1.前言

　　電火花加工中放電的穩(wěn)定性直接影響加工的質(zhì)量凯傲、效率窟句，是衡量整個(gè)加工過(guò)程效果的重要指標(biāo)之一筝便。因此它一直是從事電火花加工工程技術(shù)人員關(guān)注的問(wèn)題，如何實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定度的電火花加工也是當(dāng)前電加工領(lǐng)域研究痰汰、探討的熱點(diǎn)焦赋。下面就自己多年的電火花加工經(jīng)驗(yàn)，對(duì)加工中放電不穩(wěn)定現(xiàn)象作闡述凑戏，分析其產(chǎn)生的原因鲁磺，并提出一些改善的措施。

　　2.電火花加工放電過(guò)程機(jī)理的概述裆机。

　　電火花加工是由許多微觀的單脈沖放電過(guò)程組成的跋园。正常的單脈沖放電過(guò)程包括兩極間介質(zhì)的電離、擊穿，形成放電通道息栖，放電通道內(nèi)的瞬時(shí)高溫使工作液氣化益命、裂化，金屬材料熔化鹿蜀、氣化箕慧，瞬時(shí)高壓使加工屑被拋入工作液中，隨著脈沖放電的結(jié)束茴恰，兩極間介質(zhì)進(jìn)行消電離颠焦，恢復(fù)絕緣的復(fù)雜過(guò)程。電火花加工時(shí)放電間隙內(nèi)每一脈沖放電的基本狀態(tài)稱之為放電狀態(tài)往枣。放電狀態(tài)有開(kāi)路伐庭、火花放電、過(guò)渡電弧放電分冈、電弧放電圾另、短路五種。各種放電狀態(tài)在實(shí)際加工中是交替雕沉、概率性地出現(xiàn)的集乔。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的電火花加工，必須減少脈沖放電中異常的放電狀態(tài)蘑秽，使單脈沖放電過(guò)程良性循環(huán)饺著。

　　3.電火花加工穩(wěn)定狀況的評(píng)判與其產(chǎn)生的影響箫攀。

　　電火花加工中伴隨有一系列派生現(xiàn)象肠牲，通過(guò)加工過(guò)程中的外在表現(xiàn)，可以了解加工的穩(wěn)定性筷穿，發(fā)現(xiàn)加工的異常放電狀態(tài)厌棵。正常加工中，觀察到的火花顏色通常為藍(lán)白色夾火紅顏色牧赚，火花細(xì)小均勻醇票。加工液面冒無(wú)煙小氣泡，聽(tīng)到的火花聲音清脆淆膏、連續(xù)速郑。機(jī)床的電流、電壓表呈有規(guī)律的擺動(dòng)肴士，伺服百分表勻速進(jìn)給溃皮。加工中每次放電時(shí)間、抬刀動(dòng)作有規(guī)律的持續(xù)丸臀。機(jī)床深度檢測(cè)值呈穩(wěn)定的遞進(jìn)熬皮。反之，加工中放電集中于一處，火花顏色偏紅亮幽七，液面冒白煙大氣泡景殷，火花爆炸聲音低、沉悶澡屡，電流猿挚、電壓表指針急劇擺動(dòng)，伺服機(jī)構(gòu)急劇跳動(dòng)的放電不穩(wěn)定現(xiàn)象可判斷是電弧放電的可能挪蹭，這種現(xiàn)象常使電極亭饵、工件結(jié)炭、燒傷梁厉。加工中較正彻佳颍火花放電狀態(tài)稍差的是過(guò)渡電弧放電。其表現(xiàn)為放電聲音不均勻词顾，產(chǎn)生的氣泡較正常放電時(shí)大一些八秃，電流、電壓表有明顯波動(dòng)肉盹，加工中短時(shí)放電昔驱，頻繁抬刀。深度檢測(cè)值來(lái)回變化較大纺榨，呈回退往返榄湿。過(guò)渡電弧放電常發(fā)生于精加工中，其破壞性相對(duì)比較輕彰怒，但很容易轉(zhuǎn)變成電弧放電宛扒。加工中偶爾出現(xiàn)空載放電（開(kāi)路）和短路是允許的⌒捉。空載放電時(shí)治队，火花間隙上有大于50V的電壓，但沒(méi)有電流流過(guò)添祈，電流表無(wú)顯示鼻肉，短路是放電間隙直接短路相接，間隙短路時(shí)電流較大恒猴，但間隙兩端的電壓很小荡拌，短路很容易損壞電極，頻繁的短路會(huì)使工件和電極局部形成缺陷诉母×常空載放電和短路都沒(méi)有對(duì)工件起到蝕除加工作用，影響加工速度克锣。根據(jù)加工中的穩(wěn)定狀況可以判定加工的放電狀態(tài)腔长，由前述可知，放電不穩(wěn)定的現(xiàn)象破壞了正常的火花放電验残，易轉(zhuǎn)變成異常放電狀態(tài)。不穩(wěn)定的放電也使加工速度明顯降低您没，使加工表面粗糙度不均勻鸟召，甚至產(chǎn)生嚴(yán)重的表面質(zhì)量問(wèn)題氨鹏。使電極出現(xiàn)表面缺陷欧募。不穩(wěn)定放電狀態(tài)下無(wú)規(guī)律的火花間隙使加工尺寸無(wú)法準(zhǔn)確控制仆抵，影響加工精度×统螅可見(jiàn)保證加工中穩(wěn)定的放電對(duì)加工具有重要的意義舔糖。

