技术原理
一种特殊的处理方法,利用浸入工作流体的两极之间的脉冲放电产生的电蚀效应去除导电材料。我们都有这样的生活经历。电气开关使用一段时间后,接触部分的表面经常被电火花侵蚀,粗糙且不平整。这就是电火花侵蚀现象。电火花加工就是利用这一原理,在一定的介质下,通过电蚀的电蚀使刀具电极与工件电极之间的脉冲放电,加工工件的方法。实现这种加工的基本方法如下:将刀具电极和工件全部浸入工作介质(电解液)中,两个电极之间产生多次火花放电,有意识地控制工件冲刷量。工件满足一定的尺寸和粗糙度要求。
金属加工的电火花侵蚀原理还必须满足以下条件:火花放电能量必须大,以保证金属瞬间局部熔化和气化;放电形式应为很短的脉冲放电,使火花热量过快传递到非加工区,防止“燃烧”现象;每次脉冲放电后,电极间隙之间产生的金属颗粒和电离物质必须及时从间隙中排出,以确保连续加工。
物理过程
电火花腐蚀电极的物理过程非常复杂,是电磁学、热力学和流体力学共同作用的过程,人们对它还没有一个全面的了解。一般认为可分为三个阶段:第一级形成放电通道,电解液在其中电离、分解,形成放电通道;第二阶段在工件表面形成能量转换,即火花放电,产生热膨胀,使刀具电极和工件被蚀刻掉;从第 3 阶段开始的消融被抛出放电间隙,为下一次放电做准备。
加工特点
- 它可以加工任何硬,脆,坚韧,软,高熔点的导电材料,并且在一定条件下,它还可以加工半导体材料和非导电材料。
- 加工过程中“无切削力”,有利于小孔、薄壁、窄槽以及各种复杂形状的孔、螺旋孔、型腔等工件的加工,也适用于精密和微加工。
- 当脉冲宽度较小时,整个工件几乎不受热的影响,因此可以减少热影响层,提高加工后的表面质量,也适用于加工热敏性材料。
- 脉冲参数可以任意调节,粗加工、半精加工和精加工可以在一台机床上连续进行。精加工精度为0.01mm,表面粗糙度Rα值为0.8μm;精加工精度可达0.002~0.004mm,表面粗糙度Rα值为0.1~0.05μm。
- 直接采用电能处理,轻松实现自动化。
实际应用
由于放电加工过程中的高放电能量,它可以加工普通切削方法无法加工的材料,例如硬化钢,耐热合金和硬质合金。同时,它已广泛应用于加工各种复杂型腔,模具和孔的领域。由于在电火花加工过程中刀具电极与工件之间没有直接接触,切削力非常小,这对于加工那些容易变形的工件和小而精确的孔和狭窄的狭缝非常有效。现在电火花加工工艺已广泛应用于行业各个领域,是一种非常有前途的加工方法。
在当前的机械加工领域,特别是在精密加工中,电火花加工得到了广泛的应用。电火花加工范围如下:
- 所有导电材料都可以通过放电加工进行加工。
- 放电加工的最高精度可以达到+/- 0.005mm,表面粗糙度可以达到最高的镜面。
- 传统加工无法加工的工位通常可以通过放电加工完成。
- 卸料站可以是各种大型塑料模具的型腔,也可以是宽度为0.1MM的小孔,小凹槽等。
优点和缺点
电火花加工的优点:
- 它可以制造传统切割机无法生产的异形表面。
- 加工硬质材料也可以具有良好的公差精度。
- 传统加工机的切削力可能会损坏小工件,但电火花加工不会。
电火花加工的缺点:
- 不能加工非导体(已经存在加工陶瓷材料的技术)。
- 处理速度慢。
- 加工成本高。