【正文】 極。這是因為每次放電時，負電子的質(zhì)量和慣性較小，容易獲得動能和加速度，很快奔向正極。產(chǎn)生極性效應的基本原因如下：在火花放電過程中，正、負電極表面分別受到負電子和正離子的轟擊和瞬時熱源作用，在兩極表面所分配的能量不一樣，因而熔化、氣化和拋出的金屬量也不一樣。例如頻率過高，脈沖間隔過小，將產(chǎn)生電弧放電；單個脈沖能量大，表面粗糙。提高電蝕量和切割速度的途徑，在于提高脈沖頻率fe 增加單個脈沖能量 We 或提高脈沖利用率λ。除正?；鸹ǚ烹娡猓渌鼛追N放電狀態(tài)都不利于加工，因此實際有效放電頻率 fe 低于電源脈沖頻率 fp。脈沖頻率 fp 為 脈沖周期 tp 的倒數(shù)，而脈沖周期又為脈沖寬度 ti與脈沖間隔 to 之和。而總的蝕除量等于總的有效脈沖蝕除量的總和，至于正極或負極的加工速度 Vw即單位時間內(nèi)的蝕除量）基本上與單個脈沖能量和脈沖頻率成正比。正、負電極放電點的熱能中，除一部分由于熱傳導散失到電極、工件和工作液外，另一部分依次消耗在以下幾方面： 1)金屬材料的局部表面溫度升高，直至達到熔點，每克金屬升高 1℃所需熱量（ cal），稱為該金屬的比熱（熱容）； 2)處于熔點的固體金屬熔化成液體，每熔化一克固體金屬所需的熱量，稱為該金屬的熔化潛熱； 3)熔化的金屬液體繼續(xù)升溫至沸點，每克金屬液體升高 1℃所需熱量，稱為該熔液的銅陵學院 畢業(yè) 設計 7 熱容； 4)使處于沸點的熔液蒸發(fā) 成金屬蒸汽，每蒸發(fā)一克液體金屬所需的熱量稱為氣化熱； 5)金屬蒸汽繼續(xù)加熱成過蒸汽，每克金屬蒸汽升高 1℃所需的熱量稱為該蒸汽的熱容。 圖 25 極間恢復絕緣 電火花加工的基本規(guī)律 金屬材料熱物理常數(shù)對電蝕量的影響 所謂熱物理常數(shù)是指熔點、沸點（氣化點）、導熱系數(shù)、比熱（熱容）、溶解熱、氣化熱 等，其中前三個熱物理常數(shù)對電蝕量影響較大。此外還應留有余地，使擊穿、放電點分散、轉(zhuǎn)移，否 則若在一點附近放電，易形成電弧。由此可見，為了保證電火花加工過程正常地進行，在兩次脈沖放電之間一般要有足夠的脈沖間隔時間 to，這一脈沖間隔時間的選擇，不僅要考慮介質(zhì)本身消電離所需的時間 (與脈沖能量有關(guān)。這樣脈沖火花放電將惡性循環(huán)，轉(zhuǎn)變?yōu)橛泻Φ姆€(wěn)定電弧放電。在加工過程中產(chǎn)生的電蝕產(chǎn)物 (如金屬微粒、碳粒子、氣泡等 )如果來不及排除、擴散出去，就會改變隙介質(zhì)的成分，并降低絕緣強度。 圖 24電極料拋出 ：高速走絲電火花線切割精加工編程設計 6 極間介質(zhì)的消電離 隨著脈沖電壓的結(jié)束，脈沖電流迅速降為零，但此后仍應有一段間隔時間，使間隙介質(zhì)消電離，即放電通道中的帶電粒子復合為中性粒 子，恢復本次放電通道處間隙介質(zhì)的絕緣強度，以及降低電極表面溫度等，以免下次總是重復在同一處發(fā)生放電而導致電弧放電，如圖 25 所示。觀察銅打鋼電火花加工后的電極表面，可看到鋼上粘有銅、銅上粘有鋼的痕跡。這種互相飛濺、鍍覆、吸附的現(xiàn)象，在某種條件下可用來減少或補償工具電極在加工過程中的損耗。由于表面張力和內(nèi)聚力的作用，使拋出的材料具有最小表面積，冷凝時形成細小的圓球顆粒 (直徑約 ～ 300μ m 隨脈沖能量而異 )。通道中心壓力最高，使氣化 了的氣體體積不斷向外膨脹，形成一個擴張的“氣泡”。電火花加工主要靠熱膨脹和局部微爆炸，使熔化、氣化了的電極材料拋出蝕除。就象火藥、爆竹點燃后具有爆炸性，如圖 23 所示。 正負極表面的高溫除使工作液汽化、熱分解氣化外，也使金屬材料熔化甚至沸騰氣化。于是在通道內(nèi)正極和負極表面分別為瞬時熱源，達到很高的溫度。 圖 22 擊穿放電 銅陵學院 畢業(yè) 設計 5 介質(zhì)熱分解、電極材料熔化、氣化熱膨脹 極間介質(zhì)一旦被電離、擊穿、形成放電通道后，脈沖電源使通道間的電子高速奔向正極，正離子奔向負極。產(chǎn)生大量的熱，使通道溫度相當高。放電通道是由數(shù)量大體相等的帶正電 (正離子 )和帶負電粒子 (電子 )以及中性粒子 (原子或分子 )組成的等離子體。間隙電壓則由擊穿電壓迅速下降到火花維持電壓 (一般約為 20～ 30V)，電流則由零上升到某一峰值電流。從雪崩電離開始到建立放電通道的過程非常迅速，理論上僅需 107s～ 108s(～)，間隙電阻從絕緣狀態(tài)迅速降低到幾分之一歐姆，間隙電流迅速上升到最大值 (幾安到幾百安 )。