　　4.產(chǎn)生放電不穩(wěn)定現(xiàn)象的原因及改善措施。

　∑怼（1）放電性能不好的電火花機(jī)床在加工中常發(fā)生放電不穩(wěn)定現(xiàn)象脊直。電火花加工主要是靠機(jī)床良好的加工性能來(lái)完成加工的。高檔電火花機(jī)床配備有多種脈沖輸出電路辰想，主軸具有高速性和高響應(yīng)伺服特性辖醒，這些特性能滿足在加工中進(jìn)行高穩(wěn)定加工實(shí)現(xiàn)高品位加工質(zhì)量。如果機(jī)床加工性能不好远驹，常在加工中發(fā)生難以控制的放電不穩(wěn)定現(xiàn)象梧部，嚴(yán)重影響加工質(zhì)量。機(jī)床脈沖電源工作性能鞋伸、機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)的異常是電火花機(jī)床本身原因造成在加工中常發(fā)生放電不穩(wěn)定現(xiàn)象的主要原因叉弱。如機(jī)床脈沖電源波形失常是最常見(jiàn)的問(wèn)題敏困，使加工不能穩(wěn)定進(jìn)行艰欲。要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的放電加工，必須要求機(jī)床的脈沖電源能輸出一系列良性的脈沖莽浴，工作穩(wěn)定可靠，不受外界干擾橱鹏。機(jī)床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)應(yīng)具有高度的靈敏性，能夠準(zhǔn)確對(duì)放電狀態(tài)中火花間隙進(jìn)行檢測(cè)莉兰，自動(dòng)對(duì)異常放電作出調(diào)節(jié)，調(diào)整、滯后盡量要小杉辙，抗干擾能力強(qiáng)。由于機(jī)床性能異常方面的問(wèn)題比較復(fù)雜蜘矢，使用人員在經(jīng)過(guò)確認(rèn)是機(jī)床問(wèn)題后，應(yīng)及時(shí)與機(jī)床維修服務(wù)部聯(lián)系品腹，請(qǐng)專業(yè)人員維修，排除故障舞吭。

　∨堇（2）電參數(shù)調(diào)節(jié)不正確對(duì)放電穩(wěn)定產(chǎn)生不良影響骚钮。電參數(shù)使用不正確是產(chǎn)生放電不穩(wěn)定現(xiàn)象的主要原因。電規(guī)準(zhǔn)主要由電流描琉、脈沖寬度、脈沖間隙三大電參數(shù)組成穴厅。使用過(guò)大的電流，過(guò)大的脈沖寬度盹火，過(guò)小的脈沖間隙是電參數(shù)調(diào)節(jié)不合理產(chǎn)生放電不穩(wěn)定現(xiàn)象的主要原因。三者應(yīng)根據(jù)加工中的穩(wěn)定性和加工的工藝指標(biāo)要求來(lái)具體設(shè)定選擇哗衫。在放電不穩(wěn)定的情況下相品，首先考慮增大脈沖間隙示婉，可以使加工保證消電離，改善排屑狀況烤低，對(duì)工藝指標(biāo)影響也不大。其次考慮減小脈沖寬度扑馁，過(guò)大的脈沖寬度使加工中短時(shí)內(nèi)放電次數(shù)過(guò)多，加工中來(lái)不及消電離腻要，易產(chǎn)生燒弧涝登。加工中其它參數(shù)也很重要。像直接影響排屑效果的抬刀速度效诅、放電時(shí)間、抬刀高度等參數(shù)填帽。放電不穩(wěn)定的情況下應(yīng)加快抬刀速度，減少放電時(shí)間蔗须，增大抬刀高度。處理電參數(shù)時(shí)應(yīng)特別注意粗加工與精加工中放電穩(wěn)定性的差別玛耿。粗加工中由于放電能量大，火花間隙大漱蔬，排屑效果好御颇，往往能實(shí)現(xiàn)較穩(wěn)定的加工语诈，精加工則恰恰相反，容易出現(xiàn)放電不穩(wěn)定現(xiàn)象察颅。所以對(duì)精加工應(yīng)特別加以監(jiān)控。加工的極性應(yīng)正確叫质，如果在通常加工中誤使用負(fù)極性（電極為負(fù)極）加工，也會(huì)發(fā)生放電不穩(wěn)定的現(xiàn)象物喷，根本無(wú)法加工下去，應(yīng)將加工極性改過(guò)來(lái)峦失。

