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    05

    09月

    電火花加工原理

    電火花加工是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時產生的電蝕作用蝕除導電材料的特種加工方法,又稱放電加工或電蝕加工,英文簡稱EDM。

    電火花加工時,脈沖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)。當脈沖電壓加到兩極之間,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。由于通道的截面積很小,放電時間極短,致使能量高度集中(10~107W/mm),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。首次脈沖放電結束之后,經過很短的間隔時間,第二個脈沖又在另一極間蕞近點擊穿放電。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,它的形狀蕞終就復制在工件上,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。

    從以上看出,進行電火花加工必須具備三個條件:必須采用脈沖電源;必須采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(10~107Ω?·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,適用于低剛度工件和微細結構的加工:脈沖參數可依據需要調節,可在同一臺機床上進行粗加工、半精加工和精加工;電火花加工后的表面呈現的凹坑,有利于貯油和降低噪聲;生產效率低于切削加工;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。

    電火花加工主要用于模具生產中的型孔、型腔加工,已成為模具制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,比模具沖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于工件作進給運動,將工件電極的形狀和尺寸復制在工件上,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于加工各類熱鍛模、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于型孔(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、孔的深徑比較大、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沖放電切割。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。我國普通采用高速走絲線切割,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,往復運動速度為8~10m/s。低速走絲時,多采用銅絲,線電極以小于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,大大高于電火花成形加工。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采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于加工各種沖裁模(沖孔和落料用)、樣板以及各種形狀復雜型孔、型面和窄縫等。

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