電火花加工的原理與特點

   時間:2014-03-14 00:58:08
電火花加工的原理與特點簡介
    電火花加工時,脈衝電源的一極接工具電極,另一極接工件電極,兩極均浸入具有一定絕緣度的液體介質(常用煤油或礦物油或去離子水)中。工具電極由自動進給調節裝置……
電火花加工的原理與特點正文

 

電火花加工時,脈衝電源的一極接工具電極,另一極接工件電極,兩極均浸入具有一定絕緣度的液體介質(常用煤油或礦物油或去離子水)中。工具電極由自動進給調節裝置控制,以保證工具與工件在正常加工時維持一很小的放電間隙(0.01~0.05mm)。當脈衝電壓加到兩極之間,便將當時條件下極間最近點的液體介質擊穿,形成放電通道。由於通道的截面積很小,放電時間極短,致使能量高度集中(106~107W/mm2),放電區域產生的瞬時高溫足以使材料熔化甚至蒸發,以致形成一個小凹坑。第一次脈衝放電結束之後,經過很短的間隔時間,第二個脈衝又在另一極間最近點擊穿放電。如此周而復始高頻率地循環下去,工具電極不斷地向工件進給,它的形狀最終就複製在工件上,形成所需要的加工表面。與此同時,總能量的一小部分也釋放到工具電極上,從而造成工具損耗。

從上看出,進行電火花加工必須具備三個條件:必須採用脈衝電源;必須採用自動進給調節裝置,以保持工具電極與工件電極間微小的放電間隙;火花放電必須在具有一定絕緣強度(103~107Ω ·m)的液體介質中進行。

 電火花加工具有如下特點:可以加工任何高強度、高硬度、高韌性、高脆性以及高純度的導電材料;加工時無明顯機械力,適用於低剛度工件和微細結構的加工:脈衝參數可依據需要調節,可在同一台機床上進行粗加工、半精加工和精加工;電火花加工后的表面呈現的凹坑,有利於貯油和降低雜訊;生產效率低於切削加工;放電過程有部分能量消耗在工具電極上,導致電極損耗,影響成形精度。  

  電火花加工的應用

 電火花加工主要用於模具生產中的型孔、型腔加工,已成為模具製造業的主導加工方法,推動了模具行業的技術進步。電火花加工零件的數量在3000件以下時,比模具衝壓零件在經濟上更加合理。按工藝過程中工具與工件相對運動的特點和用途不同,電火花加工可大體分為:電火花成形加工、電火花線切割加工、電火花磨削加工、電火花展成加工、非金屬電火花加工和電火花表面強化等。

 (1)電火花成形加工  該方法是通過工具電極相對於工件作進給運動,將工件電極的形狀和尺寸複製在工件上,從而加工出所需要的零件。它包括電火花型腔加工和穿孔加工兩種。電火花型腔加工主要用於加工各類熱鍛模、壓鑄模、擠壓模、塑料模和膠木膜的型腔。電火花穿孔加工主要用於型孔(圓孔、方孔、多邊形孔、異形孔)、曲線孔(彎孔、螺旋孔)、小孔和微孔的加工。近年來,為了解決小孔加工中電極截面小、易變形、孔的深徑比大、排屑困難等問題,在電火花穿孔加工中發展了高速小孔加工,取得良好的社會經濟效益。

 (2)電火花線切割加工  該方法是利用移動的細金屬絲作工具電極,按預定的軌跡進行脈衝放電切割。按金屬絲電極移動的速度大小分為高速走絲和低速走絲線切割。我國普通採用高速走絲線切割,近年來正在發展低速走絲線切割,高速走絲時,金屬絲電極是直徑為φ0.02~φ0.3mm的高強度鉬絲,往複運動速度為8~10m/s。低速走絲時,多採用銅絲,線電極以小於0.2m/s的速度作單方向低速運動。線切割時,電極絲不斷移動,其損耗很小,因而加工精度較高。其平均加工精度可達 0.0lmm,大大高於電火花成形加工。表面粗糙度Ra值可達1.6 或更小。

 國內外數控電火花線切割機床都採用了不同水平的微機數控系統,實現了電火花線切割數控化。目前電火花線切割廣泛用於加工各種沖裁模(沖孔和落料用)、樣板以及各種形狀複雜型孔、型面和窄縫等。

 

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