【正文】 加工精度 。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 間隙大小對形狀精度也有影響 ， 間隙越大 ， 則復(fù)制精度越差 ， 特別是對復(fù)雜形狀的加工表面 。 如電極為尖角時 ， 而由于放電間隙的等距離 ， 工件則為圓角 。 因此 ， 為了減少加工尺寸誤差 ， 應(yīng)該采用較弱小的加工規(guī)準(zhǔn) ， 縮小放電間隙 ，另外還必須盡可能使加工過程穩(wěn)定 。 放電間隙在精加工時一般為 ～ mm， 粗加工時可達(dá) mm以上 (單邊 )。 2． 加工斜度 電火花加工時，產(chǎn)生斜度的情況如圖 321所示。由于工具電極下面部分加工時間長，損耗大，因此電極變小，而入口處由于電蝕產(chǎn)物的存在，易發(fā)生因電蝕產(chǎn)物的介入而再次進(jìn)行的非正常放電 (即“二次放電” )，因而產(chǎn)生加工斜度。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 圖 321 沖油方式對電極端部損耗的影響 工件123工具x 1— 電極無損耗時的工具輪廓線；2— 電極有損耗而不考慮二次放電時的工件輪廓線；3— 實際工件輪廓線遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 3． 工具電極的損耗 在電火花加工中 ， 隨著加工深度的不斷增加 ， 工具電極進(jìn)入放電區(qū)域的時間是從端部向上逐漸減少的 。實際上 ， 工件側(cè)壁主要是靠工具電極底部端面的周邊加工出來的 。 因此 ， 電極的損耗也必然從端面底部向上逐漸減少 ， 從而形成了損耗錐度 (如圖 322所示 )， 工具電極的損耗錐度反映到工件上是加工斜度 。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 圖 322 工具斜度圖形 工具電極工件遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 電火花加工表面變化層和機(jī)械性能 1． 表面變化層 在電火花加工過程中 ， 工件在放電瞬時的高溫和工作液迅速冷卻的作用下 ， 表面層發(fā)生了很大變化 。這種表面變化層的厚度大約在 ～ mm之間 ， 一般將其分為熔化層和熱影響層 ， 如圖 323所示 。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 圖 323 電火花加工表面變化層 基體金屬熱影響層熔化層電火花加工表面遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 1) 熔化層 熔化層位于電火花加工后工件表面的最上層 ， 它被電火花脈沖放電產(chǎn)生的瞬時高溫所熔化 ， 又受到周圍工作液介質(zhì)的快速冷卻作用而凝固 。 對于碳鋼來說 ， 熔化層在金相照片上呈現(xiàn)白色 ， 故又稱為白層 。 白層與基體金屬完全不同 ， 是一種樹枝狀的淬火鑄造組織 ， 與內(nèi)層的結(jié)合不很牢固 。 熔化層中有滲碳 、 滲金屬 、 氣孔及其他夾雜物 。 熔化層厚度隨脈沖能量增大而變厚 ， 一般為 ～ mm。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 2) 熱影響層 熱影響層位于熔化層和基體之間 ， 熱影響層的金屬被熔化 ， 只是受熱的影響而沒有發(fā)生金相組織變化 ，它與基體沒有明顯的界限 。 由于加工材料及加工前熱處理狀態(tài)及加工脈沖參數(shù)的不同 ， 熱影響層的變化也不同 。 對淬火鋼將產(chǎn)生二次淬火區(qū) 、 高溫回火區(qū)和低溫回火區(qū)；對未淬火鋼而言主要是產(chǎn)生淬火區(qū) 。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 3) 顯微裂紋 電火花加工中，加工表面層受高溫作用后又迅速冷卻而產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。在脈沖能量較大時，表面層甚至出現(xiàn)細(xì)微裂紋，裂紋主要產(chǎn)生在熔化層，只有脈沖能量很大時才擴(kuò)展到熱影響層。不同材料對裂紋的敏感性也不同，硬脆材料容易產(chǎn)生裂紋。由于淬火鋼表面殘余拉應(yīng)力比未淬火鋼大，故淬火鋼的熱處理質(zhì)量不高時，更容易產(chǎn)生裂紋。