电火花加工中放电不稳定现象产生原因和改善措施

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　　摘要：简述了电火花加工放电过程的机理，介绍了加工中放电状态的判断方法，重点分析了放电不稳定现象产生的原因，并根据相对应的原因提出了改善的措施，对电火花加工具有一定指导作用。
　　关键词：电火花加工；放电状态；排屑；原因；措施
　　1.前言
; U9 n, v$ L8 c  ^　　电火花加工中放电的稳定性直接影响加工的质量、效率，是衡量整个加工过程效果的重要指标之一。因此它一直是从事电火花加工工程技术人员关注的问题，如何实现高稳定度的电火花加工也是当前电加工领域研究、探讨的热点。下面就自己多年的电火花加工经验，对加工中放电不稳定现象作阐述，分析其产生的原因，并提出一些改善的措施。
　　2.电火花加工放电过程机理的概述
　　电火花加工是由许多微观的单脉冲放电过程组成的。正常的单脉冲放电过程包括两极间介质的电离、击穿，形成放电通道，放电通道内的瞬时高温使工作液气化、裂化，金属材料熔化、气化，瞬时高压使加工屑被抛入工作液中，随着脉冲放电的结束，两极间介质进行消电离，恢复绝缘的复杂过程。电火花加工时放电间隙内每一脉冲放电的基本状态称之为放电状态。放电状态有开路、火花放电、过渡电弧放电、电弧放电、短路五种。各种放电状态在实际加工中是交替、概率性地出现的。为了实现稳定的电火花加工，必须减少脉冲放电中异常的放电状态，使单脉冲放电过程良性循环。
- n5 [) ~& ~! d) h- \. o　　3.电火花加工稳定状况的评判与其产生的影响
6 ^3 m7 F4 H5 {5 s& {　　电火花加工中伴随有一系列派生现象，通过加工过程中的外在表现，可以了解加工的稳定性，发现加工的异常放电状态。正常加工中，观察到的火花颜色通常为蓝白色夹火红颜色，火花细小均匀。加工液面冒无烟小气泡，听到的火花声音清脆、连续。机床的电流、电压表呈有规律的摆动，伺服百分表匀速进给。加工中每次放电时间、抬刀动作有规律的持续。机床深度检测值呈稳定的递进。反之，加工中放电集中于一处，火花颜色偏红亮，液面冒白烟大气泡，火花爆炸声音低、沉闷，电流、电压表指针急剧摆动，伺服机构急剧跳动的放电不稳定现象可判断是电弧放电的可能，这种现象常使电极、工件结炭、烧伤。加工中较正常火花放电状态稍差的是过渡电弧放电。其表现为放电声音不均匀，产生的气泡较正常放电时大一些，电流、电压表有明显波动，加工中短时放电，频繁抬刀。深度检测值来回变化较大，呈回退往返。过渡电弧放电常发生于精加工中，其破坏性相对比较轻，但很容易转变成电弧放电。加工中偶尔出现空载放电(开路)和短路是允许的。空载放电时，火花间隙上有大于50V的电压，但没有电流流过，电流表无显示，短路是放电间隙直接短路相接，间隙短路时电流较大，但间隙两端的电压很小，短路很容易损坏电极，频繁的短路会使工件和电极局部形成缺陷。空载放电和短路都没有对工件起到蚀除加工作用，影响加工速度。根据加工中的稳定状况可以判定加工的放电状态，由前述可知，放电不稳定的现象破坏了正常的火花放电，易转变成异常放电状态。不稳定的放电也使加工速度明显降低，使加工表面粗糙度不均匀，甚至产生严重的表面质量问题。使电极出现表面缺陷。不稳定放电状态下无规律的火花间隙使加工尺寸无法准确控制，影响加工精度。可见保证加工中稳定的放电对加工具有重要的意义。
　　4.产生放电不稳定现象的原因及改善措施放电性能不好的电火花机床在加工中常发生放电不稳定现象。电火花加工主要是靠机床良好的加工性能来完成加工的。高档电火花机床配备有多种脉冲输出电路，主轴具有高速性和高响应伺服特性，这些特性能满足在加工中进行高稳定加工实现高品位加工质量。如果机床加工性能不好，常在加工中发生难以控制的放电不稳定现象，严重影响加工质量。机床脉冲电源工作性能、机床伺服进给系统的异常是电火花机床本身原因造成在加工中常发生放电不稳定现象的主要原因。如机床脉冲电源波形失常是最常见的问题，使加工不能稳定进行。要实现稳定的放电加工，必须要求机床的脉冲电源能输出一系列良性的脉冲，工作稳定可靠，不受外界干扰。机床的伺服进给系统应具有高度的灵敏性，能够准确对放电状态中火花间隙进行检测，自动对异常放电作出调节，调整、滞后尽量要小，抗干扰能力强。由于机床性能异常方面的问题比较复杂，使用人员在经过确认是机床问题后，应及时与机床维修服务部联系，请专业人员维修，排除故障。【MechNet】
文章关键词： 电火花