耐損耗，不只看工具損耗速度，還要看同時(shí)能達(dá)到的加工速度，因此，常采用工具電極相對損耗速度或稱相對損耗比（工具損耗速度與加工速度之比）作為衡量工具電極耐損耗的指標(biāo)?！　。?）極性效應(yīng)的影響　　產(chǎn)生極性效應(yīng)的原因是：正、負(fù)電極表面分別受到負(fù)電子和正離子的轟擊和瞬時(shí)熱源的作用，在兩極表面所分配到的能量不一樣，因而熔化、氣化拋出的電蝕量也就不一樣。電子的質(zhì)量和慣性較小，容易獲得很高的速度和加速度，在擊穿放電的初始階段就有大量的電子奔向正極，把能量傳遞給正極表面，使正極材料迅速熔化和氣化；而正離子由于質(zhì)量和慣性較大，啟動和加速較慢，在擊穿放電的初始階段只有小部分正離子來得及到達(dá)負(fù)極表面并傳遞能量。所以在用短脈沖加工時(shí)，正極材料的蝕除速度大于負(fù)極材料的蝕除速度，這時(shí)工件應(yīng)接正極；當(dāng)采用長脈沖加工時(shí)，質(zhì)量和慣性大的正離子將有足夠的時(shí)間加速，到達(dá)并轟擊負(fù)極表面，由于正離子的質(zhì)量大，對負(fù)極表面的轟擊破壞作用強(qiáng)，故采用長脈沖時(shí)負(fù)極的蝕除速度要比正極大，工件應(yīng)接負(fù)極?！　。?）工具電極材料的影響　　耐蝕性高的電極材料有鎢、鉬、銅鎢合金、銀鎢合金、純銅及石墨電極等。鎢、鉬的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)都較高，損耗小，但其機(jī)械加工性能不好，價(jià)格又貴，所以除線切割加工采用鎢、鉬絲外，其他場合很少采用。銅鎢、銀鎢合金等復(fù)合材料，熔點(diǎn)高，并且導(dǎo)熱性好，因而電極損耗小，但也由于成本高且機(jī)械加工比較困難，一般只在少數(shù)的超精密電火花加工中采用。故常用的是純銅和石墨，這兩種材料在寬脈沖粗加工時(shí)都能實(shí)現(xiàn)低損耗。　　銅的熔點(diǎn)雖然低，但其導(dǎo)熱性好，會使電極表面保持較低溫度從而減少損耗。純銅不易產(chǎn)生電弧，在較困難的條件下也能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加工；精加工時(shí)比石墨電極損耗小，易于加工成精密、微細(xì)的花紋，；用過的電極經(jīng)鍛造后還可加工為其他形狀的電極，材料利用率高。但純銅的機(jī)械加工性能不如石墨好?！　∈姌O的優(yōu)點(diǎn)是：機(jī)械加工成形容易(但不易做成精密、微細(xì)的花紋)；電火花加工的性能也很好，在長脈沖粗加工時(shí)能吸附游離的碳來補(bǔ)償電極的損耗，因此目前已廣泛用做型腔粗加工的電極。缺點(diǎn)是石墨電極容易產(chǎn)生電弧燒傷現(xiàn)象，所以，在加工時(shí)應(yīng)配有短路快速切斷裝置；精加工時(shí)電極損耗較大。對石墨電極材料的要求是顆粒小、組織細(xì)密、強(qiáng)度高和導(dǎo)電性好。目前已有在3個(gè)方向等強(qiáng)度加壓燒結(jié)的高性能石墨，它各向同性、均勻細(xì)密，加工中任何方向的表面不會脫層、剝落，在制造重要的模具時(shí)應(yīng)選購這類優(yōu)質(zhì)石墨作工具電極?！　。?）