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1、电火花项目报告特种加工 CDIO 三级项目报告参数对电火花加工效率及表面粗糙度的影响班级：机制一班姓名：田亚鹏 杨 冰 袁观阳魏 健 范凯强课程名称：特种加工指导老师：王军老师学院：机械工程学院日期： 2014.10.18目录1、摘要32、实验原理33、实验仪器和设备44、参数的选择45、实验步骤46、实验结果记录57、实验结果分析7&心得体会79、参考文献8#摘要 :通过课程学习，我们对电火花加工的基本原理、加工工艺方法、电火花加 工的机理等有了深入的了解。 为了更好地学习电火花加工的一些基本规律， 老 师精心设计了该项目， 以便于通过实验使我们更好地了解放电参数对电火花加 工效率及表面粗糙
2、度的影响。一、实验目的 加深对电火花加工原理及加工工艺和基本操作的理解 放电参数对电火花加工效率的影响 放电参数对加工精度和表面粗糙度的影响 二、实验原理电火花加工的原理是基于工具电极与工件电极(正极与负极)之间脉冲性 火花放电时的电腐蚀现象来对工件进行加工，以达到一定的形状尺寸和表面粗 糙度要求。要把电腐蚀现象用于金属材料的加工，必须创造以下条件：(1) 在脉冲放电点必须有足够的火花放电强度， 即局部集中的电流密度须高 达105lOA/cm2,使局部金属熔化和气化。(2) 放电是短时间的脉冲放电，放电的持续时间为10-710-3 S。由于放电持续时间短促,使放电时所产生的热量来不及传到电极材
3、料内部,以保证良好 的加工精度和表面质量。(3) 先后两次脉冲放电之间，要有足够的停歇时间使极间介电液充分消电 离，恢复其介电性能，以保证每次脉冲放电不在同一点重复进行，避免发生局 部烧伤现象。(4) 工具与工件之间始终维持一定的间隙(数微米至数百微米) 。(5) 极间充有一定的液体介质， 并使脉冲放电产生的电融产物及时扩散， 排 出，使重复性脉冲放电顺利进行。图 1 为电火花加工原理示意图。工件 1 与工具 4分别与脉冲电源 2的两输 出端相连接。自动进给调节装置使工具与工件经常保持一个很小的放电间隙， 当脉冲电压加到两极之间，便在当时条件下相对某一间隙最小处或绝缘强度最 低处击穿介质，在该
4、局部产生火花放电，瞬时高温使工具和工件表面都蚀除一 小部分金属，各自形成一个凹坑，脉冲结束后，经过一段间隙时间， ，使工作液 恢复绝缘后，第二个脉冲电压又加到两极上，又会在当极间距离相对最近或绝 缘强度最弱处击穿放电，又电蚀出一个小凹坑。这样随着相当高的频率，连续 不断地重复放电，工具电极不断地向工件进给，就可将工具地形状复制在工件 上，加工出所需要的零件，整个加工表面将由无数个凹坑所组成。由于不同的材料的物理性能参数的差异，因此放电时的腐蚀程度就不同， 从而不同介质的放电特性也不同，所以，产生的放电强度也不同；不同的电极 极性因发射电子或接收电子，因而产生的放电效应就不同。选择不同的放电参
5、数，可以调整放电的电流脉冲的大小，从而影响电子流和正离子流的动能大小， 这样就可以改变放电腐蚀量和腐蚀特性。放电间隙大小、放电参数的变化、电 极腐蚀等都会影响电火花加工的精度和表面质量，因此，通过实验找出规律， 有利于获得良好的电火花加工质量。图1电火花加工原理示意图1工件2 脉冲电源3 自动进给调节装置4工具5 工作液6 过滤器7 工作液泵二、实验设备和仪器 电火花成型加工机床；表面粗糙度测量仪；游标卡尺四、参数的选择为了科学的体现各参数对电火花加工的影响，本实验采用控制变量法：即依次 改变脉间、脉宽、间隙电压和低压电流来加工工件。 保持高压电流、低压电流、脉宽、间隙电压、抬刀周期和抬刀高度
