電火花成型加工(SinkerEDM)
電火花加工是在液體介質中進行的,機床的自動進給調節裝置使工件和工具電極之間保持适當的放電間隙,當工具電極和工件之間施加很強的脈沖電壓(達到間隙中介質的擊穿電壓)時,會擊穿介質絕緣強度最低處,如圖所示。由于放電區域很小,放電時間極短,所以,能量高度集中,使放電區的溫度瞬時高達 10000-12000 ℃,工件表面和工具電極表面的金屬局部熔化、甚至汽化蒸發。局部熔化和汽化的金屬在爆炸力的作用下抛入工作液中,并被冷卻為金屬小顆粒,然後被工作液迅速沖離工作區,從而使工件表面形成一個微小的凹坑。一次放電後,介質的絕緣強度恢複等待下一次放電。如此反複使工件表面不斷被蝕除,并在工件上複制出工具電極的形狀,從而達到成型加工的目的。
電火花成型加工特點
電火花成型加工能加工高熔點、高硬度、高強度、高純度、高韌性的各種 材料,而其加工機理與切削方法完全不同,具有以下特點:
1、脈沖放電的能量密度高,便于加工用普通的機械加工方法難于加工或無法加工的特殊材料和複雜形狀的工件。不受材料硬度影響,不受熱處理狀況影響。
2、脈沖放電持續時間極短,放電時産生的 熱量傳導擴散範圍小,材料受熱影響範圍小。
3、加工時,工具電極與工件材料不接觸,兩者之間宏觀作用力極小。工具電極材料不需比工件材料硬,因此,工具電極制造容易。
4、可以改革工件結構,簡化加工 工藝,提高工件使用壽命,降低工人勞動強度。
适用範圍
一、适合于難切削材料的加工由于加工中材料的去除是靠放電時的電熱作用實現的。材料的可加工性主要取決于材料的導電性及其熱學特性,如熔點、沸點(汽化點),比熱容、熱導率、電阻率等,而幾乎與其力學性能(硬度、強度等)無關,這樣可以突破傳統切削加工對刀具的限制,可以實現用軟的工具加工硬韌的工件。甚至可以加工像聚晶金剛石、立方氮化硼一類的超硬材料。目前電極材料多采用紫鋼或石墨。因此工具電極較容易加工。
二、可以加工特殊及複雜形狀的零件由于加工中工具電極和工件不直接接觸,沒有機械加工的切削力,因此适宜加工低剛度工件及微細加工。由于可以簡單地将工具電極的形狀複制到工件上,因此特别适用于複雜表面形狀工件的加工,如複雜型腔模具加工等,數控技術的采用使得用簡單的電極加工複雜形狀零件也成為可能。
三、易于實現加工過程自動化這是由于是直接利用電能加工,而電能、電參數較機械量易于數字控制、适應控制、智能化控制和無人化操作等。
四、可以改進結構設計,改善結構的工藝性例如可以将拼鑲結構的硬質合金沖模改為用電火花加工的整體結構,減少了加工工時和裝配工時,延長了使用壽命。又如噴氣發動機中的葉輪,采用電火花加工後可以将拼鑲、焊接結構改為整體葉輪,既大大提高了工作可靠性,又大大減小了體積和質量。nn