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電火花機加工原理

浏览:2318 时间:2021-05-05

火花機加工原理通常工件與電源正極相接,若採用負極性加工將會導致反加工。即電極損耗大,只有在同種資料加工才可用反加工,就是常說的鐵打鐵。進行電火花加工時,工具電極和工件分別接脈衝電源的兩極,並浸入工作液中,或將工作液充入放電間隙。通過間隙自動控制系統控制工具電極向工件進給,當兩電極間的間隙達到一定距離時,兩電極上施加的脈衝電壓將工作液擊穿,產生火花放電。

在放電的微細通道中暫態集中大量的熱能,溫度可高達10000℃以上,壓力也有急劇變化,從而使這一點工作表面局部微量的金屬材料立刻熔化、氣化,並爆炸式地飛濺到工作液中,迅速冷凝,形成固體的金屬微粒,被工作液帶走。這時在工件表面上便留下一個微小的凹坑痕迹,放電短暫停歇,兩電極間工作液恢復絕緣狀態。

緊接著,下一個脈衝電壓又在兩電極相對接近的另一點處擊穿,產生火花放電,重複上述過程。這樣,雖然每個脈衝放電蝕除的金屬量極少,但因每秒有成千上萬次脈衝放電作用,就能蝕除較多的金屬,具有一定的生產率。

在保持工具電極與工件之間恒定放電間隙的條件下,一邊蝕除工件金屬,一邊使工具電極不斷地向工件進給,最後便加工出與工具電極形狀相對應的形狀來。囙此,只要改變工具電極的形狀和工具電極與工件之間的相對運動管道,就能加工出各種複雜的型面。工具電極常用導電性良好、熔點較高、易加工的耐電蝕資料,如銅、石墨、銅鎢合金和鉬等。在加工過程中,工具電極也有損耗,但小於工件金屬的蝕除量,甚至接近於無損耗。

工作液作為放電介質,在加工過程中還起著冷卻、排屑等作用。常用的工作液是粘度較低、閃點較高、性能穩定的介質,如煤油、去離子水和乳化液等。電火花機是一種自激放電,其特點如下:火花放電的兩個電極間在放電前具較高的電壓,當兩電極接近時,其間介質被擊穿後,隨即發生火花放電。伴隨擊穿過程,兩電極間的電阻急劇變小,兩極之間的電壓也隨之急劇變低。火花通道必須在維持暫短的時間(通常為10-7-10-3s)後及時熄滅,才可保持火花放電的“冷極”特性(即通道能量轉換的熱能來不及傳至電極縱深),使通道能量作用於極小範圍。通道能量的作用,可使電極局部被腐蝕。利用火花放電時產生的腐蝕現象對資料進行尺寸加工的方法,叫電火花加工。電火花加工是在較低的電壓範圍內,在液體介質中的火花放電。電火花的加工按照工具電極的形式及其與工件之間相對運動的特徵,可將電火花加工管道分為五類:利用成型工具電極,相對工件作簡單進給運動的電火花成形加工;利用軸向移動的金屬絲作工具電極,工件按所需形狀和尺寸作軌跡運動,以切割導電資料的電火花線切割加工;利用金屬絲或成形導電磨輪作工具電極,進行小孔磨削或成形磨削的電火花磨削;用於加工螺紋環規、螺紋塞規、齒輪等的電火花共軛回轉加工;小孔加工、刻英表面合金化、表面强化等其他種類的加工。電火花加工能加工普通切削加工方法難以切削的資料和複雜形狀工件;加工時無切削力;不產生毛刺和刀痕溝紋等缺陷;工具電極資料無須比工件資料硬;直接使用電能加工,便於實現自動化;加工後表面產生變質層,在某些應用中須進一步去除;工作液的淨化和加工中產生的煙霧污染處理比較麻煩

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