混分电火花与普通电火花异同.doc

混分电火花与普通电火花异同混粉电火花与普通电火花加工异同混粉电火花加工是通过在常规的煤油基工作液中添加硅、铝等微细粉末来改善放电状态，从而提高表面质量、精加工效率的一种新型加工工艺，能够有效地缓解放电面积和表面质量之间的矛盾、并可显著提高被加工件的表面性能.一 电火花加工的基本原理电火花加工是利用两极间脉冲放电时的电腐蚀现象对材料进行去除加工，以达到一定形状尺寸和表面质量要求的加工方法。电火花加工的基本原理如图11所示。工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，并浸入工作液中。工具电极在调节系统的控制下向工件进给，当两电极问的间隙减小到一定值时，两电极上施加的脉冲电源将工作液击穿，产生火花放电,并形成火花放电通道，此时，放电电压瞬间降至火花维持电压，一般约25V左右，而放电电流增加至所设定的值。放电通道一旦建立，电源就开始通过放电通道释放能量，由于放电总是发生在两电极之间介电强度最弱处,放电结束后，部分材料被去除,电极表面留下相应的放电凹坑，当下次脉冲到来之时，该处不再是介电强度最弱处，因而又会在满足介电强度最弱条件的另外一处发生放电。经过无数次放电叠加后,整个加工表面才会全部参与放电，电极的形状才会完整地“复印”在工件上,最终完成加。二 混粉电火花加工机理粉术的介入是导致混粉电火花加工与常规电火花加工在加工效果上存在差异的直接原因，于是人们对粉末如何参与放电过程进行了深入研究,探讨了其作用机理,对相关的问题进行了合理的解释。1、 粉末与放电间隙图17为HNarumiya等人得出的粉末浓度与放电间隙大小的关系曲线陋”，从图中可以看出,粉末添加到工作液中后，放电间隙明显增大，而且在添加量不是很大的时候，放电间隙就已经增大了数倍:另外，图中还可看出，放电间隙除了与粉末浓度有关外，还取决于粉束材料和电规准。对此,有学者从胶体系统动力稳定性和聚结不稳定性两个方面进行分析，认为是正出于粉末添加剂的加入而形成的胶体系统增大了放电间隙，而放电间隙的增大对放电加工，尤其对精加工极为有利。2、 粉末与放电通道位形粉米添加到工作液中后对于放电通道位形产生的影响，目前的观点主要有：（1)粉末颗粒使放电通道在空间分散为多个通道如图110所示，当工作液中含有导电粉术时，在外加电场作用下，由于粉末颗粒会使电场发生畸变,导致在电场强度最大处首先发生击穿放电,进而扩展至两电极表面，这样便形成电极粉末颗粒-电极之削的串联放电,这种串联放电与常规电火花加工时的单一通道放电不同的是，单次放电可形成多条放电通道，有效地分散了放电能量，使加工出的表面粗糙度得以改善。（2)粉末的混入使单次脉冲期间可先后形成多条放电通道如图111所示为其放电过程示意图.即由于微粉在某处聚结形成搭接桥，导致先在该处形成放电通道，而后由于工作液的流动等原因,搭接成桥的粉末被分散开来，该放电通道被迫中断，并在该处留下一个放电蚀坑。由于此时脉冲尚未结束.继两在另一处又会因粉末的聚结而形成新的放电通道，并形成新的放电蚀坑.这样就可将单次脉冲能量在时间上分割为多份，从而在一次脉冲期间先后在不同的区域形成多次微放电，产生多个放电蚀坑。因每次微放电去除的材料都较少,且保证了放电电流良好地分散于整个加工区域，加工表面光洁度因而大大提高.(3)粉末颗粒使放电通道变糨,如图l12所示。这种观点认为，因混粉电火花加工常采用小规准(小电流、窄脉宽）、正极性（工件接正极）加工，放电通道中的载流子主要为电子，放电时电子首先从工具电极(负极)表面逸出并在电场的作用下向工件表面运动，运动中不断和工作液中的极性分子及粉未颗粒碰撞，使它们获得能量并释放出更多的电子，致使放电通道逐渐变粗，形成“喇叭”形。并且，放电间隙越大，电子运动路径越长，碰撞出的电子越多，放电通道的喇叭口也越大，因此放电通道中的电子会在较大面积内对表面进行撞击，并产生热量。由于工件表面受撞击面积越大，则单位面积上所获得的能量越少，产尘的热量也越少，因而对工件表层材料的熔化深度及对熔融材料的抛出能力也越小，最终则在工件表面形成大而浅的放电蚀坑,这也就同时解释了混粉电火花加工能改善表面糨糙度的原因。三 混粉电火花加工技术的应用混粉电火花加工技术可以解决常规电火花加工表面质量较差的缺点，其最大的优点即在于能够快速降低加工表面糨糙度,改善加工表面质量，因此混粉电火花加工技术在模具型腔的大面积光整加工中表现出优越的潜在能力,越来越受到航空航天、汽车、精密机械等行业的重视.但是,随着人们对这项技术研究的深入，一些新的应用领域又陆续被开辟出来，混粉电火花表面强化、混粉电火花表面镀覆等等,显示了混粉电火花加工技术较强的生命力。1混粉电火花表面强化电火花加工用于表面强化处理时，往往需要制作特殊材料的工具电极，使工具电极中的特定成分在放电过程中进入工件表面,以实现对工件表面的强化。混粉电火花加工时，工作液中的粉末在放电过程中也会进入高热的工件表面,从而使工件表面的成分和性能发生改变,因而合理利用混粉电火花加工的这一特征，在工作液中添加特定材料的粉末,同样可以实现加工表面的强化。2混粉电火花表面镀覆电火花表面镀覆技术是出电火花表面强化技术发展丽来，工具电极上的某些成分不仅能够渗入到工件材料中去，而且能够在工件表面上形成一定厚度的镀覆层，表面镀覆技术可实现王件尺寸修复与表面强化的同步进行。通过在工作液中添加特定材料的粉末,也同样能够达到表面镀覆的效果。