電火花加工是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時產(chǎn)生的電蝕作用蝕除導(dǎo)電材料的特種加工方法,,又稱放電加工或電蝕加工,英文簡稱EDM,。; i5 _) f, ]! { B
1943年,,蘇聯(lián)學(xué)者拉扎連科夫婦研究發(fā)明電火花加工,,之后隨著脈沖電源和控制系統(tǒng)的改進(jìn),,而迅速發(fā)展起來,。最初使用的脈沖電源是簡單的電阻-電容回路。50年代初,,改進(jìn)為電阻-電感-電容等回路,。同時,還采用脈沖發(fā)電機(jī)之類的所謂長脈沖電源,,使蝕除效率提高,,工具電極相對損耗降低。$ N9 {9 p: B' Z K1 k$ e6 l
隨后又出現(xiàn)了大功率電子管,、閘流管等高頻脈沖電源,,使在同樣表面粗糙度條件下的生產(chǎn)率得以提高。60年代中期,,出現(xiàn)了晶體管和可控硅脈沖電源,提高了能源利用效率和降低了工具電極損耗,,并擴(kuò)大了粗精加工的可調(diào)范圍,。
' i d4 Z3 C# O4 ]- A 到70年代,出現(xiàn)了高低壓復(fù)合脈沖,、多回路脈沖,、等幅脈沖和可調(diào)波形脈沖等電源,在加工表面粗糙度,、加工精度和降低工具電極損耗等方面又有了新的進(jìn)展,。在控制系統(tǒng)方面,從最初簡單地保持放電間隙,,控制工具電極的進(jìn)退,,逐步發(fā)展到利用微型計(jì)算機(jī),,對電參數(shù)和非電參數(shù)等各種因素進(jìn)行適時控制。9 q, |8 u* C" i8 t4 s7 k9 z# M) w5 C
進(jìn)行電火花加工時,,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,。通過間隙自動控制系統(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,兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿,,產(chǎn)生火花放電,。$ i# o' |9 ~/ `6 I7 o
在放電的微細(xì)通道中瞬時集中大量的熱能,溫度可高達(dá)一萬攝氏度以上,,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,。這時在工件表面上便留下一個微小的凹坑痕跡,放電短暫停歇,,兩電極間工作液恢復(fù)絕緣狀態(tài),。9 \' n3 u/ o1 C' ?
緊接著,下一個脈沖電壓又在兩電極相對接近的另一點(diǎn)處擊穿,,產(chǎn)生火花放電,,重復(fù)上述過程。這樣,,雖然每個脈沖放電蝕除的金屬量極少,,但因每秒有成千上萬次脈沖放電作用,就能蝕除較多的金屬,,具有一定的生產(chǎn)率,。
F8 U; O# |/ m7 K 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應(yīng)的形狀來。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運(yùn)動方式,,就能加工出各種復(fù)雜的型面。# _+ R$ D4 n, Z9 h* x5 g! ]
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,,甚至接近于無損耗。
2 N* E! e/ L4 T1 F y 工作液作為放電介質(zhì),,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(diǎn)較高,、性能穩(wěn)定的介質(zhì),如煤油,、去離子水和乳化液等,。! K+ Q' `7 ] r' u7 [* h! S$ C
按照工具電極的形式及其與工件之間相對運(yùn)動的特征,可將電火花加工方式分為五類:利用成型工具電極,,相對工件作簡單進(jìn)給運(yùn)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(yùn)動,,以切割導(dǎo)電材料的電火花線切割加工,;利用金屬絲或成形導(dǎo)電磨輪作工具電極,進(jìn)行小孔磨削或成形磨削的電火花磨削,;用于加工螺紋環(huán)規(guī),、螺紋塞規(guī)、齒輪等的電火花共軛回轉(zhuǎn)加工,;小孔加工,、刻印、表面合金化,、表面強(qiáng)化等其他種類的加工,。
/ z4 _' @" Y3 _4 T( ? 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;加工時無切削力,;不產(chǎn)生毛刺和刀痕溝紋等缺陷;工具電極材料無須比工件材料硬,;直接使用電能加工,,便于實(shí)現(xiàn)自動化;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,。
|& V2 q9 b: m/ a$ c 電火花加工的主要用于加工具有復(fù)雜形狀的型孔和型腔的模具和零件;加工各種硬,、脆材料,,如硬質(zhì)合金和淬火鋼等;加工深細(xì)孔,、異形孔,、深槽、窄縫和切割薄片等,;加工各種成形刀具,、樣板和螺紋環(huán)規(guī)等工具和量 |