　∩却浴（3）加工中液處理方式不當(dāng)及加工液質(zhì)量問(wèn)題造成放電不穩(wěn)定的現(xiàn)象晕拆。電火花加工是在工作液介質(zhì)中進(jìn)行的藐翎。工作液的絕緣性能在脈沖放電的過(guò)程中起到消電離的作用，在加工中對(duì)電極和工件起到加速冷卻吝镣，使電蝕產(chǎn)物從放電間隙中懸浮昆庇、排泄出去的作用。在電火花加工中常使用沖闸溃、抽液的方法進(jìn)行排屑，避免電弧放電啥诈，使加工穩(wěn)定進(jìn)行。但是不適當(dāng)?shù)囊禾幚矸绞揭矔?huì)影響放電的穩(wěn)定狀況专稼。沖、抽油壓力過(guò)大缰嘴，會(huì)使放電通道不易形成布撑，產(chǎn)生不穩(wěn)定的局部放電行兼，尤其在精加工中很明顯￠股疲可將沖、抽油壓力控制在接近穩(wěn)定加工的臨界壓力范圍內(nèi)陡花。沖油方向不正確會(huì)使加工屑堆積而形成放電不穩(wěn)定的現(xiàn)象，而且容易形成積炭咽安。一般采用朝開(kāi)口部位沖油伴网，盲底部位采用朝下淋油的方法妆棒。沖抽油加工雖然能將加工屑很好排出，改善了放電的穩(wěn)定性糕珊，但不均勻的流場(chǎng)，會(huì)引起集中放電和二次放電红选，對(duì)工件平面度、粗糙度影響很大喇肋，產(chǎn)生放電間隙不均勻的現(xiàn)象。而且強(qiáng)烈的沖刷會(huì)引起電極邊角異常損耗蝶防。所以在精密加工中通常采用無(wú)沖液甚侣、浸油加工的液處理方式，依靠抬刀的動(dòng)作來(lái)排屑實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加工妇保。這就對(duì)機(jī)床配置提出了更高的要求。像機(jī)床主軸采用很高加速度進(jìn)給加工時(shí)雨担，產(chǎn)生的抽吸作用，使存在于電極與工件之間的加工屑由颗、焦油以及廢氣等能有效地排出打气。長(zhǎng)時(shí)間的加工會(huì)使油溫過(guò)高蛋揖，加工部位表面如果不能很好得到冷卻很容易產(chǎn)生放電不穩(wěn)定的現(xiàn)象。油溫應(yīng)不高于35℃溶孽，必要時(shí)在加工液循環(huán)系統(tǒng)上油處安裝冷卻裝置來(lái)控制。加工中工作液的質(zhì)量對(duì)加工放電穩(wěn)定也很重要沽怪。含加工屑過(guò)多的臟污加工液在加工中因不能及時(shí)緩解放電間隙內(nèi)的污染狀況，導(dǎo)致放電點(diǎn)不分散而形成有害的電弧放電塔鳍。劣質(zhì)的加工液因其性能差的原因也會(huì)使加工中出現(xiàn)放電不穩(wěn)定的現(xiàn)象。采用的電火花加工液要求具有低粘度轮纫，高絕緣性腔寡、能疏通放電通道掌唾，流動(dòng)性、滲透性好等特點(diǎn)糯彬。目前有很多類型的電火花加工專用工作液，而且研究出在工作液中加入相關(guān)添加劑的一些成果撩扒，能改善放電的性能，提高放電穩(wěn)定性搓谆，可以被采用弯棠。

