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加工中心数控电火花成形加工原理

日期：2009年12月29　来源：沈阳第一机床厂　关键字：加工中心
    按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，大致可分为电火花穿孔成形加工、电火花线切割加工、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、加工中心电火花高速小孑LOD工、电火花表面强化与刻字六大类。摇臂钻床前五类属电火花成形、尺寸加工，是用于改变零件形状或尺寸的加工方法；最后一类则属表面加工方法，用于改善或改变零件表面性质。以上以电火花穿孔成形加工和电火花线切割应用最为广泛。
    电火花成形加工也称为放电加工、电蚀加工或电脉冲加工，是基于脉冲放电的蚀除原理，直接利用电能和热能进行加工的新工艺。图5—1所示为电火花成形加工原理图。电火花成形加工与传统的机械切削加工原理完全不同，在加工过程中，工具电极与工件并不接触。当工具电极2(简称电极)与工件电极4(简称工件)在绝缘介质中相互接近，达到某一小距离时，脉冲电源7施加的电压把两电极间距离最小处(大约为0．005—0．10mm)的介质击穿，摇臂钻床加工中心形成脉冲放电，产生局部、瞬时高温，将电极对的金属材料蚀除。
    放电蚀除过程是一个复杂的物理过程，大致可分为电离、放电、高热熔化、汽化、金属抛出、消电离几个阶段。由于电极及工件的微观表面是凹凸不平的，当脉冲电压加到两极时，两极间距离最靠近处的绝缘介质(工作液，大多用煤油)被击穿，形成放电通道，电流急剧增加，电子和离子在电场力作用下高速运动，相互碰撞，在放电通道内瞬间产生大量的热能，使放电部位(突出的尖点)金属局部熔化甚至汽化，并在放电爆炸力的作用下，将熔化的金属抛出。
    被熔化和汽化的金属在抛离电极表面时，摇臂钻床绝大部分在工作液中冷凝成球状微小颗粒，有些则可能飞溅或粘附到电极表面上，工作液(煤油)裂解后产生的炭也会附着到电极表面。放电加工后的电极表面经常可以看到明显的炭的附着现象。单个脉冲经过这样一系列过程，加工中心完成一次脉冲放电，在工件表面便留下一个带凸边的小坑穴。摇臂钻床电火花成形加工装置通常由四大部分组成： 
    (1)脉冲电源。产生放电加工所需的间歇脉冲，是电火花加工的能量供给装置。
    (2)机床主体。用来实现工件与电极的装夹固定及调整两者的相对位置，配合控制系统实现预定加工要求的机械系统。
    (3)控制系统。为了满足放电间隙良好的保持要求及预定的形状加工要求，加工中心对电极与工件间的相对位置进行调整与控制。数控电火花成形机床已有了五轴联动的控制系统，摇臂钻床但在生产线上使用的大多是单轴数控或两轴联动的控制系统。
    (4)工作液装置。主要由储液箱、泵、过滤器、管道阀门等组成，用于向放电区域不断提供干净的工作液，并将电蚀产物带出放电区域，经过滤器滤掉这些微粒。加工中心高精度电火花成形机床的工作液装置除了过滤精度高(能滤掉大于或等于3-51xm的微粒)外，大多配有工作液温控制及冷却装置。

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