超聲振動輔助電火花銑削加工技術與機理研究

摘 要：就當前的現狀來看，傳統銑削加工手段已經無法滿足當代社會可持續發展需求，因而在此基礎上，為了打造良好的加工環境，應注重在實踐加工活動開展過程中引入超聲振動，從而實現對電火花加工過程的有效調節，即增大脈沖放電區間、減小電弧放電、增加材料去除率，達到最佳的工藝加工狀態，提升整體加工水平。本文從超聲振動輔助電火花銑削加工機理分析入手，旨在引導當前加工工序開展過程中優化傳統加工手段。

關鍵詞：超聲；電火花；銑削加工技術；機理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.001

振動切削可以改善切削加工效果，振動車削、振動鉆削、振動磨削等的研究較為廣泛并已實際應用，但振動銑削的研究甚少。本文就超聲振動輔助電火花銑削加工技術與機理進行了簡答的分析。

1 超聲振動輔助電火花銑削加工機理

超聲振動輔助電火花銑削加工機理即融入快速原型制造技術、分層制造原理等，對產品進行分層加工處理，由此獲取加工元件。同時，在加工工序開展過程中為了滿足元件加工要求，應于主軸頭安置工具電極，且與脈沖電源兩極相連，并將空氣、氧氣等介質置入到管狀工具電極環境下，從而形成超聲振動，同時通過對數控系統的操控分層掃描指定軌跡，并做好脈沖放電連續作業工作，推進電極工具伺服運動的展開，蝕除工件材料，達到工件加工目的。即在超聲振動輔助電火花銑削加工工序開展過程中對空氣、氧氣等介質的選擇提出了更高的要求，為此，相關技術人員在實踐操控過程中應提高對此問題的重視程度，同時注重采用內充液式空心管狀電極，且結合底面放電方式，形成X、Y伺服運動，達到超聲振動加工效果，并實現Z向的間接進給，規避電極損耗等問題的凸顯，影響到銑削加工加工效果，滿足加工條件。

2 超聲振動輔助電火花銑削加工技術分析

2.1 電火花銑削技術

電火花銑削技術，即EDM，注重運用工具電極，對數控系統進行伺服操縱，同時結合加工軌跡，做好放電加工工作，且通過機械化作業方式，銑削加工元件，達到工件加工目的，提高柔性化加工特點。例如，MasanorlKunieda等學者在銑削加工試驗活動開展過程中，即將空氣作為加工介質，從而于放電間隙吹入高壓氣流，最終就此提升整體加工效率，同時通過電極損耗補償運算，調整加工過程，達到最佳的工藝加工狀態。同時，在電火花銑削技術應用過程中，要求相關技術人員應注重設置直流電源，且將工件、電極工具分別置于直流電源兩極，形成電弧，繼而在電弧作用下，按照加工軌跡要求，去除工件材料，規避傳統工件加工過程中凸顯出的效率較低等問題，達到高質量加工狀態。此外，在電火花銑削技術應用過程中亦應保障加工運動沿Z軸垂直進行，從而實現對旋轉軸位置的調節。

2.2 路徑規劃

在超聲振動輔助電火花銑削加工作業過程中，為了滿足加工條件，要求相關技術人員在對CAD/CAM系統進行操控過程中，應注重融入分層加工路徑規劃理念，同時在加工路徑規劃過程中，建構三維模型，由此形成直觀性刀具軌跡，實現對電極損耗的有效補償。同時，在銑削加工路徑規劃過程中，亦應引入3D曲面，繼而通過CAD/CAM系統進行微細銑削，提升整體工件加工質量。例如，某工廠在工件加工過程中為了提升整體工件加工效率，即引入了CAD/CAM系統，同時在系統完善過程中增設了自動檢測、補償電極損耗等功能，從而在工件加工過程中，形成各種自由曲面，且利用插補算法對加工曲面進行描繪，并通過數控代碼數據的整合，提升整體作業效率。從以上的分析中即可看出，在銑削加工工序開展過程中，強調加工路徑的規劃是非常必要的，為此，應提高對其的重視程度。

2.3 其他電火花加工技術

就當前的現狀來看，在超聲振動輔助電火花銑削加工作業中其他電火花加工技術的應用主要體現在以下幾個方面：

第一，電火花沉積技術，即在電火花銑削加工放電環境下，增加工具電極材料，且通過對小電流小脈寬的應用，減少工件蝕除，形成沉積。但在沉積作業過程中，要求相關技術人員應注重對正極分配能量、負極分配能量進行控制。如，將正電極溫度控制在高于熔點的狀態下，而負電極溫度處于熔點與沸點之間，就此達到沉積目的。例如，直徑為0.19mm、140μm等微細圓柱體工件加工過程中均涉及到了電火花沉積技術的應用；

第二，多級行星電火花加工技術，即通過大能量完成粗加工過程，而利用中能量進行半精加工、小能量進行精加工，且針對進給速度等參數進行實時調整，達到最佳的工件加工狀態。

3 結論

綜上可知，基于現代化科學技術不斷發展的背景下，對工件加工精度提出了更高的要求。因而在此基礎上，為了提升工件加工效率，要求作業人員在實踐加工過程中應注重引入超聲振動輔助電火花銑削加工理念，同時針對加工軌跡進行合理規劃，并融入電火花沉積技術、多級行星電火花加工技術等，滿足工件加工要求，且就此規避傳統工件加工中凸顯出的精度不足等問題。

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