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電火花加工在模具成型中的加工特點和規律

時間:2021/12/31閱讀:1493
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    模具是在汽車、電器、儀器儀表和通信設備等領域得到了廣泛的應用裝備,很難想象一個制造精度較差的摸具能夠生產出符合要求的產品。
在模具制造領域,雖然高速切削加工在很多方面已經能夠替代電火花成形加工,但其需滿足條件較多,且制造成本較高。而且在諸如小型精密注射模等一些模具的制造上,電火花成形加工比高速切削加工更具優勢。
電火花成型加工的加工特點和基本規律是什么?
一、電火花成型加工基本原理電火花加工基本原理
1-工件;2-脈沖電源;3-自動進給調節裝置;4-工具;5-工作液;6-過濾器;7-工作液泵
如圖1所示,工件1和工具4分別與脈沖電源2的兩輸入端相連接。自動進給調節裝置3(此處為電動機及絲杠螺母機構)使工具和工件經常保持一個很小的放電間隙,當脈沖電壓加到兩極之間時,便在當時條件下相對某一間隙最小處或絕緣強度處擊穿介質,在該局部產生火花放電,瞬時高溫時工具和工件表面都蝕除掉一小部分金屬,各自形成一個小凹坑,脈沖放電結束后,經過一段間隔時間,使工作液恢復絕緣后第二個脈沖電壓又加到兩極上,又會在當時機間距離相對最近處或絕緣強度最弱處擊穿放電,又電蝕出一個小凹坑。這樣以相當高的頻率,連續不斷地重復放電,工具電極不斷地向工件進給,就可以將工具的形狀反向復制在工件上,加工出所需要的零件,整個加工表面是由無數個小凹坑所組成的。
 
二、電火花加工特點
1、電火花加工速度與表面質量:模具在電火花機加工一般會采用粗、中、精分檔加工方式。粗加工采用大功率、低損耗的實現,而中、精加工電極相對損耗大,但一般情況下中、精加工余量較少,因此電極損耗也極小,可以通過加工尺寸控制進行補償,或在不影響精度要求時予以忽略。
2、電火花碳渣與排渣:電火花機加工在產生碳渣和排除碳渣平衡的條件下才能順利進行。實際中往往以犧牲加工速度去排除碳渣,例如在中、精加工時采用高電壓,大休止脈波等等。另一個影響排除碳渣的原因是加工面形狀復雜,使排屑路徑不暢通。唯有積極開創良好排除的條件,對癥的采取一些方法來積極處理。
3、電火花工件與電極相互損耗:電火花機放電脈波時間長,有利于降低電極損耗。電火花機粗加工一般采用長放電脈波和大電流放電,加工速度快電極損耗小。在精加工時,小電流放電必須減小放電脈波時間,這樣不僅加大了電極損耗,也大幅度降低了加工速度。
三、電火花成型加工的基本規律
1、加工條件
(1)工具電極和工件電極之間必須加以60V—300V的脈沖電壓,同時還需維持合理的距離——放電間隙。大于放電間隙,介質不能被擊穿,無法形成火花放電;小于放電間隙,會導致積炭,甚至發生電弧放電,無法繼續加工。
(2)兩極間必須充滿介質。電火花成形加工一般為火花液或煤油,線切割一般為去離子水或乳化液。
(3)輸送到兩極間脈沖能量應足夠大。即放電通道要有很大的電流密度(一般為104—109A/cm2)。
(4)放電必須是短時間的脈沖放電。一般為1μs — 1ms。這樣才能使放電產生的熱量來不及擴散,從而把能量作用局限在很小的范圍內,保持火花放電的冷極特性。
(5)脈沖放電需要多次進行,并且多次脈沖放電在時間上和空間上是分散的,避免發生局部燒傷。
(6)脈沖放電后的電蝕產物能及時排放至放電間隙之外,使重復性放電順利進行。
2、 影響加工因素
影響電火花加工的因素主要有以下幾種:①極性效應;②覆蓋效應;③二次放電;④加工速度;⑤火花放電通道;⑥工具電極損耗;⑦放電間隙;⑧放電產物排除。

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