電火花加簡(jiǎn)介

　　電火花加工是指在一定的介質(zhì)中，通過(guò)工具電極和工件電極之間的脈沖放電的電蝕作用，對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。電火花加工是20世紀(jì)40年代開(kāi)始研究并逐步應(yīng)用于生產(chǎn)的一種利用電、熱能進(jìn)行加工的方法。

　　工作原理

　　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。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。在加工過(guò)程中，工具電極也有損耗，但小于工件金屬的蝕除量，甚至接近于無(wú)損耗。工作液作為放電介質(zhì)，在加工過(guò)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(diǎn)較高、性能穩(wěn)定的介質(zhì)，如煤油、去離子水和乳化液等。

電火花加百科

　　電火花加工是指在一定的介質(zhì)中，通過(guò)工具電極和工件電極之間的脈沖放電的電蝕作用，對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。電火花加工是20世紀(jì)40年代開(kāi)始研究并逐步應(yīng)用于生產(chǎn)的一種利用電、熱能進(jìn)行加工的方法。

　　工作原理

　　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。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。在加工過(guò)程中，工具電極也有損耗，但小于工件金屬的蝕除量，甚至接近于無(wú)損耗。工作液作為放電介質(zhì)，在加工過(guò)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(diǎn)較高、性能穩(wěn)定的介質(zhì)，如煤油、去離子水和乳化液等。

　　要點(diǎn)

　　（1）必須使工具電極和工件被加工表面之間經(jīng)常保持一定的放電間隙，這一間隙隨加工條件而定。如果間隙過(guò)大，極間電壓不能擊穿極間介質(zhì)，因而不會(huì)產(chǎn)生火花放電；如果間隙過(guò)小，很容易形成短路接觸，同樣也不會(huì)產(chǎn)生火花放電。一般放電間隙應(yīng)控制在1～100μm范圍內(nèi)，這與放電電流的脈沖大小有關(guān)。（2）必須采用脈沖電源。脈沖電源能使放電所產(chǎn)生的熱量來(lái)不及傳導(dǎo)擴(kuò)散到其余部分，把每一次的放電點(diǎn)分別局限在很小的范圍內(nèi)，否則會(huì)像持續(xù)電弧放電那樣，使表面燒傷而無(wú)法用做模具電極加工。（3）火花放電必須在絕緣的液體介質(zhì)中進(jìn)行。液體介質(zhì)必須具有較高的絕緣強(qiáng)度，這樣有利于產(chǎn)生脈沖性的火花放電。同時(shí)，液體介質(zhì)還能把電火花加工過(guò)程中產(chǎn)生的金屬屑、炭黑等電蝕產(chǎn)物從放電間隙中懸浮排除出去，并且對(duì)電極和工件表面有較好的冷卻作用。通常采用煤油作為放電介質(zhì)。（4）放電點(diǎn)的功率密度足夠高。唯有這樣，放電時(shí)所產(chǎn)生的熱量才足以使工件電極表面的金屬瞬時(shí)熔化或氣化。［2］

　　特點(diǎn)

　　1）能加工任何導(dǎo)電材料。電火花加工中材料去除是靠放電時(shí)的電熱作用實(shí)現(xiàn)的，材料的可加工性主要取決于材料的導(dǎo)電性及熱學(xué)特性。2）適合加工低剛度工件及微細(xì)加工。由于可以將工具電極的形狀復(fù)制到工件上，因此特別適合復(fù)雜表面工件的加工。3）電火花加工的表面由無(wú)數(shù)小坑和硬凸邊組成，其硬度比機(jī)械加工表面硬度高，且有利于保護(hù)潤(rùn)滑油，在相同表面粗糙度下其表面潤(rùn)滑性和耐磨性也比機(jī)械加工表面好，特別適用于模具制造。4）然而，一般電火花加工的速度較慢。［3］

　　應(yīng)用

　　（1）電火花穿孔穿孔加工是電火花加工中應(yīng)用最廣的一種，常用于加工型孔（圓孔、方孔、多邊形孔、異形孔）、曲線孔、4qL、微孔等，例如冷沖模、拉絲模、擠壓模、噴嘴、噴絲頭上的各種型孔和小孔。穿孔的尺寸精度主要靠工具電極的尺寸和火花放電的間隙來(lái)保證，電極的截面輪廓尺寸要比預(yù)定加工的型孔尺寸均勻縮小一個(gè)加工間隙，其尺寸精度要比工件高一級(jí)，一般不低于IT7級(jí)，表面粗糙度值要比工件小，且直線度、平面度和平行度在100 mm長(zhǎng)度上不大于0.01mm。（2）電火花型腔加工電火花型腔加工包括鍛模、壓鑄模、擠壓模、膠木模、塑料模等。型腔加工比較困難，主要因?yàn)槭遣煌准庸ぃ饘傥g除量大，工作液循環(huán)和電蝕產(chǎn)物排除條件差，工具電極損耗后無(wú)法靠進(jìn)給補(bǔ)償；其次是加工面積變化大，并且由于型腔復(fù)雜，電極損耗不均勻，對(duì)加工精度影響很大，因此型腔加工生產(chǎn)率低，質(zhì)量難保證。為了提高型腔的加工精度，在電極方面，要使用耐蝕性高的純銅和石墨作電極。此外，一些小型塑料模具的表面磨砂處理也使用電火花加工。

　　電火花加工的加工速度

　　對(duì)于電火花成形機(jī)來(lái)說(shuō)加工速度是指在單位時(shí)間內(nèi)，工件被蝕除的體積或重量。一般用體積表示。若在時(shí)間 T內(nèi)，工件被蝕除的體積為V，則加工速度Vw為：

　　Vw=V/t（mm 3 /min）

　　對(duì)于線切割機(jī)來(lái)說(shuō)，加工速度是指在單位時(shí)間內(nèi)，工件被切面積。即用 mm 2 /min來(lái)表示。

　　在規(guī)定表面粗糙度（如 Ra=2.5μm），相對(duì)電極損耗（如1%）時(shí)的最大加工速度，是衡量電加工機(jī)床工藝性能的重要指標(biāo)。一般情況下，生產(chǎn)廠給出的是最大加工電流，在最佳加工狀態(tài)下所能達(dá)到的最高加工速度。因此，在實(shí)際加工時(shí)，由于被加工件尺寸與形狀的千變?nèi)f化，加工條件，排屑條件等與理想狀態(tài)相差甚遠(yuǎn)，即使在粗加工時(shí)，加工速度也往往大大低于機(jī)床的最大加工速度指標(biāo)。