电火花加工技术优化方案

电火花加工主要有电火花成形加工和电火花线切割加工，按照加工工艺方法分类见表7-2。

表7-2　电火花加工按工艺方法分类

1.电火花加工的原理

电火花加工是利用工具电极和工件电极间瞬时放电所产生的高温来熔蚀工件表面的材料，也称为放电加工或电蚀加工。电火花加工装置及原理如图7-1所示。工具和工件一般都浸在工作液中（常用煤油、机油等作工作液），自动调节进给装置使工具与工件之间保持一定的放电间隙（0.01～0.20 mm），当脉冲电压升高时，使两极间产生火花放电，放电通道的电流密度为105～106A/cm2，放电区的瞬时高温10 000℃以上，使工件表面的金属局部熔化，甚至气化蒸发而被蚀除微量的材料，当电压下降时，工作液恢复绝缘。这种放电循环每秒钟重复数千到数万次，就使工件表面形成许多小的凹坑，称为电蚀现象。

图7-1　电火花加工原理示意图

1—工件；2—脉冲电源；3—自动进给调节系统；4—工具；5—工作液；6—过滤器；7—工作液泵

2.电火花加工的特点

①可以加工传统切削加工方法难以加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。

②加工时工具电极与工件不直接接触，两者之间无“切削力”，不受工具和工件刚度的限制，有利于实现微细加工。

③工具电极可用较软的紫铜、石墨等容易加工的材料制造。

④工件几乎不受热影响。(www.xing528.com)

3.电火花线切割加工的原理

线切割是线电极电火花切割的简称。电火花线切割的加工原理与一般的电火花加工相同，其区别是所使用的工具不同，它不靠成形的工具电极将形状尺寸复制到工件上，而是用移动着的电极丝（一般小型线切割机采用0.08～0.12 mm的钼丝，大型线切割机采用0.3 mm左右的钼丝）以数控的加工方法按预定的轨迹进行线切割加工，适用于切割加工形状复杂、精密的模具和其他零件，加工精度可控制在0.01 mm左右，表面粗糙度Ra≤2.5 μm。图7-2所示为线切割示意图。

线切割加工时，阳极金属的蚀除速度大于阴极，因此采用正极性加工，即工件接高频脉冲电源的正极，工具电极（钼丝）接负极，工作液宜选用乳化液或去离子水。

图7-2　线切割示意图

1—绝缘底板；2—工件；3—脉冲电源；4—钼丝；5—导向轮；6—支架；7—储丝筒

4.电火花加工的应用

电火花加工主要适用于单件小批生产。

①穿孔加工：加工型孔（圆孔、方孔、多边形孔和异形孔）、曲线孔（弯孔、螺纹孔）、小孔、微孔。例如落料模、复合模、拉丝模、喷嘴、喷丝孔等。

②型腔加工：锻模、压铸模、挤压模、塑料模以及整体叶轮、叶片等各种典型零件的加工。

③线切割加工：进行线电极切割。例如切断、切割各类复杂型孔（例如冲裁模）。

④电火花切割加工按走丝速度可分为快走丝和慢走丝两种类型。快走丝速度一般为10 m/s左右，电极丝可往复移动，并可以循环反复使用。慢走丝速度通常为2～8 m/min，为单向运动，电极丝为一次性使用。慢走丝线切割走丝平稳，无振动，电极丝损耗小，加工精度高，是现在主要的发展方向。