電火花成形加工和切割加工在模具行業(yè)中的應(yīng)用,職稱論文

電火花成形加工和切割加工在模具行業(yè)中的應(yīng)用,職稱論文本篇論文目錄導(dǎo)航：【】【】電火花成形加工和切割加工在模具行業(yè)中的應(yīng)用【】【】【】電火花加工論文范文：電火花成形加工和切割加工在模具行業(yè)中的應(yīng)用內(nèi)容摘要：模具是一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，它本身所具有的技術(shù)水平成為具體表現(xiàn)出國家制造能力強(qiáng)弱的標(biāo)志之一。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開發(fā)能力，而模具質(zhì)量的好壞主要取決于制造經(jīng)過中工藝水平的高低。電火花加工技術(shù)正是模具加工工藝領(lǐng)域中的一種關(guān)鍵技術(shù)，它是一種非接觸式、宏觀加工力非常小的加工方式方法，這使其在精加工方面發(fā)揮著重要作用[1].主要從電火花成形加工和電火花線切割加工方面進(jìn)行闡述。本文關(guān)鍵詞語：電火花成形加工；電火花線切割加工；模具加工；工藝水平；作者簡介：肖磊〔1997-〕，男，本科，鉗工技術(shù)員，研究方向為模具設(shè)計。；1電火花加工電火花加工是一種利用電能和熱能進(jìn)行加工的新工藝，又稱放電加工。當(dāng)電火花加工時，工具電極與工件之間存在間隙，不像切削加工，其利用間隙一直產(chǎn)生的脈沖電壓進(jìn)行火花放電，由放電時產(chǎn)生的高溫蝕除掉金屬材料。由于在放電期間能夠觀察到火花，故稱電火花加工[2].2電火花加工條件電火花加工條件必須具備下面幾點(diǎn)。在工具電極和工件間存在合理間隙。此間隙需要知足兩點(diǎn)：〔1〕脈沖電壓可不斷擊穿工作介質(zhì)，進(jìn)行火花放電?！?〕在火花放電結(jié)束后，工作介質(zhì)能夠消除電離和帶離蝕除產(chǎn)物。工具電極和工件之間間隙不能過大或過小，若過大，脈沖電壓不能擊穿工作介質(zhì)，不能進(jìn)行火花放電；若過小，則會出現(xiàn)短路，工具電極和工件之間沒有脈沖電壓，不會出現(xiàn)電加工。工具電極和工件之間存在工作介質(zhì)。在構(gòu)成火花通道之后，工具電極和工件間脈沖電壓不能發(fā)生大變化，因而輸出的脈沖能量必須足夠大?；鸹ㄍǖ纼?nèi)能量密度能用電流密度表示，當(dāng)能量密度知足要求時，加工材料才會熔化或者氣化，以此進(jìn)行火花放電加工。脈沖放電時間一定要短暫。當(dāng)放電時，由于短暫的放電時間，由其高溫引起的熱能不能在加工材料內(nèi)發(fā)散，這也就是電火花加工所具備的冷極性。脈沖放電不間斷發(fā)生，在時間和空間兩方面是分散的。能夠理解為：〔1〕在同一個時間內(nèi)，兩個相近的脈沖不能夠在一樣的點(diǎn)構(gòu)成放電通道；〔2〕假如有兩個不同的固定時間段，那么脈沖放電不能都在一樣區(qū)域，這樣能夠避免放電中出現(xiàn)積碳，甚至引起更嚴(yán)重情況。在火花放電之后產(chǎn)生的蝕除物能夠快速從工具電極和工件之間間隙排出，進(jìn)而順利進(jìn)行不間斷的放電。3加工應(yīng)用根據(jù)工藝經(jīng)過中工具電擊的形式及其與工件相對運(yùn)動的特征，可分為電火花成形加工、電火花線切割加工、電火花磨削加工、電火花展成加工、非金屬電火花加工和電火花外表強(qiáng)化等[3].