电火花电参数对工件加工质量的影响

杨红++郭烽

摘 要：航空发动机是复杂的工业产品，其对于数控加工要求较高。电火花数控机床是一种在航空发动零部件加工过程中使用较多的一种数控设备，其能够对一些复杂的型面工件进行加工。为提高电火花机床的加工质量需要对影响电火花机床加工质量的影响因素进行分析，本文在分析使用电火花机床加工电参数对工件质量的影响实验研究的基础上，通过对电火花机床加工过程中单一参数的改变来分析其对加工工件质量影响，总结分析了电火花机床各加工电参数（如极性、峰值电流、脉冲宽度、脉冲间隔等）对工件表面材料表面质量的影响。

关键词：放电加工；实验；电参数；表面质量

中图分类号：TG661 文献标识码：A

航空发动机是航空器的心脏，同时也是工业结晶之花。航空发动机所组成的零部件多达成千上万个，其中电火花机床是一种在航空发动机加工制造中应用较多的一种设备，其能够进行复杂工件的加工制造，做好电火花机床加工参数对于加工质量的影响分析对于提高零部件的加工质量有着十分重要的意义。本文在分析各电加工参数对于加工质量影响的基础上对如何做好电加工参数的调整进行了分析阐述。

1.电火花机床电加工参数影响实验准备

本实验以D7140机床为基础，对50mm×30mm×20mm的45钢试件进行试切加工。电火花机床的电极采用的是φ0.6mm黄铜电极，以及其他一些检测仪器等。

2.电火花机床放电加工参数影响实验方案

电火花机床放电加工是多参数共同作用的结果，各加工参数之间相互作用、相互影响共同对电火花机床的加工质量造成影响。电火花机床所采用的放电加工参数主要分为电参数和非电参数两大类。其中电火花机床的电参数及设定范围如下：电参数设定范围为：脉宽16μs～150μs、脉间40μs～200μs、峰值电流12A～28A、走丝速度0.1m/min～ 0.5m/min、导丝杆转速20r/min～120r/min。而电火花机床中的非电参数主要有：工件的加工面积、加工深度、冲抽油方式、加工所采用的电极材料形状等。在实验的过程中将其他参数固定对加工过程中所使用的参数进行单一改变，通过记录参数改变后工件表面的加工质量来对加工参数所造成的影响进行分析。实验加工过程中采用Z向加工模式并做好电极的固定。

3.电火花机床加工实验结果分析

3.1 极性加工对工件加工所造成的影响

电火花机中加工采用正极性加工，相较于传统的负极性加工有着较为明显的优势，其实验结果如图1所示。在正极性加工时，其放电加工过程主要以电子流对正极性的蚀除作用为主，因此加快了材料的去除速度但是相较于负极性加工在加工后的表面粗糙度上较弱。下述实验中主要以正极性加工为主。

3.2 脉冲宽度对电火花加工所造成的影响

在电火花加工中，材料的去除率与脉冲宽度呈现出线性相关的关系，随着脉冲宽度的不断加强，当单个脉冲能量过大时将会在加工工件表面形成凹坑从而影响工件表面的粗糙度。脉动宽度增大有范围限制，当超过某一范围时材料的去除率将会降低。

3.3 脉冲间隔对电火花加工所造成的影响

脉冲间隔与材料去除率呈正比与加工后材料表面的粗糙度呈反比。在实际的加工时采用较小的脉冲间隔也能获得较高的去除率，但是脉冲间隔过小将会导致加工的不稳定从而影响加工过的质量。

3.4 峰值电流对电火花加工所造成的影响分析

峰值电流与脉冲能量的大小密切相关，通过实验表明，峰值电流对于材料去除率和粗糙度的影响比重较大，峰值电流与去除率、表明粗糙度呈正比。但是峰值电流过大时会导致电极损耗较大从而造成工件加工稳定性较差。

结语

电火花放电加工中各参数共同作用对工件加工质量造成影响。为提高加工质量需要对电火花加工中的各参数根据加工需求使用有限元分析法对其进行相应地优化。此外还应注意非电参数在电火花加工中所产生的影响。

参考文献

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