电火花加工机床的电火花加工的常用术语
1、工具电极电火花加工用的工具是电火花放电时的电极之一,故称为工具电极,有时简称电极。由于电极的材料常常是铜,因此又称为铜公。2、放电间隙放电间隙是放电时工具电极和工件间的距离,它的大小一般在0.01~0.5mm之间,粗加工时间隙较大,精加工时则较小。3、脉冲宽度ti(μs)脉冲宽度简称脉宽(也常用ON、TON等符号表示),是加到电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间。为了防止电弧烧伤,电火花加工只能用断断续续的脉冲电压波。一般来说,粗加工时可用较大的脉宽,精加工时只能用较小的脉宽。4、脉冲间隔to(μs)脉冲间隔简称脉间或间隔(也常用OFF、TOFF表示),它是两个电压脉冲之间的间隔时间。间隔时间过短,放电间隙来不及消电离和恢复绝缘,容易产生电弧放电,烧伤电极和工件;脉间选得过长,将降低加工生产率。加工面积、加工深度较大时,脉间也应稍大。5、放电时间(电流脉宽)te(μs)放电时间是工作液介质击穿后放电间隙中流过放电电流的时间,即电流脉宽,它比电压脉宽稍小,二者相差一个击穿延时td。ti和te对电火花加工的生产率、表面粗糙度和电极损耗有很大影响,但实际起作用的是电流脉宽te。6、击穿延时td(μs)从间隙两端加上脉冲电压后,一般均要经过一小段延续时间td,工作液介质才能被击穿放电,这一小段时间td称为击穿延时。击穿延时td与平均放电间隙的大小有关,工具欠进给时,平均放电间隙变大,平均击穿延时td就大;反之,工具过进给时,放电间隙变小,td也就小。7、脉冲周期tP(μs)一个电压脉冲开始到下一个电压脉冲开始之间的时间称为脉冲周期,显然tP=ti+to8、脉冲频率fP(Hz)脉冲频率是指单位时间内电源发出的脉冲个数。显然,它与脉冲周期tP互为倒数。9、有效脉冲频率fe(HZ)有效脉冲频率是单位时间内在放电间隙上发生有效放电的次数,又称工作脉冲频率。10、脉冲利用率λ脉冲利用率λ是有效脉冲频率fe与脉冲频率fp之比,又称频率比,亦即单位时间内有效火花脉冲个数与该单位时间内的总脉冲个数之比。11、脉宽系数τ脉宽系数是脉冲宽度ti与脉冲周期tp之比。12、占空比ψ占空比是脉冲宽度ti与脉冲间隔to之比,ψ=ti/to。粗加工时占空比一般较大,精加工时占空比应较小,否则放电间隙来不及消电离恢复绝缘,容易引起电弧放电。13、开路电压或峰值电压(V)开路电压是间隙开路和间隙击穿之前td时间内电极间的最高电压。一般晶体管方波脉冲电源的峰值电压=60~80V,高低压复合脉冲电源的高压峰值电压为175~300V。峰值电压高时,放电间隙大,生产率高,但成形复制精度较差。14、火花维持电压火花维持电压是每次火花击穿后,在放电间隙上火花放电时的维持电压,一般在25V左右,但它实际是一个高频振荡的电压。15、加工电压或间隙平均电压U(V)加工电压或间隙平均电压是指加工时电压表上指示的放电间隙两端的平均电压,它是多个开路电压、火花放电维持电压、短路和脉冲间隔等电压的平均值。16、加工电流I(A)加工电流是加工时电流表上指示的流过放电间隙的平均电流。精加工时小,粗加工时大,间隙偏开路时小,间隙合理或偏短路时则大。17、短路电流Is(A)短路电流是放电间隙短路时电流表上指示的平均电流。它比正常加工时的平均电流要大20%~40%。18、峰值电流(A)峰值电流是间隙火花放电时脉冲电流的最大值(瞬时),在日本、英国、美国常用Ip表示。虽然峰值电流不易测量,但它是影响加工速度、表面质量等的重要参数。在设计制造脉冲电源时,每一功率放大管的峰值电流时预先计算好的,选择峰值电流实际是选择几个功率管进行加工。19、短路峰值电流(A)短路峰值电流是间隙短路时脉冲电流的最大值,它比峰值电流要大20%~40%,与短路电流相差一个脉宽系数的倍数。随着数字控制技术的发展,电火花加工机床已数控化,并采用微型电子计算机进行控制。机床功能更加完善,自动化程度大为提高,实现了电极和工件的自动定位、加工条件的自动转换、电极的自动交换、工作台的自动进给、平动头的多方向伺服控制等。低损耗电源、微精加工电源、适应控制技术和完善的夹具系统的采用,显著提高了加工速度、加工精度和加工稳定性,扩大了应用范围。电火花加工机床不仅向小型、精密和专用方向发展,而且向能加工汽车车身、大型冲压模的超大型方向发展。
电火花加工常用名词:1、放电间隙:放电间隙指加工时工具和工件之间产生火花放电的一层距离间隙。在加工过程中,则称为加工间隙S,它的大小一般在0.01-0.5mm之间,粗加工时间隙较大,精加工时则较小。加工间隙又可分为端面间隙SF和侧面间隙SL。2、脉冲宽度ti(μs):脉冲宽度简称脉宽,它是加到工具和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间为了防止电弧烧伤,电火花加工只能用断断续续的脉冲电压波。粗加工可用较大的脉宽ti>100μs,精加工时只能用较少的脉宽ti3、脉冲间隔to(μs):脉冲间隔简称脉间或间隔,也称脉冲停歇时间。它是两个电压脉冲之间的间隔时间。