模具制造中的Mashan电火花加工技术(上)

丫头

　　当今世界，日新月异，各行各业都发展很快。其中材料科学的发展和机械行业的发展尤为迅速，这两个行业的联系也越来越紧密。其中，一个很具体的表现就是随着材料科学的发展与进步，为了满足一些特殊情况的需要，一大批具有高强度、高硬度、高韧性、高脆性、能耐高温等特殊性能的模具材料相继产生，从而给传统的金属切削加工带来了许多新的困难与问题，用传统的加工方法难以再满足要求。如对具有复杂结构的工件，如复杂的型腔，凹模型孔的模具采用传统的切削方法就往往很难实现，因而人们在生产中研究出了一些新的方法，并有一些已经被广泛应用。其中，电火花加工加工方法就是其中之一，其在模具制造工业中被广泛应用于型孔及型腔的加工。
　　一、电火花加工的机理与特点
& L. h9 [+ U. [) ?/ i　　电火花加工是在一定的介质中通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。电火花加工的原理如下图所示。

　　1.工件2.脉冲电源3.自动进给调节装置4.工具5.工作液6.过滤器7.工作液泵|MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn
4 y% h. S1 r5 B+ z, O+ N4 N　　电火花加工原理示意图
　　工件l与工具4分别与脉冲电源2的两输出端相连接。自动进给调节装置3(此处为液压油缸和活塞)使工具和工件间经常保持一很小的放电间隙，当脉冲电压加到两极之间，便在当时条件下相对某一间隙最小处或绝缘强度最弱处击穿介质，在该局部产生火花放电，瞬时高温使工具和工件表面局部熔化，甚至气化蒸发而电蚀掉一小部分金属，各自形成一个小凹坑。脉冲放电结束后，经过脉冲间隔时间，使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲电压又加到两极上，又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，又电蚀出一个小凹坑。整个加工表面将由无数小凹坑所组成。这种放电循环每秒钟重复数千次到数万次，使工件表面形成许许多多非常小的凹坑，称为电蚀现象。随着工具电极不断进给，工具电极的轮廓尺寸就被精确地“复印”在工件上，达到成型加工的目的。
* a4 _+ @) c+ r; _" [8 u　　电火花加工能加工高熔点、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。
, l" ^9 @7 c% f. C, c/ X6 ]　　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。
- k+ ^' f7 j: j2 ?　　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。|MechNet|欢迎登陆中国机械专家网www.MechNet.com.cn
& G! a/ p9 U2 u; F6 T; x　　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。
. R& C' X2 R" x& m! \* }　　二、影响模具电火花加工质量的主要因素
　　模具的加工质量主要包括加工精度和电蚀表面的质量。由于电火花加工过程中的输入、输出参数多且较为复杂，影响模具加工精度的工艺因素涉及有机床本身的制造精度、工件的装夹精度、电极的制造及装夹精度、电极损耗、放电间隙、加工斜度等诸多方面，其中以电极损耗、放电间隙影响较大。
文章关键词： 电火花加工   模具制造