　　（4）選用電極材料的種類冒衍、材料的質(zhì)量胖直、不同電極材料加工電參數(shù)配對(duì)的因素對(duì)放電穩(wěn)定性的影響。電極材料必須導(dǎo)電性良好腋民，具有放電穩(wěn)定等特點(diǎn)。純銅電極加工性能很好项起，尤其是加工穩(wěn)定性皆墅，不易發(fā)生電弧放電或過(guò)渡電弧放電廊珊，在大多數(shù)加工中能穩(wěn)定放電，被廣泛采用答倡。石墨電極加工穩(wěn)定性較好，最突出的特點(diǎn)是在很大電流的粗加工中能保持穩(wěn)定的放電瘪撇，并且保證電極的低損耗，但在精加工中倔既，易發(fā)生放電不穩(wěn)定現(xiàn)象恕曲，易產(chǎn)生拉弧燒傷渤涌。銅鎢合金和銀鎢合金是很少采用的電極材料，因?yàn)椴牧系膬r(jià)格昂貴实蓬。它們?cè)诩庸の⒓?xì)部位、深槽等難加工部位仍能很穩(wěn)定的放電瞳秽，電極損耗極小瓣履，在精密加工中被考慮使用练俐。選用的電極材料必須保證質(zhì)量才能在加工中放電穩(wěn)定。純銅必須是無(wú)雜質(zhì)的電解銅锡锐，最好經(jīng)過(guò)鍛打。石墨電極材料有好幾種分類，如埃米級(jí)能狼、特細(xì)級(jí)、超細(xì)級(jí)顺雪、精細(xì)級(jí)等，可根據(jù)加工的精度嘁凤、效率要求選擇。石墨材料的質(zhì)量應(yīng)組織均勻租躁，強(qiáng)度較好姆迄，在加工中不易產(chǎn)生剝落查吊。使用不同的電極材料進(jìn)行加工應(yīng)靈活處理好電參數(shù)的配對(duì)，才能達(dá)到加工中放電穩(wěn)定逻卖，加工效果良好，發(fā)揮所選材料價(jià)值的目的〖祝現(xiàn)在很多電加工機(jī)床都能根據(jù)不同的加工材料組合自動(dòng)配對(duì)電參數(shù)。電參數(shù)配對(duì)主要是處理電流仇参、脈沖寬度嘹叫、脈沖間隙的大小诈乒。根據(jù)電極材料的性能，選用合適的電參數(shù)發(fā)揮材料的加工優(yōu)勢(shì)怕磨，處理好其加工中的缺陷問(wèn)題。

　〈伎拧（5）選用的工藝方法不合理使加工中出現(xiàn)放電不穩(wěn)定現(xiàn)象。電火花加工的工藝方法是否合理可行也是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加工的重點(diǎn)搭诬。大多加工是：采用粗加工電極蝕除大量金屬完成粗加工蘸橡，然后再換半精或精加工電極完成過(guò)渡加工或精加工转傍。這種工藝方法的關(guān)鍵是加工中應(yīng)采用電極搖動(dòng)的方法來(lái)改善排屑狀況，達(dá)到穩(wěn)定的加工。采用多段加工條件用自由平動(dòng)的方法危漱，隨著加工深度的進(jìn)給，另外兩軸同時(shí)作擴(kuò)大運(yùn)動(dòng)邀秕。加工中采用搖動(dòng)的方法可使放電更穩(wěn)定，減少了二次放電現(xiàn)象月幌，可獲得側(cè)面與底面更均勻的表面粗糙度悬蔽，被廣泛采用扯躺。搖動(dòng)量的大小視加工部位形狀蝎困、精度要求而決定，一般在精加工中取0.03mm左右禾乘。因搖動(dòng)量小澎埠，對(duì)加工的仿形精度也不會(huì)有影響始藕。如果在加工中不采用搖動(dòng)的方法，則很難實(shí)現(xiàn)小間隙放電條件下的穩(wěn)定加工伍派。在精加工中很容易發(fā)現(xiàn)因這個(gè)原因造成的不穩(wěn)定加工現(xiàn)象。不穩(wěn)定放電形成的二次放電可能會(huì)使加工尺寸偏大诉植，在排屑條件好的情況下也可能因?qū)嶋H產(chǎn)生火花間隙小于電極縮放量而使加工尺寸偏小，使尺寸不能準(zhǔn)確地得到控制蘑砖。采用搖動(dòng)的加工方法能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的加工初瓜，能很好解決這些問(wèn)題永僚。

