电火花加工(放电加工、电蚀加工)的优点和局限性

电火花加工又称放电加工、电蚀加工(Electro-Discharge Machining, EDM),是一种利用脉冲放电产生的热能进行加工的方法。其加工过程为:使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电,靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属熔解、气化而蚀除材料。放电过程可见到火花,故称之为电火花加工,日本、英国、美国称之为放电加工,其发明国家原苏联称电蚀加工。

电火花加工的优点和局限性

电火花加工的优点如下:

①适合于难切削材料的加工 可以突破传统切削加工对刀具的限制,实现用软的工具加工硬韧的工件,甚至可以加工象聚晶金刚石、立方氮化硼一类超硬材料。目前电极材料多采用紫铜或石墨,因此工具电极较容易加工。

②可以加工特殊及复杂形状的零件 由于加工中工具电极和工件不直接接触,没有机械加工的切削力,因此适宜加工低刚度工件及微细加工。由于可以简单地将工具电极的形状复制到工件上,因此特别适用于复杂表面形状工件的加工,如复杂型腔模具加工等。数控技术电火花加工可以简单形状的电极加工复杂形状零件。

③适用范围广 可用于加工金属等导电材料,一定条件下也可以加工半导体和非导体材料。

④加工效果好 加工表面微观形貌圆滑,工件的棱边、尖角处无毛刺、塌边。

⑤工艺灵活性大 本身有“正极性加工”(工件接电源正极)和“负极性加工”(工件接电源负极)加工之分;还可与其他工艺结合,形成复合加工,如与电解加工复合。

电火花加工的局限性如下:

①一般加工速度较慢 安排工艺时可采用机械加工去除大部分余量,然后再进行电火花加工以求提高生产率。最近新的研究成果表明,采用特殊水基不燃性工作液进行电火花加工,其生产率甚至高于切削加工。

②存在电极损耗和二次放电 电极损耗多集中在尖角或底面,最近的机床产品已能将电极相对损耗比降至0.1%,甚至更小;电蚀产物在排除过程中与工具电极距离太小时会引起二次放电,形成加工斜度,影响成型精度。二次放电甚至会使得加工无法继续。

③最小角部半径有限制 一般电火花加工能得到的最小角部半径等于加工间隙(通常为0.02~0.3mm),若电极有损耗或采用平动、摇动加工则角部半径还要增大。

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