电火花成型加工(SinkerEDM)
电火花加工是在液体介质中进行的,机床的自动进给调节装置使工件和工具电极之间保持适当的放电间隙,当工具电极和工件之间施加很强的脉冲电压(达到间隙中介质的击穿电压)时,会击穿介质绝缘强度最低处,如图所示。由于放电区域很小,放电时间极短,所以,能量高度集中,使放电区的温度瞬时高达 10000-12000 ℃,工件表面和工具电极表面的金属局部熔化、甚至汽化蒸发。局部熔化和汽化的金属在爆炸力的作用下抛入工作液中,并被冷却为金属小颗粒,然后被工作液迅速冲离工作区,从而使工件表面形成一个微小的凹坑。一次放电后,介质的绝缘强度恢复等待下一次放电。如此反复使工件表面不断被蚀除,并在工件上复制出工具电极的形状,从而达到成型加工的目的。
电火花成型加工特点
电火花成型加工能加工高熔点、高硬度、高强度、高纯度、高韧性的各种 材料,而其加工机理与切削方法完全不同,具有以下特点:
1、脉冲放电的能量密度高,便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响,不受热处理状况影响。
2、脉冲放电持续时间极短,放电时产生的 热量传导扩散范围小,材料受热影响范围小。
3、加工时,工具电极与工件材料不接触,两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬,因此,工具电极制造容易。
4、可以改革工件结构,简化加工 工艺,提高工件使用寿命,降低工人劳动强度。
适用范围
一、适合于难切削材料的加工由于加工中材料的去除是靠放电时的电热作用实现的。材料的可加工性主要取决于材料的导电性及其热学特性,如熔点、沸点(汽化点),比热容、热导率、电阻率等,而几乎与其力学性能(硬度、强度等)无关,这样可以突破传统切削加工对刀具的限制,可以实现用软的工具加工硬韧的工件。甚至可以加工像聚晶金刚石、立方氮化硼一类的超硬材料。目前电极材料多采用紫钢或石墨。因此工具电极较容易加工。
二、可以加工特殊及复杂形状的零件由于加工中工具电极和工件不直接接触,没有机械加工的切削力,因此适宜加工低刚度工件及微细加工。由于可以简单地将工具电极的形状复制到工件上,因此特别适用于复杂表面形状工件的加工,如复杂型腔模具加工等,数控技术的采用使得用简单的电极加工复杂形状零件也成为可能。
三、易于实现加工过程自动化这是由于是直接利用电能加工,而电能、电参数较机械量易于数字控制、适应控制、智能化控制和无人化操作等。
四、可以改进结构设计,改善结构的工艺性例如可以将拼镶结构的硬质合金冲模改为用电火花加工的整体结构,减少了加工工时和装配工时,延长了使用寿命。又如喷气发动机中的叶轮,采用电火花加工后可以将拼镶、焊接结构改为整体叶轮,既大大提高了工作可靠性,又大大减小了体积和质量。nn