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电火花成形加工优化技巧

【摘要】:图10-3工具电极加工工件的原理示意图2. 电火花成形加的特点电火花加工属于不接触加工,两者之间宏观作用力极小。电火花加工直接利用电能和热能来去除金属材料,与工件材料的强度和硬度等关系不大,因此可以用软的工具电极加工硬的工件,实现“以柔克刚”。精加工时精度一般为0.01 mm,表面粗糙度Ra为0.63~1.25 μm;微精加工时精度可达0.002~0.004 mm,表面粗糙度Ra为0.04~0.16 μm。

1.电火花成形加工的基本原理

电火花成形加工是电火花加工的一种,其基本原理和机床实物如图10-2所示。

图10-2 电火花成型加工原理图与机床实物

被加工的工件作为工件电极,紫铜(或其他导电材料如石墨)作为工具电极。脉冲电源发出一连串的脉冲电压,加到工件电极和工具电极上,此时工具电极和工件均被淹没在具有一定绝缘性能的工作液(绝缘介质)中。在轴伺服系统的控制下,当工具电极与工件的距离小到一定程度时,在脉冲电压的作用下,两极间最近点处的工作液(绝缘介质)被击穿,工具电极与工件之间形成瞬时放电通道,产生瞬时高温,使金属局部熔化甚至气化而被蚀除下来,使局部形成电蚀凹坑。这样以很高的频率连续不断地重复放电,工具电极不断地向工件进给,就可以将工具电极的形状“复制”到工件上,加工出需要的型面来,如图10-3所示。

图10-3 工具电极加工工件的原理示意图

2. 电火花成形加的特点

(1)电火花加工属于不接触加工,两者之间宏观作用力极小。火花放电时,局部、瞬时爆炸力的平均值很小,不足以引起工件的变形和位移。

(2)脉冲放电的能量密度高,便于加工用普通的机械加工方法难以加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。

(3)电火花加工直接利用电能和热能来去除金属材料,与工件材料的强度和硬度等关系不大,因此可以用软的工具电极加工硬的工件,实现“以柔克刚”。

(4)加工精度高。精加工时精度一般为0.01 mm,表面粗糙度Ra为0.63~1.25 μm;微精加工时精度可达0.002~0.004 mm,表面粗糙度Ra为0.04~0.16 μm。

(5)直接利用电能加工,便于实现加工过程的自动化。

3. 电火花成形加工的应用

(1)可以加工任何难加工的金属材料和导电材料。可以实现用软的工具加工硬、韧的工件,甚至可以加工聚晶金刚石、立方氮化硼一类的超硬材料。

(2)可以加工形状复杂的表面,特别适用于复杂表面形状工件的加工,如复杂型腔模具加工。

(3)可以加工薄壁、弹性、低刚度、微细小孔、异形小孔、深小孔等有特殊要求的零件。

电火花成形加工工具电极及其加工的产品如图10-4所示

图10-4 电火花成形加工工具电极及其加工的产品