脈沖能量對顯微裂紋的影響是非常明顯的。脈沖能量愈大，顯微裂紋愈寬愈深；脈沖能量很小時，一般不會出現(xiàn)顯微裂紋。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 2． 表面變化層的機(jī)械性能 1) 顯微硬度及耐磨性 工件在加工前由于熱處理狀態(tài)及加工中脈沖參數(shù)不同 ， 加工后的表面層顯微硬度變化也不同 。 加工后表面層的顯微硬度一般比較高 ， 但由于加工電參數(shù) 、冷卻條件及工件材料熱處理狀況不同 ， 有時顯微硬度會降低 。 一般來說 ， 電火花加工表面外層的硬度比較高 ， 耐磨性好 。 但對于滾動摩擦 ， 由于是交變載荷 ，尤其是干摩擦 ， 因熔化層和基體結(jié)合不牢固 ， 容易剝落而磨損 ， 因此 ， 有些要求較高的模具需把電火花加工后的表面變化層要預(yù)先研磨掉 。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 2) 殘余應(yīng)力 電火花表面存在著由于瞬時先熱后冷作用而形成的殘余應(yīng)力 ， 而且大部分表現(xiàn)為拉應(yīng)力 。 殘余應(yīng)力的大小和分布 ，主要與材料在加工前熱處理的狀態(tài)及加工時的脈沖能量有關(guān) 。因此對表面層質(zhì)量要求較高的工件 ， 應(yīng)盡量避免使用較大的加工規(guī)準(zhǔn) ， 同時在加工中一定要注意工件熱處理的質(zhì)量 ， 以減少工件表面的殘余應(yīng)力 。 3) 疲勞性能 電火花加工后，工件表面變化層金相組織的變化，會使耐疲勞性能比機(jī)械加工表面低許多倍。采用回火處理、噴丸處理甚至去掉表面變化層，將有助于降低殘余應(yīng)力或使殘余拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力，從而提高其耐疲勞性能。采用小的加工規(guī)準(zhǔn)是減小殘余拉應(yīng)力的有力措施。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 電火花加工的穩(wěn)定性 在電火花加工中 ， 加工的穩(wěn)定性是一個很重要的概念 。 加工的穩(wěn)定性不僅關(guān)系到加工的速度 ， 而且關(guān)系到加工的質(zhì)量 。 1． 電規(guī)準(zhǔn)與加工穩(wěn)定性 一般來說 ， 單個脈沖能量較大的規(guī)準(zhǔn) ， 容易達(dá)到穩(wěn)定加工 。但是 ， 當(dāng)加工面積很小時 ， 不能用很強(qiáng)的規(guī)準(zhǔn)加工 。 另外 ， 加工硬質(zhì)合金不能用太強(qiáng)的規(guī)準(zhǔn)加工 。 脈沖間隔太小常易引起加工不穩(wěn) 。 在微細(xì)加工 、 排屑條件很差 、 電極與工件材料不太合適時 ， 可增加間隔來改善加工的不穩(wěn)定性 ， 但這樣會引起生產(chǎn)率下降 。 ti/Ip很大的規(guī)準(zhǔn)比 ti/Ip較小的規(guī)準(zhǔn)加工穩(wěn)定性差 。 當(dāng) ti/Ip大到一定數(shù)值后 ， 加工很難進(jìn)行 。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 對每種電極材料對 ， 必須有合適的加工波形和適當(dāng)?shù)膿舸╇妷?， 才能實現(xiàn)穩(wěn)定加工 。 當(dāng)平均加工電流超過最大允許加工電流密度時 ， 將出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象 。 2． 電極進(jìn)給速度 電極的進(jìn)給速度與工件的蝕除速度應(yīng)相適應(yīng) ， 這樣才能使加工穩(wěn)定進(jìn)行 。 進(jìn)給速度大于蝕除速度時 ， 加工不易穩(wěn)定 。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 3． 蝕除物的排除情況 良好的排屑是保證加工穩(wěn)定的重要條件 。 單個脈沖能量大則放電爆炸力強(qiáng) ， 電火花間隙大 ， 蝕除物容易從加工區(qū)域排出 ， 加工就穩(wěn)定 。 在用弱規(guī)準(zhǔn)加工工件時必須采取各種方法保證排屑良好 ， 實現(xiàn)穩(wěn)定加工 。 沖油壓力不合適也會造成加工不穩(wěn)定 。 4． 