提高電火花成型及小孔加工質(zhì)量的措施

摘 要：本文簡(jiǎn)述電火花加工的特點(diǎn)及加工中提高加工質(zhì)量的方法、措施，并針對(duì)這些方法、措施作了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：電火花加工特點(diǎn)；加工質(zhì)量；方法；措施

中圖分類號(hào)：TG66 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 電火花加工概論

電火花加工是利用二個(gè)金屬導(dǎo)體之間放電產(chǎn)生的電腐蝕現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行加工的方法。又稱放電加工或電蝕加工，英文簡(jiǎn)稱EDM。進(jìn)行電火花加工時(shí)，工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極，并浸入工作液中，或?qū)⒐ぷ饕撼淙敕烹婇g隙。通過(guò)間隙自動(dòng)控制系統(tǒng)控制工具電極向工件進(jìn)給，當(dāng)兩電極間的間隙達(dá)到一定距離時(shí)，兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿，產(chǎn)生火花放電。

在放電的微細(xì)通道中瞬時(shí)集中大量的熱能，溫度可高達(dá)一萬(wàn)攝氏度以上，壓力也有急劇變化，從而使這一點(diǎn)工作表面局部微量的金屬材料立刻熔化、氣化，并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(shí)在工件表面上便留下一個(gè)微小的凹坑痕跡，放電短暫停歇，兩電極間工作液恢復(fù)絕緣狀態(tài)。

緊接著，下一個(gè)脈沖電壓又在兩電極相對(duì)接近的另一點(diǎn)處擊穿，產(chǎn)生火花放電，重復(fù)上述過(guò)程。這樣，雖然每個(gè)脈沖放電蝕除的金屬量極少，但因每秒有成千上萬(wàn)次脈沖放電作用，就能蝕除較多的金屬，具有一定的生產(chǎn)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(jìn)給，最后便加工出與工具電極形狀相對(duì)應(yīng)的形狀來(lái)。因此，只要改變工具電極的形狀和工具電極與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式，就能加工出各種復(fù)雜的型面。

2 電火花加工的特點(diǎn)

電火花加工能加工普通切削加工方法難以切削的材料和復(fù)雜形狀工件；加工時(shí)無(wú)切削力；不產(chǎn)生毛刺和刀痕溝紋等缺陷；直接使用電能加工，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；加工后表面產(chǎn)生變質(zhì)層，在某些應(yīng)用中須進(jìn)一步去除；工作液的凈化和加工中產(chǎn)生的煙霧污染處理比較麻煩。

2.1 脈沖放電的能量密度高，便于加工用普通的機(jī)械方法難于加工或無(wú)法加工的特殊材料和復(fù)雜形狀的加工，不受材料硬度的影響，不受熱處理狀態(tài)的影響。

2.2 脈沖放電持續(xù)時(shí)間極短，放電時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)，擴(kuò)散范圍小，材料受熱影響范圍小。

2.3 加工時(shí)，工具材料與工件材料不接觸，兩者之間宏觀作用小，工具電極材料不需比工件材料硬，因此工具電極制造容易。

2.4 改革工件結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化加工工藝，提高工件使用壽命，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 提高加工質(zhì)量的方法、措施

我廠電火花加工設(shè)備齊全，加工零件種類繁多。電火花的加工質(zhì)量受到多種因素的影響，零件加工的穩(wěn)定性和一致性是加工追求的目標(biāo)。通過(guò)對(duì)典型的成形機(jī)和小孔機(jī)的實(shí)踐加工經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為提高零件的加工質(zhì)量具體從以下幾方面改進(jìn)。

3.1 正確選擇電極的材料

電極應(yīng)采用導(dǎo)電性好，損耗小，造型易，加工穩(wěn)定，效率高，來(lái)源豐富，價(jià)格便宜的材料。工具電極常用導(dǎo)電性良好、熔點(diǎn)較高、易加工的耐電蝕材料，如銅、石墨、銅鎢合金和鉬等。本單位所采用的電極材料有紫銅、黃銅、石墨等。

3.2 正確控制電極的縮放尺寸

制造電極是電火花加工的第一步，縮放電極尺寸是順利完成加工的關(guān)鍵。縮放的尺寸要根據(jù)所選擇的加工規(guī)準(zhǔn)決定的放電間隙，再加上一定的比例常數(shù)而定，一般取理論間隙的正差，即電極的標(biāo)稱尺寸“寧小勿大”。若放電間隙小了，電極大了，使實(shí)際加工尺寸超差，會(huì)造成不可修廢品，反之則可以進(jìn)行調(diào)整和返修。

