電加工在機(jī)械加工領(lǐng)域的作用和重要性

放電加工的原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是將電能轉(zhuǎn)化為工件的熱能，使工件快速熔化的熱處理方法。

· 放電加工的定義

· 加工工藝

· 放電加工機(jī)

放電加工的定義

       放電加工 （EDM） 是一種通過(guò)放電產(chǎn)生火花以使工件形成所需形狀的制造工藝。介電液將兩個(gè)電極分開(kāi)并施加電壓以產(chǎn)生快速、周期性變化的電流放電來(lái)加工材料。其中一個(gè)電極稱(chēng)為工具電極或極頭，另一個(gè)電極稱(chēng)為工件電極，或簡(jiǎn)稱(chēng)為工件。在放電加工過(guò)程中，刀具電極與工件電極之間不會(huì)有實(shí)際接觸。

       當(dāng)兩個(gè)電極之間的電位差增大時(shí)，兩個(gè)電極之間的電場(chǎng)也增大，直到電場(chǎng)強(qiáng)度高于介電強(qiáng)度。此時(shí)發(fā)生介電擊穿，電流流過(guò)兩個(gè)電極。這種現(xiàn)象與電容器塌陷相同，去除了部分電極材料。當(dāng)電流停止時(shí)，新的電介質(zhì)將流入電極之間的電場(chǎng)中，不包括固體顆粒，電介質(zhì)的絕緣性得到恢復(fù)。電流流過(guò)后，兩個(gè)電極之間的電位差會(huì)恢復(fù)到介電擊穿之前，這樣就可以重復(fù)新的介電擊穿。

加工工藝

      放電加工常用于模具加工：電火花加工和線(xiàn)切割。這里所說(shuō)的放電加工主要是指線(xiàn)切割，雖然同樣是放電加工，但效率卻有很大不同。

       放電加工的工作原理是：在機(jī)床和工件（正負(fù)極）之間，通過(guò)放電過(guò)程中的電腐蝕去除多余材料的加工方法，以達(dá)到剩余工件的尺寸和形狀質(zhì)量。以放電為例：

電極：電極選擇材料需要導(dǎo)電性好、熔點(diǎn)高、易加工、耐腐蝕的材料。常見(jiàn)的材料有銅、石墨、銅鎢合金和鉬。銅和鉬絲是主要的線(xiàn)切割材料。加工時(shí)，電極和產(chǎn)品會(huì)同時(shí)被腐蝕，但由于電極的特性，腐蝕程度遠(yuǎn)小于工件的侵蝕量，幾乎可以忽略不計(jì)。

液體冷卻液：液體冷卻劑的主要功能不是冷卻，而是作為放電介質(zhì)，在加工過(guò)程中起到冷卻和排屑的作用。要求為粘度低、熔點(diǎn)高、相對(duì)穩(wěn)定、不揮發(fā)的物料，常見(jiàn)的有：煤油、去離子水、乳液。

       機(jī)床電極與工件之間施加脈沖電壓后，一旦工件與電極之間有適當(dāng)?shù)拈g隙，電流就會(huì)破壞工件與電極之間的介質(zhì)，并出現(xiàn)連接的放電通道。
       放電通道會(huì)瞬間產(chǎn)生高溫，導(dǎo)致工件表面熔化甚至汽化。它在放電間隙處迅速收縮和爆炸。工件表面的一小部分被侵蝕并拋出，并出現(xiàn)一個(gè)巨大的電坑。完成一次放電加工后，兩個(gè)電極會(huì)迅速恢復(fù)到安全距離，依靠電介質(zhì)恢復(fù)絕緣。這樣，工件表面被反復(fù)作用在工件和電極上的脈沖電壓逐漸侵蝕，但這個(gè)過(guò)程非常緩慢。

放電加工機(jī)

       放電加工機(jī) （EDM），沉模電火花加工機(jī)，也稱(chēng)為型腔式電火花加工機(jī)或體積電火花加工機(jī)，由浸沒(méi)在絕緣液體（例如更典型的油或較少見(jiàn)的其他介電流體）中的電極和工件組成。電極和工件連接到合適的電源。電源在兩個(gè)部件之間產(chǎn)生電勢(shì)。當(dāng)電極接近工件時(shí)，流體中發(fā)生介電擊穿，形成等離子體通道，并產(chǎn)生小火花跳躍。這些火花通常一次撞擊一個(gè)，因?yàn)殡姌O間空間中的不同位置不太可能具有相同的局部電特性，這使得火花能夠在所有這些位置同時(shí)發(fā)生。這些火花在電極和工件之間看似隨機(jī)的位置大量發(fā)生。隨著母材被侵蝕，火花隙隨后增加，機(jī)器會(huì)自動(dòng)降低電極，以便該過(guò)程可以不間斷地繼續(xù)進(jìn)行。每秒產(chǎn)生數(shù)十萬(wàn)個(gè)火花，實(shí)際占空比由設(shè)置參數(shù)仔細(xì)控制。這些控制周期有時(shí)被稱(chēng)為“準(zhǔn)時(shí)”和“準(zhǔn)時(shí)”。導(dǎo)通時(shí)間設(shè)置決定了火花的長(zhǎng)度或持續(xù)時(shí)間。因此，較長(zhǎng)的導(dǎo)通時(shí)間會(huì)為該火花和該循環(huán)的所有后續(xù)火花產(chǎn)生更深的型腔，從而在工件上產(chǎn)生更粗糙的光潔度。在較短的時(shí)間內(nèi)，情況正好相反。關(guān)閉時(shí)間是一個(gè)火花被另一個(gè)火花取代的時(shí)間段。例如，較長(zhǎng)的關(guān)閉時(shí)間允許通過(guò)噴嘴沖洗介電流體以清除被侵蝕的碎片，從而避免短路。這些設(shè)置可以以微秒為單位保持。典型的零件幾何形狀是復(fù)雜的 3D 形狀，通常具有小或奇異形狀的角度。還使用垂直、軌道、矢量、定向、螺旋、圓錐、旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)和分度加工循環(huán)。

電火花加工的一些優(yōu)點(diǎn)包括加工：

1. 傳統(tǒng)切削刀具難以生產(chǎn)的復(fù)雜形狀。

2. 極硬材料，公差非常接近。

3. 非常小的工件，傳統(tǒng)切削刀具可能會(huì)因切削刀具壓力過(guò)大而損壞零件。

4. 刀具和工件之間沒(méi)有直接接觸。因此，加工精細(xì)的部分和脆弱的材料可以不會(huì)出現(xiàn)任何變形。

5. 可以獲得良好的表面光潔度。

6. 可以鉆出非常細(xì)的孔。

電火花加工的一些缺點(diǎn)包括：

1. 材料去除速度慢。

2. 與使用可燃油基電介質(zhì)相關(guān)的潛在火災(zāi)危險(xiǎn)。

3. 用于制造沖壓/沉降片電火花加工電極所花費(fèi)的額外時(shí)間和成本。

4. 比功耗非常高。

5. 功耗高。

6. 非導(dǎo)電材料只能通過(guò)特定的工藝設(shè)置進(jìn)行加工。

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