電極材料及工件材料 對于鋼工件 ， 各種電極材料的加工穩(wěn)定性好壞次序如下： 紫銅 (銅鎢合金 、 銀鎢合金 ) 銅合金 (包括黃銅 ) 石墨 鑄鐵 不相同的鋼 相同的鋼； 淬火鋼比不淬火鋼工件加工時穩(wěn)定性好；硬質(zhì)合金 、 鑄鐵 、 鐵合金 、 磁鋼等工件的加工穩(wěn)定性差 。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 5． 極性 不合適的極性可能導(dǎo)致加工極不穩(wěn)定 。 6． 加工形狀 形狀復(fù)雜 (具有內(nèi)外尖角 、 窄縫 、 深孔等 )的工件加工不易穩(wěn)定 ， 其他如電極或工件松動 、 燒弧痕跡未清除 、 工件或電極帶磁性等均會引起加工不穩(wěn)定 。 另外 ， 隨著加工深度的增加 ， 加工變得不穩(wěn)定 。工作液中混入易燃微粒也會使加工難以進(jìn)行 。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 合理選擇電火花加工工藝 前面我們詳細(xì)闡述了電火花加工的工藝規(guī)律 ， 不難看到 ， 加工速度 、 電極損耗 、 表面粗糙度 、 加工精度往往相互矛盾 。 表 32簡單列舉了一些參數(shù)對工藝的影響 。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 表 32 常用參數(shù)對工藝的影響 注：○表示影響較小， ↓表示降低或減小， ↑表示增大。 加工速度 電極損耗 表面粗糙度值 備 注 峰值電流 ? ↑ ↑ ↑ 加工間隙↑，型腔加工錐度↑ 脈沖寬度 ? ↑ ↓ ↑ 加工間隙↑，加工穩(wěn)定性↑ 脈沖間歇 ? ↓ ↑ ○ 加工穩(wěn)定性↑ 介質(zhì)清潔度↑ 中粗加工↓精加工↑ ○ ○ 穩(wěn)定性↑ 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 在電火花加工中 ， 如何合理地制定電火花加工工藝呢 ？如何用最快的速度加工出最佳質(zhì)量的產(chǎn)品呢 ？ 一般來說 ，主要采用兩種方法來處理：第一 ， 先主后次 ， 如在用電火花加工去除斷在工件中的鉆頭 、 絲錐時 ， 應(yīng)優(yōu)先保證速度 ，因為此時工件的表面粗糙度 、 電極損耗已經(jīng)不重要了；第二 ， 采用各種手段 ， 兼顧各方面 。 其中主要常見的方法有： (1) 粗 、 中 、 精逐擋過渡式加工方法 。 粗加工用以蝕除大部分加工余量 ， 使型腔按預(yù)留量接近尺寸要求；中加工用以提高工件表面粗糙度等級 ， 并使型腔基本達(dá)到要求 ，一般加工量不大；精加工主要保證最后加工出的工件達(dá)到要求的尺寸與粗糙度 。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 在加工時 ， 首先通過粗加工 ， 高速去除大量金屬 ，這是通過大功率 、 低損耗的粗加工規(guī)準(zhǔn)解決的；其次 ，通過中 、 精加工保證加工的精度和表面質(zhì)量 。 中 、 精加工雖然工具電極相對損耗大 ， 但在一般情況下 ， 中 、 精加工余量僅占全部加工量的極小部分 ， 故工具電極的絕對損耗極小 。 在粗 、 中 、 精加工中 ， 注意轉(zhuǎn)換加工規(guī)準(zhǔn) 。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 (2) 先用機(jī)械加工去除大量的材料 ， 再用電火花加工保證加工精度和加工質(zhì)量 。 電火花成型加工的材料去除率還不能與機(jī)械加工相比 。 因此 ， 在工件型腔電火花加工中 ， 有必要先用機(jī)械加工方法去除大部分加工量 ， 使各部分余量均勻 ， 從而大幅度提高工件的加工效率 。 (3) 采用多電極 。 在加工中及時更換電極 ， 當(dāng)電極絕對損耗量達(dá)到一定程度時 ， 及時更換 ， 以保證良好的加工質(zhì)量 。 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 習(xí)題 1． 什么是極性效應(yīng) ？ 在電火花加工中如何充分利用極性效應(yīng) ？ 2． 什么是覆蓋效應(yīng) ？ 請舉例說明覆蓋效應(yīng)的用途 。 3．在實際加工中如何處理加工速度、電極損耗、表面粗糙度之間的矛盾關(guān)系？ 遼 陽 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院