電參數(shù)的影響　　無論工具電極是正是負(fù)，都存在單個(gè)脈沖的蝕除量與單個(gè)脈沖的能量在一定范圍內(nèi)成正比的關(guān)系，某一段時(shí)間內(nèi)的總蝕除量等于這段時(shí)間內(nèi)各單個(gè)脈沖蝕除量的總和，故正、負(fù)極性的蝕除速度與單個(gè)脈沖能量、脈沖頻率成正比。所以要提高電蝕量和生產(chǎn)率的途徑：　　1）減小脈沖間隔，提高脈沖頻率；　　2）增加放電電流及脈沖寬度，增加單個(gè)脈沖能量?！　〉趯?shí)際生產(chǎn)時(shí)要考慮到這些因素之間的相互制約關(guān)系和對其他工藝指標(biāo)的影響。例如，脈沖間隔時(shí)間過短，會使加工區(qū)的工作液來不及消電離、排除電蝕產(chǎn)物及氣泡，形成破壞性的電弧放電；如果加工面積較小，而采用的加工電流較大，會使局部電蝕產(chǎn)物濃度過高，且放電后的余熱來不及擴(kuò)散而積累起來，造成過熱，易形成電弧，破壞加工的穩(wěn)定性；增加單個(gè)脈沖能量，會惡化加工表面質(zhì)量，降低加工精度。因此，這兩種途徑一般只用于粗加工和半精加工的場合，在精加工中為降低表面粗糙度則需要顯著降低加工速度。　　脈寬與峰值電流的選擇，粗加工時(shí)，主要按蝕除速度和電極損耗比來考慮，精加工時(shí),主要按表面粗糙度來考慮。 　　（1）放電間隙的大小　　電火花加工時(shí)，工具電極的凹角與尖角很難精確地復(fù)制在工件上，因?yàn)樵诶饨遣课浑妶龇植疾痪?，間隙越大，這種現(xiàn)象越嚴(yán)重。當(dāng)工具電極為凹角時(shí)，工件上對應(yīng)的尖角處由于放電蝕除的概率大、容易遭受腐蝕而成為圓角；當(dāng)工具電極為尖角時(shí)，由于放電間隙的等距性，工件上只能加工出以尖角頂點(diǎn)為圓心、以放電間隙值為半徑的圓弧，另外工具上的尖角本身因尖端放電蝕除的概率大而容易耗損成圓角。為了減少加工誤差，應(yīng)該采用較弱的加工規(guī)準(zhǔn)，縮小放電間隙?！！　。?）工具電極的損耗　　假設(shè)工具電極從上往下做進(jìn)給運(yùn)動，工具電極下端由于加工時(shí)間長，所以絕對損耗較上端大；另外，在型腔入口處由于電蝕產(chǎn)物的存在而容易產(chǎn)生二次放電（由于已加工表面與電極的空隙中進(jìn)入電蝕產(chǎn)物而再次進(jìn)行非必要的放電），結(jié)果是在加工深度方向上產(chǎn)生斜度，上寬下窄，俗稱喇叭口?！　榱藴p少加工誤差，需要對工具電極各部分的損耗情況進(jìn)行預(yù)測，然后對工具電極的形狀和尺寸進(jìn)行補(bǔ)償修正。電火花加工的表面和機(jī)械加工的表面不同，它是由無方向性的無數(shù)小坑和硬凸邊所組成,特別有利于保存潤滑油；而機(jī)械加工表面則存在著切削或磨削刀痕，具有方向性。兩者相比,電火花加工表面的潤滑性能和耐磨損性能均比機(jī)械加工的表面好。電火花加工的表面質(zhì)量主要包括表面粗糙度和表面力學(xué)性能。　?。?）表面粗糙度　　對表面粗糙度影響最大的是單個(gè)脈沖能量。脈沖能量大，則每次脈沖放電的蝕除量也大，放電凹坑既大又深，從而使表面粗糙度惡化。電火花加工的表面粗糙度可以分為底面粗糙度和側(cè)面粗糙度。側(cè)面粗糙度由于有二次放電的修光作用，往往要稍好于底面粗糙度。要提高表面粗糙度可用平動頭或數(shù)控?fù)u動工藝。