下面將從電火花成形加工和電火花線切割加工兩方面進(jìn)行簡單分析。3.1電火花成形加工電火花成形加工的工作原理是：工件和工具電極分別與脈沖電源的兩輸入端連接，并且浸入工作液中。通過自動進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置控制工具電極向工件進(jìn)給，當(dāng)兩個電極之間有一個很小的放電間隙時，脈沖電壓就會施加到兩極之間，并且會在這種情況下對兩電極最小間隙或者最小絕緣處擊穿工作液，此時就會產(chǎn)生火花放電，而霎時產(chǎn)生得高溫會蝕除掉工具和工件外表上少量的金屬粒，同時本身會出現(xiàn)小型凹坑，其蝕除金屬會立即熔化或者氣化，之后掉落到工作液中快速凝固構(gòu)成固態(tài)的金屬微粒，被工作液帶走。當(dāng)?shù)谝淮蚊}沖放電結(jié)束后，放電會出現(xiàn)短暫停止，工作液會出如今兩電極之間，使其恢復(fù)絕緣狀態(tài)。過了一段間隔時間，第二個脈沖電壓又會加到兩個電極相對接近的另外一個點(diǎn)上，又會在相當(dāng)?shù)拈g隙距離時對近期處或者絕緣強(qiáng)度最弱處擊穿放電，就會電蝕出一個小凹坑，然后不斷重復(fù)這個經(jīng)過。從一次脈沖放電中了解到只要非常少量金屬被蝕除掉，但是每秒鐘會有超過次脈沖放電，總體還是能夠蝕除較多金屬，擁有較高的加工率。憑借著非常高的頻率，持續(xù)不斷放電，工具電極就會一直朝工件方向進(jìn)給，以此把工具電極的形狀反向復(fù)制在工件上。所以，只需要將工具電極的形狀和工具電極與工件之間的相對運(yùn)動方式進(jìn)行改變，就能加工出所需的各種各樣復(fù)雜型面[3].電火花成形加工工作原理如此圖1所示，鏡面火花機(jī)加工如此圖2所示。3.2電火花線切割加工電火花線切割加工的工作原理是：工具電極〔移動的金屬絲，如鉬絲〕連接直流脈沖電源的負(fù)極，工件接直流脈沖電源的正極，當(dāng)工具電極與工件之間有很小的放電間隙時，脈沖電壓就會施加到兩者之間，進(jìn)行火花放電，進(jìn)而切割工件。圖1電火花成形加工工作原理圖圖2鏡面火花機(jī)加工圖其能切割工件的原因是當(dāng)正負(fù)電極在工作液中互相靠近時，由于從微觀方面看兩極的外表不是平整的，導(dǎo)致電極間存在不平衡電場，而電場強(qiáng)度最高處是近期的凸點(diǎn)，先擊穿兩極間工作介質(zhì)，構(gòu)成放電通道，此時電流快速上升。放電通道內(nèi)的正離子在強(qiáng)大的電場力作用下會以高速沖向負(fù)極，同時負(fù)電子也以高速沖向正極。在高速運(yùn)動時負(fù)電子和正離子會互相發(fā)生碰撞，陽極和陰極外表分別遭到電子流和離子流的強(qiáng)烈轟擊，導(dǎo)致兩電極間隙內(nèi)的通道中霎時釋放大量熱能，由于熱能不能及時散發(fā)，引起部分金屬熔化或者氣化，同時在工件和工具電極之間的部分工作液也會發(fā)生氣化，由其產(chǎn)生得氣體和工作液發(fā)生爆炸，產(chǎn)生的能量帶離熔化和氣化后的金屬廢料，以此完成切割。電火花線切割加工工作原理如此圖3所示。