另有一種由于陰極表面溫度高，局部過熱而引起大量電子發(fā)射形成的間隙擊穿稱為熱擊穿 [2]。導致帶電粒子雪崩式增多，使介質(zhì)擊穿而電阻率迅速降低，形成放電通道，如圖 22 所示。任何原 子 都是由帶正電荷的原子核和圍繞原子核高速運動著的帶負電荷的電子所組成，不同元素的原子有不同的電子數(shù)，但整個原子的正負電荷都相 等．因而是中性的 )，產(chǎn)生碰撞電離。在電場作用下，這些雜質(zhì)將使極間電場更不均勻，當陰極表面某處的電場強度增加到 105V/mm (100V/μm)左右時，就會產(chǎn)生場致電子發(fā)射，由陰極表面向陽極逸出電子。由于工具電極和工件的微觀表面是凸凹不平的，極間距離又很小，因而極間電場強度是很不均勻的，兩極間離得最近的突出點或尖端處的電場強度一般為最大。 介質(zhì)間的電離、擊穿，形成放電通道 當脈沖電壓施加于工具電極與工件之間時，兩極之間立即形成一個電場。從大量實驗資料來看，每次電火花腐蝕的微觀過程是電場力、磁力、熱力、流體動力、電化學和膠體化學等綜合作用的過程 [1]。 圖 21 氣體放電特性 電火花加工的機理 電火花放電時，電極表面的金屬材料究竟是怎樣被蝕除下來的，這一微觀的物理過程也就是電火花加工的物理本質(zhì)，或稱機理。這種放電在時間上斷續(xù)、在空間上分散，是電火花加工所采用的放電形式?？客饨缫蛩丶ぐl(fā)才能維持的放電稱為非自持放電；靠本身帶電粒子增殖就能的放電稱為自持放電，兩種放電之間的轉(zhuǎn)折點，即自持放電的初始階段，稱為介質(zhì)擊穿。若繼續(xù)提高電壓，帶電粒子的速度增加，能事被碰撞的分子、原子電離，造成帶電粒子不斷增殖，向全路絕緣破壞轉(zhuǎn)移， 電流急劇增大，成為不穩(wěn)定的放電，電弧放電，即 de 段，這種放電在時間上連續(xù)在空間上集中，放電加工中如出現(xiàn)這一種情況常引起電極和工件的燒傷。這種放電的伏安特性隨時間變化關(guān)系如圖 21 所示。 。著力于探討電火花線切割 精加工的影響因素和編程設計 。其中首先介紹了微細 電火花加工的進展：日本東京大學增澤隆久等 1984 年開發(fā)出線電極電火花磨削技術(shù)，解決了微細電極的制作與安裝問題，并加工出微米極微細軸與孔； 1997 年該大學的余祖元博士等提出了電極等損耗概念，在其加工中由于電極的損耗只發(fā)生電極底面，通過加工路徑合理規(guī)劃，電極端部處于等損耗狀態(tài)，因此損耗補償策略變得極為簡單，使微三維輪廓的精密電火花加工成為可能。生產(chǎn)實踐的需要及相關(guān)科學技術(shù)進步，推動著電火花加工技術(shù)不向前發(fā)展， 20 世紀 70 年代以后其發(fā)展速度呈現(xiàn)出明顯加快的趨勢。從此，一種新的加工方法即電蝕加工 就 逐步發(fā)展起來了。 1948 年在前蘇聯(lián)又發(fā)展了一種電接觸加工，前蘇聯(lián)人畢爾林將此法用于磨刀，而高夫曼則用其來加工滾珠。 G1946 年拉扎連科夫婦為此獲得斯大林獎金。 Steiner）和英國人魯?shù)婪蛳群笕〉媒涣鞣烹娗懈詈椭绷鞣烹娗懈畹膶＠麢?quán)。 1878 年美國用電筆刻字取得專利權(quán)， 1935 年至 1937 年美國人斯廷納（ A關(guān)于電蝕現(xiàn)象的最早報道是十七世紀六十年代開始的。這種方法不是靠機械能來對材料進行 去除，而是利用電熱能、電化學能等特殊的能量形式來實現(xiàn)材料去除。finishing。 本文介紹了電火花線切割加工過程中發(fā)生的現(xiàn)象和相關(guān)的解釋并結(jié)合 Mastercam X2軟件對線切割實例進行編程設計。另外，因 在一定條 件下 放電間隙 也可以比 傳統(tǒng)電火花線切割窄，所以試件腐蝕 也可以較小 。敘述了電火花線切割新方法的發(fā)展，它在 合適條件下加工 可提高加工精度。 本文介紹電火花線切割加工的加工原理以及 工作 介質(zhì)的應用。高速走絲氣中電火花線切割精加工編程設計 摘 要 最近幾年來，隨著模具的飛速發(fā)展，對模具加工表面質(zhì)量要求不斷提高，電火花線切割表面加工技術(shù)因此備受關(guān)注。這就要求電火花線切割要提高加工面的機械性能，降低表面粗糙度，從而達到提高模具使用壽命的目的。對傳統(tǒng)電火花線切割加工基本原理和基本規(guī)律進行了探索和介紹。在 高速走絲 電火花線切割中由于加工反作用力是微小的，線電極振動 也 小。高精度的精加工在 高速走絲 電火花線切割中可以實現(xiàn)。 