3.3 正確的電極裝夾和工件找正

在實(shí)際加工中，電極裝夾和工件找正對(duì)于零件的加工質(zhì)量同樣起著決定性的作用，特別是在高精度零件的加工中，例如槽寬、孔徑尺寸公差小，形位公差嚴(yán)的零件，在對(duì)工件和電極進(jìn)行找正、校準(zhǔn)的同時(shí)，也要保證電極的軸心線垂直于機(jī)床的工作臺(tái)面，而且電極與夾具的安裝面必須清潔，擦拭干凈，以確保其接觸面良好。若電極和工件裝夾不到位，在加工中松動(dòng)，或找正誤差大，是造成廢品的重要原因。

3.4 正確選用加工規(guī)準(zhǔn)

掌握脈寬、脈間、電流、電壓等對(duì)產(chǎn)生的電極損耗、加工速度、放電間隙、表面粗糙度、錐度等效果。注意電極大小對(duì)放電間隙的影響，注意主軸剛性和工作液對(duì)放電間隙的影響，防止電弧燒傷工件。

3.5 防止由于脈沖電源中電氣元件的影響造成的廢品

脈沖電源在維修中由于更換了元?dú)饧姑}沖參數(shù)發(fā)生改變，也會(huì)使加工出現(xiàn)異常，或者由于電源中元器件的損壞、擊穿引起拉弧放電，造成零件嚴(yán)重超差。這就要求操作者和維修人員定期的進(jìn)行設(shè)備的保養(yǎng)。

3.6 注意電極大小對(duì)放電間隙的影響

原則上放電間隙不受電極大小的影響，但在實(shí)際加工中大電極的加工間隙小，小電極的加工間隙反而偏大，特別是小電極在深孔加工中容易產(chǎn)生側(cè)向振動(dòng)，造成間隙擴(kuò)大。

4 具體的加工規(guī)準(zhǔn)對(duì)加工的影響

4.1 脈沖寬度對(duì)加工的影響

在脈沖的峰值電壓一定時(shí)，脈沖寬度越寬脈沖能量越大，加工生產(chǎn)率越高。但是當(dāng)脈沖寬度達(dá)到一定值時(shí)，雖然單個(gè)脈沖能量增大，但由于能量過(guò)于集中以及被蝕除物生成過(guò)多，將使排渣、排氣等條件變得惡劣，產(chǎn)生電弧，加工生產(chǎn)率反而下降。長(zhǎng)時(shí)間的電弧，將燒壞工件或電極。

4.2 脈沖停歇對(duì)加工的影響

在相同的條件下，脈沖停歇時(shí)間越長(zhǎng)，加工時(shí)間越短，加工生產(chǎn)率會(huì)下降。但是當(dāng)脈沖停歇下到一定值時(shí)，每個(gè)脈沖結(jié)束后，火花間隙中電離通道將來(lái)不及消除電離狀態(tài)，使放電集中在該點(diǎn)而產(chǎn)生電弧，從而使加工生產(chǎn)率下降，甚至燒壞工件或電極。

4.3 脈沖峰值電流對(duì)加工的影響

脈沖峰值電流越大，單個(gè)脈沖的能量值增大，加工生產(chǎn)率越高。但是峰值電流大到一定值時(shí)，如果此時(shí)脈沖的寬度和停歇不作相應(yīng)變化，將會(huì)引起電極損耗的增加。另外，受到“面積效應(yīng)”的影響，反而使加工生產(chǎn)率下降。再則，峰值電流越大，加工件的光潔度就越差。

4.4 電極材料與工件材料對(duì)加工的影響

電極材料與工件材料的導(dǎo)電性，熱傳導(dǎo)性不同，對(duì)加工生產(chǎn)率的影響也不同，要視具體的材料而定。

結(jié)語(yǔ)

影響電火花加工質(zhì)量的因素很多，但只要對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的分析和科學(xué)的分類，就可以對(duì)這類復(fù)雜而且零亂的因素進(jìn)行控制與調(diào)配，從而改善和提高工件的精度和表面質(zhì)量。所謂細(xì)節(jié)決定成敗，對(duì)于電加工來(lái)說(shuō)就是細(xì)節(jié)決定質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1]趙萬(wàn)生.電火花加工技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.