电火花加工是在加工过程中,使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电,靠放电时局部、瞬时产生的高温把工件材料蚀除下来,又称放电加工或电蚀加工。电火花加工时一种非接触式的、宏观加工力很小的加工方法,这使得其在微细加工、精加工方面发挥了极大的作用。而电火花加工机理则是准确预测电极损耗、提高加工精度的重要理论支持和有力手段。尤其是对复杂零件的精加工,准确模拟电极损耗是决定零件最终形状精度的关键技术。

电火花加工的四个连续加工阶段(电火花成型加工的加工特点和基本规律是什么)(1)

一、电火花成型加工基本原理

电火花加工的四个连续加工阶段(电火花成型加工的加工特点和基本规律是什么)(2)

图1 电火花加工基本原理

1-工件;2-脉冲电源;3-自动进给调节装置;4-工具;5-工作液;6-过滤器;7-工作液泵

图 2

电火花加工的四个连续加工阶段(电火花成型加工的加工特点和基本规律是什么)(3)

二、电火花加工特点

1、电火花加工速度与表面质量:模具在电火花机加工一般会采用粗、中、精分档加工方式。粗加工采用大功率、低损耗的实现,而中、精加工电极相对损耗大,但一般情况下中、精加工余量较少,因此电极损耗也极小,可以通过加工尺寸控制进行补偿,或在不影响精度要求时予以忽略。

2、电火花碳渣与排渣:电火花机加工在产生碳渣和排除碳渣平衡的条件下才能顺利进行。实际中往往以牺牲加工速度去排除碳渣,例如在中、精加工时采用高电压,大休止脉波等等。另一个影响排除碳渣的原因是加工面形状复杂,使排屑路径不畅通。唯有积极开创良好排除的条件,对症的采取一些方法来积极处理。

3、电火花工件与电极相互损耗:电火花机放电脉波时间长,有利于降低电极损耗。电火花机粗加工一般采用长放电脉波和大电流放电,加工速度快电极损耗小。在精加工时,小电流放电必须减小放电脉波时间,这样不仅加大了电极损耗,也大幅度降低了加工速度。

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三、电火花成型加工的基本规律

1、加工条件

(1)工具电极和工件电极之间必须加以60V—300V的脉冲电压,同时还需维持合理的距离——放电间隙。大于放电间隙,介质不能被击穿,无法形成火花放电;小于放电间隙,会导致积炭,甚至发生电弧放电,无法继续加工。

(2)两极间必须充满介质。电火花成形加工一般为火花液或煤油,线切割一般为去离子水或乳化液。

(3)输送到两极间脉冲能量应足够大。即放电通道要有很大的电流密度(一般为104—109A/cm2)。

(4)放电必须是短时间的脉冲放电。一般为1μs—1ms。这样才能使放电产生的热量来不及扩散,从而把能量作用局限在很小的范围内,保持火花放电的冷极特性。

(5)脉冲放电需要多次进行,并且多次脉冲放电在时间上和空间上是分散的,避免发生局部烧伤。

(6)脉冲放电后的电蚀产物能及时排放至放电间隙之外,使重复性放电顺利进行。

2、 影响加工因素

影响电火花加工的因素主要有以下几种:①极性效应;②覆盖效应;③二次放电;④加工速度;⑤火花放电通道;⑥工具电极损耗;⑦放电间隙;⑧放电产物排除。

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