CMF实验室 | EDM电火花加工工艺及流程介绍

发布于 16天前 by inter_stella

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CMF实验室 | EDM电火花加工工艺及流程介绍


电火花加工又称放电加工(Electrical Discharge Machining,简称EDM)或电蚀加工,是目前最流行的四大加工方法之一,和铣削、车削和磨削并驾齐驱。由于放电过程中可见到火花,故称之为电火花加工。


01

简介


电火花加工(EDM)是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法,又称放电加工或电蚀加工,英文简称EDM。工具电极常用导电性良好、熔点较高、易加工的耐电蚀材料,如铜、石墨、铜钨合金和钼等。在加工过程中,工具电极也有损耗,但小于工件金属的蚀除量,甚至接近于无损耗。

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02

工作原理


电火花加工的原理是基于工具和工件(正、负电极)之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属,以达到对工件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求。

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当两电极间加上脉冲电压后,当工件和电极间保持适当的间隙时,就会把工件与工具电极之间的工作液介质击穿,形成放电通道。


放电通道中产生瞬时高温,使工件表面材料熔化甚至气化,同时也使工作液介质气化,在放电间隙处迅速热膨胀并产生爆炸,工件表面一小部分材料被蚀除抛出,形成微小的电蚀坑。


脉冲放电结束后,经过一段时间间隔,使工作液恢复绝缘。脉冲电压反复作用在工件和工具电极上,上述过程不断重复进行,工件材料就逐渐被蚀除掉。


伺服系统不断地调整工具电极与工件的相对位置,自动进给,保证脉冲放电正常进行,直到加工出所需要的零件。

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工件表面结构


电火花加工时改变的不仅是工件表面,还有它的次表面。加工后的工件表面结构分为三层。


1.电火花加工表面冲击层是由被抛出的熔融金属和少量电极微粒冲击而成。这一层很容易去除。


2.下一层是硬质层(氧化层)。电火花加工实质上改变了硬质层的冶金结构和特性。在介质油的作用下,熔融金属迅速冷却,未被抛出去的熔融金属就凝固在型腔中形成了硬质层。这层硬而脆的氧化层会出现显微裂纹。如果这一层太厚,或者通过抛光无法变薄或去除,那么这块工件可能在有些使用条件下过早损坏。


3.最后一层是受热层/退火层。它只是受热,没有熔化。硬质层和受热层的厚度由工件材料的散热能力和加工能量决定。不管如何,改变的金属层都会影响工件表面原来的属性。

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03

电火花加工的分类


按工具电极和工件相对运动的方式不同,大致可分为电火花成型加工、线切割加工、电火花磨削加工、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字加工等六大类。

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电火花成形加工


工具电极通常为一个紫铜或者石墨成型电极,其可以是能够制作出来的任意形状,加工出来的形状为与之对应的型腔。

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电火花线切割加工


电火花线切割加工分为慢走丝与快走丝,一般使用直径0.1mm~0.3mm的电极丝来加工贯通的直纹面零件,可以是凸模零件或者凹模孔。

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04

加工特点


(1)能加工任何导电材料。电火花加工中材料去除是靠放电时的电热作用实现的,材料的可加工性主要取决于材料的导电性及热学特性;

(2)适合加工低刚度工件及微细加工。由于可以将工具电极的形状复制到工件上,因此特别适合复杂表面工件的加工;

(3)电火花加工的表面由无数小坑和硬凸边组成,其硬度比机械加工表面硬度高,且有利于保护润滑油,在相同表面粗糙度下其表面润滑性和耐磨性也比机械加工表面好,特别适用于模具制造;

(4)一般电火花加工的速度较慢;

(5)有电极损耗,影响加工精度。

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05

适用范围


主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件,例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等,成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极,各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等,具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点,已在生产中获得广泛的应用,国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的60%以上。

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本篇文章部分图片素材来源自网络



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