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電火花加工所用電極的要求

發(fā)布日期:2025-07-04 14:41:21  瀏覽次數(shù):211
電火花加工所用電極的要求
一.電級(jí)加工原理:
   電火花加工是利用工具電極和工件電極間瞬時(shí)火花放電所產(chǎn)生的高溫熔蝕工件表面材料來實(shí)現(xiàn)加工的。電火花加工機(jī)床一般由脈沖電源、自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、機(jī)床本體及工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)等部分組成。工件固定在機(jī)床工作臺(tái)上。脈沖電源提供加工所需的能量,其兩極分別接在工具電極與工件上。當(dāng)工具電極與工件在進(jìn)給機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下在工作液中相互靠近時(shí),極間電壓擊穿間隙而產(chǎn)生火花放電,釋放大量的熱。工件表層吸收熱量后達(dá)到很高的溫度(10000℃以上),其局部材料因熔化甚至氣化而被蝕除下來,形成一個(gè)微小的凹坑。工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)強(qiáng)迫清潔的工作液以一定的壓力通過工具電極與工件之間的間隙,及時(shí)排除電蝕產(chǎn)物,并將電蝕產(chǎn)物從工作液中過濾出去。多次放電的結(jié)果,工件表面產(chǎn)生大量凹坑。工具電極在進(jìn)給機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下不斷下降,其輪廓形狀便被“復(fù)印”到工件上(工具電極材料盡管也會(huì)被蝕除,但其速度遠(yuǎn)小于工件材料)。
二.電極的概念:
   脈沖電源分別為工具電極和工件,通加工電壓,自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)給系統(tǒng)控制電極靠近或遠(yuǎn)離工件。在充滿電介質(zhì)(如煤油)中當(dāng)工具電極接近工件時(shí),在二者之間形成瞬間高壓,它們之間的介質(zhì)被擊穿,隨即發(fā)生火花放電。在火花通道中瞬時(shí)產(chǎn)生大量熱能,使金屬局部熔化甚至汽化、蒸發(fā),而將金屬腐蝕下來,最終形成所需求的模具零件形狀。電火花加工可以加工傳統(tǒng)切削加工無法加工的型面,可以加工高硬度材料等。其缺點(diǎn)是加工過程緩慢,且不能加工非導(dǎo)電材料。對(duì)加工影響較大的主要有脈沖電流和脈沖頻率等參數(shù)。
三.電極的分類:
   1:紫銅來源廣泛,具有良好的導(dǎo)電性,在較困難的條件下也能穩(wěn)定加工,不容易產(chǎn)生電弧,加工損耗小;可獲得較高的精度,采用精細(xì)加工能達(dá)到優(yōu)于Ra1.25μm的表面粗糙度。加工過程可保持尖銳的棱角、細(xì)致的形狀。不足之處:機(jī)械加工性能不如石墨,磨削困難;機(jī)械強(qiáng)度低,不利于加工中的裝夾、校正和維持較長時(shí)間的穩(wěn)定加工;比重大,即增加了加工進(jìn)給系統(tǒng)的負(fù)擔(dān),提高了對(duì)系統(tǒng)的要求,也不利于電極的安裝、校正。
   2:石墨與紫銅電極相比的優(yōu)點(diǎn)是:電極損耗小,粗加工時(shí)為紫銅的1/5~1/3;加工速度快,約為紫銅的1.5~3倍;機(jī)械加工性能好,切削阻抗為紫銅的1/4;加工效率為紫銅的2倍;比重輕,為紫銅的1/5,可用于大型電極;耐高溫,熱膨脹系數(shù)低,約為紫銅的1/4。不足之處:有脆性(在工作液中浸泡可減少脆性),易損壞;容易產(chǎn)生電弧燒傷現(xiàn)象;精加工損耗大,表面粗糙度只能達(dá)到Ra2.5μm;不易做成薄片和尖棱。
   3:銅鎢和銀鎢合金電極因其有銅的高熱導(dǎo)率、低損耗率、低熱膨脹性和鎢的高熔點(diǎn),廣泛應(yīng)用于模具鋼和碳化鎢工件以及精密加工。銅鎢和銀鎢合金的被切削性相當(dāng),加工穩(wěn)定性好,電極損耗小,但價(jià)格貴,大約分別是銅的40倍、100倍。
   4:黃銅電極損耗大,加工速度也比紫銅慢,但放電時(shí)短路少,加工穩(wěn)定。目前在火花機(jī)成形加工中一般不使用黃銅電極,但低速走絲線切割加工中仍使用。
   5:鋼作為電極材料,機(jī)械加工性好,但加工穩(wěn)定性較差,在鋼沖模等加工中,加工速度為紫銅的1/3~1/2,電極損耗比為15%~20%,不能實(shí)現(xiàn)低損耗。
四.電火花加工電極材料應(yīng)具備以下基本性能要求:
   1:高熔點(diǎn),工具電極材料的熔點(diǎn)越高,電極損耗相對(duì)越小。
   2:良好的導(dǎo)熱性,可使放電產(chǎn)生的熱量快速擴(kuò)散,使加工介質(zhì)的絕緣性能快速恢復(fù),抑制拉弧燒傷現(xiàn)象的產(chǎn)生。
   3:良好的導(dǎo)電性,易于產(chǎn)生電離,滿足放電基本條件。
   4: 較低的熱膨脹系數(shù),在電火花加工過程中,電極尺寸能保持穩(wěn)定,確保加工精度。
   5:良好的力學(xué)性能,易于加工和具有較好的變形抗力。
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