關(guān)鍵詞 電火花線切割；精加工； Mastercam X2 軟件 Programming design of Mechanism of HighSpeed Wire Electrical Discharge Finishing Abstract In recent years, with the rapid development of the mold, the WEDM surface processing technology cause so much attention because of the mold surface quality requires continuous improvement. This requires improving mechanical properties of WEDM machining surface, and reducing the surface roughness, so as to achieve the purpose of improving the mold life. This article describes the application of the WEDM processing principle and media. Explores and introduces traditional EDM wire cutting basic principles and laws. Describes the development of the WEDM new method, it can improve the precision under the proper environment. Since the processing reaction force is small in the Wire Electrical Discharge Finishing, wire electrode vibration. In addition, the discharge gap under certain conditions is narrower than traditional EDM wire cutting, so the specimen corrosion can also be smaller. Highprecision finishing can be achieved in the highspeed WEDM. This article describes WEDM phenomenon occurred in the processing and interpretation of wire cut instance of programming design bined with Mastercam X2 software. Key Words： WEDM。Mastercam X2 software 目 錄 摘要 Abstract 第一章 緒論 .............................................................................................................................. 1 電火花加工來源和電火花線切割綜述 ............................................................................. 1 本題的背景 ......................................................................................................................... 1 課題探討內(nèi)容 ..................................................................................................................... 1 第二章 電火花加工基本原理 .................................................................................................. 3 氣體的放電特性 ...............................................................................