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電火花加工的歷史及特點
閱讀:2859 發(fā)布時間:2010-3-23電火花的歷史
電火花(簡稱EDM),屬電加工范疇,是由前蘇聯(lián)拉扎林科夫婦研究開關觸點受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因時,發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時高溫可以使局部的金屬熔化、氧化而被腐蝕掉,從而開創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工方法.
其基本物理原理是自由正離子和電子在場中積累,很快形成一個被電離的導電通道。在這個階段,兩板間形成電流。導致粒子間發(fā)生無數(shù)次碰撞,形成一個等離子區(qū),并很快升高到8000到12000度的高溫,在兩導體表面瞬間熔化一些材料,同時,由于電極和電介液的汽化,形成一個氣泡,并且它的壓力規(guī)則上升直到非常高。然后電流中斷,溫度突然降低,引起氣泡內(nèi)向爆炸,產(chǎn)生的動力把溶化的物質(zhì)拋出彈坑,然后被腐蝕的材料在電介液中重新凝結成小的球體,并被電介液排走。然后通過NC控制的監(jiān)測和管控,伺服機構執(zhí)行,使這種放電現(xiàn)象均勻一致,從而達到加工物被加工,使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀精度的產(chǎn)品。
電火花加工工藝利用具有特定幾何形狀的放電電極(EDM 電極)在金屬(導電)部件上燒灼出電極的幾何形狀。 電火花加工工藝常用于沖裁模和鑄模的生產(chǎn)。
利用火花放電時產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象對材料進行尺寸加工的方法,叫電火花加工。 電火花加工是在較低的電壓范圍內(nèi),在液體介質(zhì)中的火花放電。 電火花加工主要由機械廠完成。
電火花是一種自激放電,其特點如下: 火花放電的兩個電極間在放電前具較高的電壓,當兩電極接近時,其間介質(zhì)被擊穿后,隨即發(fā)生火花放電。伴隨擊穿過程,兩電極間的電阻急劇變小,兩極之間的電壓也隨之急劇變低?;鸹ㄍǖ辣仨氃诰S持暫短的時間(通常為10-7-10-3s)后及時熄滅,才可保持火花放電的“冷極”特性(即通道能量轉換的熱能來不及傳至電極縱深),使通道能量作用于極小范圍。通道能量的作用,可使電極局部被腐蝕。
電火花加工的特點
1:電火花屬于不接觸加工。工具電極和工件之間并不直接接觸,而是有一個火花放電間隙0.1—0.01mm,間隙中充滿工作液。
2:加工過程中沒有宏觀切削力?;鸹ǚ烹姇r,局部、瞬時爆炸力的平均值很小,不足以引起工件的變形和位移。
3:可以“以柔克剛”。由于電火花加工直接利用電能和熱能來去除金屬材料,與工件材料的強度和硬度等關系不大,因此町以用軟的工具電極加工硬的工件,實現(xiàn)“以柔克剛”。
4:可以加工任何難加工的金屬材料和導電材料。由于加工中材料的去除是靠放電時的電、熱作用實現(xiàn)的,材料的可加工性主要取決于材料的導電性及熱學特性,如熔點、沸點、比熱容、導熱系數(shù)、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(tǒng)切削加工對刀具的限制,可以實現(xiàn)用軟的工具加工硬、韌的工件甚至可以加工聚晶金剛行、立方氮化硼一類的超硬材料。目前電極材料多采用紫銅或石墨,因此工具電極較容易加工。
5:可以加工形狀復雜的表面。由于可以簡單地將工具電極的形狀復制到工件上,因此特別適用于復雜表面形狀工件的加工,如復雜型腔模具加工等。特別是數(shù)控技術的采用,使得用簡單的電極加工復雜形狀零件成為現(xiàn)實。
6:可以加工薄壁、彈性、低剛度、微細小孔、異形小孔、深小孔等有特殊要求的零件。由于加工中工具電極和工件不自接接觸,沒有機械加工的切削力,因此適宜加工低剛度工件及微細加工。