圖3電火花線切割加工工作原理圖電火花線切割加工不需要單獨(dú)制造電極，僅用一根電極絲代替專用電極，擁有電極絲損耗小和方便等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)進(jìn)行線切割時，由于電極絲持續(xù)運(yùn)動，所以電極絲有很小的消耗，因而，加工精度相對較高[4].4加工特點(diǎn)和用處電火花加工有下面幾個特點(diǎn)：〔1〕任何能導(dǎo)電材料都能夠加工；〔2〕合適加工低剛度工件和微細(xì)加工；〔3〕由電火花加工的外表硬度相較于機(jī)械加工更高層次，并且有能夠保衛(wèi)潤滑油；〔4〕直接利用電能進(jìn)行加工，便于實(shí)現(xiàn)自動化等。根據(jù)以上特點(diǎn)，電火花加工的主要用處如下：〔1〕制造各類熱鍛模、壓鑄模、擠壓模和塑料模等；〔2〕加工型孔〔圓孔、多邊形孔、方孔和異形孔〕、曲線孔〔彎孔、螺旋孔〕、小孔和微孔；〔3〕在金屬板上切割出零件；〔4〕加工樣板、各種形狀復(fù)雜型孔、型面和窄縫等。5影響電火花加工質(zhì)量的因素5.1影響材料放電腐蝕量〔電蝕量〕的因素影響材料放電腐蝕量〔電蝕量〕的因素有下面幾個方面：〔1〕電參數(shù)。通過調(diào)節(jié)各種電參數(shù)〔脈沖寬度、脈沖頻率和脈沖能量等〕，能夠改變電蝕量。如提高電流，能夠加大電蝕量?！?〕極性效應(yīng)。工具電極和工件使用一樣的材料進(jìn)行放電加工，兩者中一個被電蝕量一定比另外一個大，這就是極性效應(yīng)。當(dāng)工具電極和工件使用不一樣材料時，其極性效應(yīng)更大。〔3〕金屬材料。當(dāng)電參數(shù)一樣時，工件材料的熱學(xué)性能決定著電蝕量，假如材料的比熱容、熔點(diǎn)、熱穩(wěn)定性等越大，其電蝕量越小?！?〕工作液。在電火花加工中工作液被當(dāng)作放電介質(zhì)，主要作用是冷卻、排屑。常用的工作液具有黏度較低、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，如煤油、去離子水和乳化液等。5.2影響加工精度的因素影響加工精度的因素有下面兩個方面：〔1〕加工間隙。在工具電極和工件間存在合理間隙，加工間隙過大或者過小都會直接影響加工精度?！?〕加工斜度。除了電極設(shè)計要求的斜度外，制造經(jīng)過中由于技術(shù)原因、電極損耗不均勻、屢次放電和加工深度等導(dǎo)致的斜度，都會降低加工精度。6結(jié)束語根據(jù)加工需要，部分模具工件和模具型腔需要選擇高強(qiáng)度材料，對這些材科進(jìn)行熱處理，其硬度會更高層次，基本上無法使用一般機(jī)械加工方式方法加工。模具型腔基本使用電火花加工〔包括電火花成形和線切割〕，所以電火花加工是模具加工中不可分離的部分。但是，電火花加工本身也有缺點(diǎn)，如加工經(jīng)過緩慢、加工質(zhì)量存在不穩(wěn)定情況，從這點(diǎn)來看電火花加工還無法到達(dá)大批量生產(chǎn)。如今模具的開發(fā)和制造已對新產(chǎn)品開發(fā)速度起到關(guān)鍵性作用，提高模具的開發(fā)和制造速度成為重中之重。而高速加工技術(shù)的出現(xiàn)，為模具制造技術(shù)打開一扇新的大門，電加工技術(shù)被高速加工技術(shù)取代是加快模具開發(fā)速度和提高模具制造質(zhì)量的必經(jīng)之路[5].但是現(xiàn)前階段電火花加工在模具加工中仍占有特別重要地位，無法被取代。以下為參考文獻(xiàn)[1]左敦穩(wěn)，黎向鋒。當(dāng)代加工技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2021.