　　（6）難以加工部位不利于加工的穩(wěn)定進(jìn)行伙二。有些加工部位因其加工局限性導(dǎo)致在加工中容易發(fā)生放電不穩(wěn)定現(xiàn)象。像在表面部位剛開(kāi)始加工時(shí)聂幅，加工清角部位，加工尖細(xì)的部位時(shí)，由于實(shí)際放電面積偏小授工，電流密度偏大，局部電蝕產(chǎn)物濃度過(guò)高细层，放電點(diǎn)不能分散轉(zhuǎn)移，放電后的余熱來(lái)不及擴(kuò)散而累積起來(lái)疫赎，造成過(guò)熱盛撑，破壞加工的穩(wěn)定性捧搞。必須暫時(shí)減小電流，待實(shí)際加工面積逐步擴(kuò)大胎撇，加工逐步穩(wěn)定后，再逐步增大電規(guī)準(zhǔn)晚树。加工深孔姻采、有斜度的部位爵憎、深腔部位時(shí)，由于排屑困難宝鼓，在加工中也會(huì)發(fā)生放電不穩(wěn)定現(xiàn)象。要求采取適當(dāng)?shù)拇胧└纳婆判夹阅芄嗤堋Ｐ倍阮愲姌O加工一定要有很高的排渣高度。深孔又诡、深腔類部位可以對(duì)電極選用較大的尺寸縮放量商爆，通過(guò)平動(dòng)來(lái)改善排屑懦诸。加工深的圓孔，在裝有C軸赖谷，使用EROWA夾具并且同心的情況下，加工時(shí)使C軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)滥氏，可達(dá)到非常穩(wěn)定的加工备洽。清角部位在加工可行的情況下采用3軸聯(lián)動(dòng)的方法，即斜向加工了嚎，避免了因加工部位面積小而發(fā)生放電不穩(wěn)定的現(xiàn)象。還有在有些難加工部位采用橫向伺服加工也可以改善放電穩(wěn)定性歪泳。對(duì)電極采用避空、開(kāi)排氣排屑孔等也可以改善一些難加工情況下的放電不穩(wěn)定現(xiàn)象呐伞。

　〉凶俊（7）加工操作環(huán)節(jié)中的處理問(wèn)題造成的放電不穩(wěn)定現(xiàn)象伶氢。加工操作中一些細(xì)小環(huán)節(jié)處理不好也會(huì)發(fā)生放電不穩(wěn)定的現(xiàn)象。小件或難以裝夾的工件鞍历、電極因沒(méi)有采取可靠的裝夾方法肪虎，導(dǎo)致加工中發(fā)生松動(dòng)劣砍，出現(xiàn)放電不穩(wěn)定的現(xiàn)象蚣狠。工件經(jīng)磨床加工后會(huì)產(chǎn)生磁性，尤其是小工件号蒙，如果沒(méi)有經(jīng)過(guò)退磁處理直接用來(lái)電火花加工，會(huì)使加工屑因被吸附難以排出而導(dǎo)致加工中放電不穩(wěn)定物坝，因此加工前必須對(duì)工件退磁未奋。加工部位存在雜物妖职、銹跡、毛刺歇懂，導(dǎo)致開(kāi)始加工時(shí)放電非常不穩(wěn)定。有通孔類部位的加工在裝夾中沒(méi)有考慮利用孔來(lái)排屑而變成盲底加工晃尖，大大降低了加工穩(wěn)定性泵网。加工中產(chǎn)生“放炮”現(xiàn)象有可能會(huì)使工件松動(dòng)撑蚌，氣體引燃的過(guò)程也影響了加工的穩(wěn)定性搏屑。電極校正有偏差使其變成傾斜加工也會(huì)稍微影響放電的穩(wěn)定。在深腔類部位的加工中睬棚，沒(méi)有及時(shí)用毛刷清除加工屑積存物，會(huì)在加工中出現(xiàn)放電不穩(wěn)定現(xiàn)象抑党，使加工難以順利進(jìn)行。根據(jù)以上在操作中導(dǎo)致放電不穩(wěn)定現(xiàn)象產(chǎn)生的原因撵摆，分別采取相對(duì)應(yīng)的措施可改善加工的穩(wěn)定性。

　　綜合上文對(duì)電火花加工中放電不穩(wěn)定現(xiàn)象產(chǎn)生原因的分析特铝，可見(jiàn)加工屑的排出對(duì)電火花加工穩(wěn)定性有舉足輕重的作用，大多措施基本上都是通過(guò)直接或間接改善加工的排屑狀況鲫剿，在排屑順暢的條件下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定加工的鳄逾。對(duì)電火花加工中多種干擾因素的認(rèn)識(shí)和排除锭鸣，是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定放電加工的重要保證。通過(guò)改善電火花加工中放電不穩(wěn)定的現(xiàn)象局限，可以避免異常放電產(chǎn)生的加工異常問(wèn)題，保證加工質(zhì)量棵辟，提高加工效率琴坏。

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