1 工作原理
當電源插頭接觸不良或閉合電路保險盒時,常常看到接觸處產生火花放電,使得接觸件表面產生壹些麻點和不整齊的缺口。這種由於放電而形成金屬材料表面損壞的現象,稱為電腐蝕,或簡稱腐蝕。電火花加工就是利用火花放電現象產生電腐蝕而對金屬材料進行加工的壹種方法。電腐蝕實際上是電熱和介質流體動力綜合作用的結果。它是應用最廣泛的壹種特種加工方法。
圖2-56 電火花加工原理示意圖
圖2-56為電火花加工原理示意圖。工件與工具分別與脈沖電源的兩輸出端相連接。伺服系統(自動進給調節裝置)使浸入絕緣液體介質(煤油、變壓器油等)的工具電極(紫銅或石墨)和工件電極之間持續保持很小的放電間隙(幾微米到幾十微米之間)。當脈沖電壓加到兩極之間時,便在當時條件下相對間隙最小處或絕緣強度最低處擊穿介質,介質擊穿後,被電離成電子和正離子,在電場的作用下,電子奔向陽極,正離子奔向陰極,在局部產生火花放電,在放電通道中產生瞬時高溫(10000℃左右),使金屬迅速熔化,甚至汽化。每次火花放電後,工件表面就形成壹個微小的凹坑。此脈沖放電過程連續不斷,周而復始,隨著工具電極不斷向工件電極的送進,結果工件表面重疊起無數個電蝕的小凹坑,從而將工具電極的輪廓形狀精確地復制在工件上,達到成形加工的目的。若將工具電極繼續進給,直到打穿為止,就成為穿孔加工。
2 工藝特點
(1)適應性強,只要能導電的材料均能加工,特別適於高強度、高硬度材料和難以切削的耐熱合金的加工。
(2)可加工特殊和形狀復雜的零件。由於加工時,工具電極並不回轉,所以如果將工具電極做成任何截面的形狀,即可加工出各種復雜形狀的通孔或盲孔來;又因加工時沒有顯著的機械切削力,有利於小型、薄壁、窄槽和型腔工件的加工,也適於精密的細微加工。
(3)脈沖參數可以任意調節,故可以在同壹臺機床上連續進行粗、半精、精加工。加工後的尺寸精度視加工方式而異,穿孔可達0.05~0.01mm,型腔可達0.1mm左右。
3 應用
1)異形通孔加工
通孔加工是電火花加工中應用最廣的壹種,它可以加工各種截面的型孔、小孔(φ0.01~3mm)等,如冷沖落料或沖孔凹模、拉絲模和噴絲孔等。圖2-57為加工的各種形式的孔。
圖2-57 加工各種形式的孔
2)型腔模加工
型腔模包括鍛模、擠壓模、壓鑄模等,屬於盲孔型腔且結構復雜,各處深淺不同,特別適合電火花放電加工。
3)線切割加工
電火花線切割加工,簡稱線切割,基本原理與電火花成型加工壹樣,也是利用工具電極對工件進行脈沖放電,使工件產生電蝕。不同於前者在於采用0.1mm左右直徑的細金屬導線(如鉬絲)作電極。