间隔时间过短,放电间隙来不及消电离和恢复绝缘,容易产生电弧放电,烧伤工具和工件;脉间选得过长,将降低加工生产率。加工面积、加工深度较大时,脉间也应稍大。4、开路电压或峰值电压:开路电压是间隙开路时电极间的zui高电压,等于电源的直流电压。峰值电压高时,放电间隙大,生产率高,但成型复制精度稍差。5、火花维持电压:火花维持电压是每次火花击穿后,在放电间隙上火花放电时的维持电压,一般在25V左右,但它实际是一个高频振荡的电压。电弧的维持电压比火花的维持电压低5V左右,高频振荡频率很低,一般示波器上观察不到高频成分,观察到的是一水平亮线。过渡电弧的维持电压则介于火花和电弧之间。6、加工电压或间隙平均电压U(V)加工电压或间隙平均电压是指加工时电压表上指示的放电间隙两端的平均电压,它是多个开路电压、火花放电维持电压、短路和脉冲间隔等零电压的平均值。在正常加工时,加工电压在30-50V,它与占空比、预置进给量等有关。占空比大、欠进给、欠跟踪、间隙偏开路,则加工电压偏大;占空比小、过跟踪或预置进给量小(间隙偏短路),加工电压即偏小。7、加工电流I(A)加工电流是加工时电流表上指示的流过放电间隙的平均电流。精加工时小,粗加工时大;间隙偏开路时小,间隙合理或偏短路时则大。8、短路电流IS(A)短路电流是放电间隙短路时(或人为短路时)电流表上指示的平均电流(因为短路时还有停歇时间内无电流)。它比正常加工时的平均电流要大20-40%。9、峰值电流IS(A)峰值电流是间隙火花放电时脉冲电流的zui大值(瞬时),日本、英国、美国常用IS表示,虽然峰值电流不易直接测量,但它是实际影响生产率、表面粗糙度等指标的重要参数。在设计制造脉冲电源时,每一功率放大管串联限流电阻后的峰值电流是预先选择计算好的。为了安全,每个50W的大功率晶体管选定的峰值电流约为2-3A,电源说明书中也有说明,可以按此选定粗、中、精加工时的峰值电流(实际上是选定用几个功率管进行加工)。10、放电状态细孔放电机状态指电火花加工时放电间隙内每一脉冲放电时的基本状态。一般分为五种放电状态和脉冲类型:第一、开路(空载脉冲)放电间隙没有击穿,间隙上有大于50V的电压,但间隙内没有电流流过,为空载状态(td=ti)。第二、火花放电(工作脉冲,或称有效脉冲)间隙内绝缘性能良好,工作液介质击穿后能有效地抛出、蚀除金属。波形特点是:电压上有td,te和Ie波形上有高频振荡的小锯齿波形。第三、短路(短路脉冲)放电间隙直接短路相接,这是由于伺服进给系统瞬时进给过多或放电间隙中有电蚀产物搭接所致。间隙短路时电流较大,但间隙两端的电压很小,没有蚀除加工作用。第四、电弧放电(稳定电弧放电)由于排屑不良,放电点集中在某一局部而不分散,局部热量积累,温度升高,恶性循环,此时火花放电就成为电弧放电,由于放电点固定在某一点或某局部,因此称为稳定电弧,常使电极表面结炭、烧伤。波形特点是td和高频振荡的小锯齿波基本消失。第五、过渡电弧放电(不稳定电弧放电,或称不稳定火花放电)过渡电弧放电是正常火花放电与稳定电弧放电的过渡状态,是稳定电弧放电的前兆。波形特点是击穿延时td很小或接近于零,仅成为一尖刺,电压电流波上的高频分量变低成为稀疏和锯齿形。早期检测出过渡电弧放电,对防止电弧烧伤有很大意义。以上各种放电状态在实际加工中是交替、概率性地出现的(与加工规准和进给量、冲油、间隙污染等有关),甚至在一次单脉冲放电过程中,也可能交替出现两种以上的放电状态。11、加工速度vw或VW(mm3/min),vm或Vm(g/min)加工速度是单位时间(min)内从工件上蚀除加工下来的金属体积(mm3),以质量(g)计算时用vm或Vm表示,也称加工生产率。大功率电源粗加工时vW>500mm3/min,但电火花精加工时,通常vw12、相对损耗或损耗比(损耗率)θ(%)相对损耗或损耗比是工具电极损耗速度和工件加工速度之比值,并以此来综合合衡量工具电极的耐损耗程度和加工性能。13、面积效应:面积效应指电火花加工时,随加工面积大小变化而加工速度、电极损耗比和加工稳定性等指标随之变化的现象。一般加工面积过大或过小时,工艺指标通常降低,这是由“电电流密度”过小或过大引起的。14、深度效应:随着加工深度增加而加工速度和稳定性降低的现象称深度效应。主要是电蚀产物积聚、排屑不良所引起的。
脉冲利用率λ是有效脉冲频率fe与脉冲频率fp之比,又称频率比,
亦即单位时间内有效火花脉冲个数与该单位时间内的总脉冲个数之比。 短路峰值电流是间隙短路时脉冲电流的最大值,它比峰值电流要大20%~40%,与短路电流Is相差一个脉宽系数的倍数,即
随着数字控制技术的发展 ,电火花加工机床已数控化,并采用微型电子计算机进行控制。机床功能更加完善,自动化程度大为提高,实现了电极和工件的自动定位、加工条件的自动转换、电极的自动交换、工作台的自动进给、平动头的多方向伺服控制等。低损耗电源、微精加工电源、适应控制技术和完善的夹具系统的采用,显著提高了加工速度、加工精度和加工稳定性,扩大了应用范围。电火花加工机床不仅向小型 、精密和专用方向发展 ,而且向能加工汽车车身、大型冲压模的超大型方向发展。
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