6、不变，分 别用脉间40、70、100、130进行加工，记录加工所用时间 保持其余参数不变，改变脉宽 80、140、200、260进行加工，记录加工所用 时间 保持其与参数不变，改变间隙电压 16、20、24、28进行加工，记录所用时间 保持其余参数不变，改变低压电流 5、& 11、14进行加工，记录所用时间五、实验步骤、合上电源，按动启动按钮后，系统开始启动，首先进行自检，然后进入NST 系统主界面； 、进去规准画面，进行加工参数设定； 、进入轴编程画面，进行轴编程； 、选定起始段，按加工键，开始启动； 、加工深度到位，自动切断加工高频电源，进入结束状态； 、如设定报警，按下消声键取消报警；
7、、按下紧急按钮，关机； 、关闭电源。六、实验数据记录序号高压电源低压电流脉宽脉间间隙电压抬刀周期抬刀高度速度粗糙度11528012018756.8312.845218280120187513.0816.9593111280120187521.7116.4124114280120187531.4016.542511025040207521.2515.544611025070207513.9214.736711025010020759.7413.980811025013020757.1013.4769112250110167516.8213.15410112250110207517.7113.62
8、611112250110247518.6213.89212112250110287519.4614.26713198015022756.938.893141914015022758.6710.2211519200150227510.5712.2521619260150227510.7512.568电火花加工速度随低压电流变化图速度粗糙度随低压电流的变化图粗糙度粗糙度随脉间的变化图速度脉间粗糙度多岁脉间的变化规律粗糙度脉间速度随间隙电压的变化图间隙电压速度粗糙度随间隙电流的变化图粗糙度间隙电流速度随脉宽的变化图速度粗糙度随脉宽的变化图粗糙度七、实验结果分析脉冲间隔越长，加工效率越低；低压电流越
9、大、间隙电压越高、脉冲宽度越长，加工效率 越高。某一时间内，单个脉冲能量的大小是影响加工 速度的重要因素。在脉冲宽度一定的条件下， 若脉冲间隔减小，则加工速度提高。这是因为 脉冲间隔减小导致单位时间内工作脉冲数目增 多、加工电流增大，单个脉冲能量增加，故加 工速度提高；但若脉冲间隔过小，会因放电间 隙来不及消电离引起加工稳定性变差，导致加 工速度降低。随着低压电流、间隙电压和脉冲 宽度的增加，加工速度也增加。因为加大低压 电流和间隙电压，等于加大单个脉冲能量，所 以加工速度也就提高了。脉冲间隔越长，表面粗糙度越小；低压电流 越大、间隙电压越高、脉冲宽度约长，表面粗 糙度越大。表面粗糙度是指加工
10、表面上的微观几何形状误 差。电火花加工表面粗糙度的形成与切削加工 不同，它是由若干电蚀小凹坑组成的，能存润 滑油，其耐磨性比同样粗糙度的机加工表面要 好。电火花加工工件表面的凹坑大小与单个脉 冲放电能量有关，单个脉冲能量越大，则凹坑 越大。若把粗糙度值大小简单地看成与电蚀凹 坑的深度成正比，则电火花加工表面粗糙度随 单个脉冲能量的增加而增大。所以低压电流越 大、间隙电压越高、脉冲宽度越大，单个脉冲 的能量就大，放电腐蚀的凹坑也越大、越深， 所以表面粗糙度就越差；脉冲间隔越长，表面 粗糙度越小。八、心得体会通过给项目的学习，我们对电火花加工的基本原理、加工工艺方法、电火 花加工的机理等有了更加深入的了解，更好地学习电火花加工的一些基本规 律，通过实验使我们更好地了解放电参数对电火花加工效率及表面粗糙度的影 响。过程中锻炼了我们的动手能力、 团队合作能力、 沟通能力，开拓了我们的思维， 增加了我们的实验设计能力。这次项目使我们受益非强。参考文献 哈尔滨工业大学刘晋春 白基成 郭永丰 主编特种加工第五版 机械工业出版社
