石墨模具電火花加工原理是依據(jù)刀具和工件(正極和負(fù)極)之間的脈沖火花放電進(jìn)程中發(fā)生的電腐蝕現(xiàn)象來(lái)去除多余的金屬,以滿意標(biāo)準(zhǔn)、形狀和標(biāo)準(zhǔn)的要求。零件表面質(zhì)量。
石墨模具電火花加工辦法的分類:電火花線切割、電火花線切割、電火花磨削、電火花加工、電火花表面強(qiáng)化、電火花雕琢等。
1、石墨模具電火花加工的根本原理和必要條件
1)在東西電極和工件電極之間有必要堅(jiān)持空地,通常是幾微米到幾百微米。
2)火花放電有必要在具有必定絕緣功用的介質(zhì)中,通常是煤油和去離子水。作業(yè)流體也具有冷卻作用。
3)放電點(diǎn)的部分區(qū)域的功率密度滿意高(W=IV)。
4)火花放電是瞬時(shí)脈沖放電,持續(xù)時(shí)間為1~1000秒。
5)在兩次脈沖放電之間,應(yīng)有滿意的間歇時(shí)間以消除腐蝕產(chǎn)品,使得電極之間的電介質(zhì)能夠完全去離子,并且能夠恢復(fù)介電功用。
2、石墨模具電火花加工的特色
優(yōu)勢(shì):機(jī)械加工材料的去除是通過(guò)放電的熱作用完成的,并且?guī)缀跖c機(jī)械功用(硬度、強(qiáng)度)無(wú)關(guān),因而它適合于加工難切削的材料。刀具電極不與工件觸摸,適合于加工低剛度、微細(xì)加工、表面形狀復(fù)雜的工件。它能夠直接通過(guò)電能進(jìn)行處理,易于數(shù)字化和智能化操控。
局限性:導(dǎo)電材料的加工;慢速加工速度;電極磨損。
3、石墨模具電火花加工的微觀進(jìn)程
(1)極性介質(zhì)的擊穿和放電
因?yàn)榈毒唠姌O和工件的微表面不均勻,電極之間的間隔很小,電極之間的電場(chǎng)強(qiáng)度很不均勻。在突出點(diǎn)或頂級(jí)鄰近的電場(chǎng)強(qiáng)度通常是最大的。放電通道是由大約持平數(shù)量的帶電粒子(正離子)和帶負(fù)電粒子(電子)和中性粒子(原子或分子)組成的等離子體。當(dāng)帶電粒子高速磕碰時(shí),會(huì)發(fā)生很多的熱量,使通道溫度很高,但散布不均勻。通道中心的溫度從中心逐步減小到邊際。通道中心的溫度可高達(dá)10000℃。
在放電進(jìn)程中,還會(huì)發(fā)生一系列導(dǎo)數(shù)現(xiàn)象,包括熱效應(yīng)、電磁效應(yīng)、光效應(yīng)、聲效應(yīng)、寬頻帶電磁波輻射和爆破沖擊波。
(2)能量轉(zhuǎn)化、分配和傳輸
電火花加工表面部分放大圖
一旦電極間介質(zhì)被擊穿,脈沖電源通過(guò)放電通道瞬時(shí)開(kāi)釋能量,并將電能轉(zhuǎn)化為熱能、動(dòng)能、磁能、光能、聲能和電磁輻射能(其間大部分為:轉(zhuǎn)化成熱能),使放電點(diǎn)和通道自身的溫度急劇上升,通道內(nèi)發(fā)生部分熔化或汽化。培養(yǎng)基也蒸發(fā)或解理。熱源發(fā)生非常高的溫度和熔化和蒸發(fā)的電極材料。
(3)電極材料的放電
1)拋出條件(原因):A.熱爆破力;B.泡泡;C材料低壓再沸。
2)形狀:表面張力;內(nèi)聚力。
3)電蝕產(chǎn)品拋出調(diào)集區(qū):在第一脈沖放電完畢后,應(yīng)該有一段時(shí)間間隔來(lái)去掉空地電介質(zhì),即放電通道中的帶電粒子復(fù)合成中性粒子,以恢復(fù)放電通道上的空地電介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度,然后不重復(fù)在同一方位放電,并導(dǎo)致電弧放電,然后保證放電依據(jù)南北極。下一個(gè)擊穿通道構(gòu)成在最近或最低電阻率。
作用:充沛消除電離時(shí)間。掃除腐蝕產(chǎn)品。掃除熱量。
10)放電時(shí)間(電流脈沖寬度)te(s)是在作業(yè)液體電介質(zhì)擊穿之后流過(guò)放電空地的放電電流。
11)在從空地的兩端添加脈沖電壓之后,擊穿推遲TD(s),一旦通過(guò)一小段時(shí)間TD,作業(yè)液體介質(zhì)就可能發(fā)生概率擊穿和放電。這個(gè)時(shí)間叫做擊穿推遲。
12)脈沖周期TP(s)從電壓脈沖的初步到下一個(gè)電壓脈沖的初步的時(shí)間稱為脈沖周期。很明顯,TP=Ti+。完成后,它又小又粗糙。
13)開(kāi)路電壓(空載電壓)或峰值電壓UI(V)
14)在電流表上指示電流I(a)流量放電。空地中的均勻電流。加工小,粗加工大;
15)峰值電流IE(a)是火花隙放電時(shí)脈沖電流的最大值(瞬時(shí)值)。
16)正負(fù)極性加工依據(jù)工件,工件與脈沖電源(高電位端)的正極性聯(lián)接,稱為正極性加工,反之,工件與負(fù)極性聯(lián)接。電源(低電位端),稱為負(fù)極性處理。
17)放電情況是指電火花加工進(jìn)程中放電空地中每個(gè)脈沖的根本情況,一般分為五個(gè)放電情況。
a.開(kāi)路:放電空地不破。
b.火花放電:
c.短路:放電空地的直接短路聯(lián)接。
d.電弧放電:因?yàn)榍行既コ涣迹烹婞c(diǎn)會(huì)集在部分而不渙散,部分積熱、溫升、惡性循環(huán),此刻火花放電成為電弧放電。
e.瞬態(tài)電弧放電
18)加工速度是以單位時(shí)間(min)從工件上去除的金屬體積(),當(dāng)用質(zhì)量(g)計(jì)算時(shí)用Vm標(biāo)明。
19)東西電極每單位時(shí)間(min)損失的損失率Ve(/min或g/min)。