电火花加工技术的应用.pdf
文本预览下载声明
T 工艺与装备
echnology Equipment
■ 中国人民解放军第4810工厂军械修理厂/朱培元
电火花加工技术的应用
随着航空航天工业、核能工
业、电子工业以及汽车工业的迅速
发展,很多产品均要求在高温、高
压、高速或腐蚀环境下长期而可靠
地工作。为适应这一要求,各种新
结构、新材料与复杂的精密零件大
量出现,其结构形状愈来愈复杂,
材料性能愈来愈强韧,精度要求愈
来愈高,表面完整性愈来愈严格, 图1 电火花加工原理图
很多特种加工技术随之应运而生。 1.脉冲电源 2.工件 3.工具电极 4.伺服进给机构
5.火花放电 6.被蚀除的金属微粒 7.工作液
特种加工技术是直接借助电能、热
能、声能、光能、电化学能、化学 电火花充放电过程
能以及特殊机械能等多种能量或其 电火花加工是不断放电蚀除金属的过程,一次脉冲充放电的过程可分为
复合施加在工件的被加工部位上, 以下几个阶段:
从而实现材料被去除、变形、改变 1.极间介质的电离、击穿及放电通道的形成
性能或被镀覆等的非传统加工方 当脉冲电压施加于工具电极与工件之间时,两极之间立即形成一个电
法。 场。电场强度与电压成正比,与距离成反比,随着极间电压的升高或是极间
电火花加工是利用浸在工作 距离的减小,极间电场强度也将随着增大。由于工具电极和工件的微观表面
液中的两极间脉冲放电时产生的电 是凸凹不平的,极间距离又很小,因而极间电场强度是很不均匀的,两极间
蚀作用蚀除导电材料的特种加工方 离得最近的突出点或尖端处的电场强度
法,又称放电加工或电蚀加工。随 一般为最大。当电场强度增大到一定数
着数控技术的发展,陆续出现了一 量时,介质被击穿,放电间隙电阻从绝
些高性能的数控电火花加工机床, 缘状态迅速降低到几分之一欧姆,间隙
例如场效应管脉冲电源、数控平动 电流迅速上升到最大值。由于通道直径
装置及工艺技术和低速走丝线切割 很小,所以通道中的电流密度很高。间
技术。 隙电压则由击穿电压迅速下降到火花维 图2 电火花加工机床
电火花加工的原理见图1所 持电压(一般约为20~30V),电流则
示。 由0上升到峰值电流。
80 2009年 第 3 期
2.介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀 (3)加工深细孔﹑异形孔﹑
极间介质一旦被电离、击穿,形成放电通道后,脉冲电源使通道间的电 深槽﹑窄缝和切割薄片等。
子高速奔向正极,正离子奔向负极。电能变成动能,动能通过碰撞又转变为 (4)加工各种成形刀具﹑样
热能。于是在通道内正极和负极表面分别成为瞬时热源,达到很高的温度。 板和螺纹环规等工具和量具。
通道高温将工作液介质气化,进而热裂分解汽化。这些汽化后的工作液和金 (5)磨削平面和圆面。
属蒸气,瞬间体积猛增,在放电间隙内成为气泡,迅速热膨胀并具有爆炸的
特性。观察电火花加工过程,可以看到放电间隙间冒出气泡,工作液逐渐变
黑,并听到轻微而清脆的爆炸声。电火花加工主要靠热膨胀和局部微爆炸,
使熔化、汽化了的电极材料抛出蚀除。
3.电极材料的抛出
通道和正负极表面放电点瞬时高温使工作液汽化和金属材料熔化、汽
化,热膨胀产生很高的瞬时压力。通道中心的压力最高,使汽化了的气体不
断向外膨胀,压力高处的熔融金属液体和蒸气,就被排挤、抛出而进入工作
液中。由于表面张力和内聚力的作用,抛出的材料具有最小的表面积,冷凝
显示全部