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台一讲述:火花机高能速加工的原理

发布时间:2017.05.17   来源:  浏览次数:  文字:【】【】【

火花机加工主要用于模具生产中的型孔、型腔加工,已成为模具制造业的主导加工方法,推动了模具行业的技术进步。电火花加工零件的数量在3000件以下时,比模具冲压零件在经济上更加合理。按工艺过程中工具与工件相对运动的特点和用途不同,电火花加工可大体分为:电火花成形加工、电火花线切割加工、电火花磨削加工、电火花展成加工、非金属电火花加工和电火花表面强化等。   (1)电火花成形加工 该方法是通过工具电极相对于工件作进给运动,将工件电极的形状和尺寸复制在工件上,从而加工出所需要的零件。它包括电火花型腔加工和穿孔加工两种。电火花型腔加工主要用于加工各类热锻模、压铸模、挤压模、塑料模和胶木膜的型腔。电火花穿孔加工主要用于型孔(圆孔、方孔、多边形孔、异形孔)、曲线孔(弯孔、螺旋孔)、小孔和微孔的加工。近年来,为了解决小孔加工中电极截面小、易变形、孔的深径比大、排屑困难等问题,在电火花穿孔加工中发展了高速小孔加工,取得良好的社会经济效益。   (2)电火花线切割加工 该方法是利用移动的细金属丝作工具电极,按预定的轨迹进行脉冲放电切割。按金属丝电极移动的速度大小分为高速走丝和低速走丝线切割。我国普通采用高速走丝线切割,近年来正在发展低速走丝线切割,高速走丝时,金属丝电极是直径为φ0.02~φ0.3mm的高强度钼丝,往复运动速度为8~10m/s。低速走丝时,多采用铜丝,线电极以小于0.2m/s的速度作单方向低速运动。线切割时,电极丝不断移动,其损耗很小,因而加工精度较高。其平均加工精度可达 0.0lmm,大大高于电火花成形加工。表面粗糙度Ra值可达1.6 或更小。 高能密度束流加工的共同特点: 1.加工速度快,热流输入少,对工件热影响极少,工件变形小。 2.束流能够聚焦且有极高的能量密度,激光加工、电子束加工可使任何坚硬、难熔的材料在瞬间熔融汽化,而离子束加工是以极大能量撞击零件表面,使材料变形、分离破坏。 3.工具与工件不接触,无工具变形及损耗问题。 4.束流控制方便,易实现加工过程自动化, 电子束: 原理 在真空条件下,利用电子枪中产生的电子经加速、聚焦后能量密度为106~109w/cm2的极细束流高速冲击到工件表面上极小的部位,并在几分之一微秒时间内,其能量大部分转换为热能,使工件被冲击部位的材料达到几千摄氏度,致使材料局部熔化或蒸发,来去除材料。

电子束加工的特点

 1)高功率密度 属非接触式加工,工件不受机械力作用,很少产生宏观应力变形,同时也不存在工具损耗问题。

2)电子束强度、位置、聚焦可精确控制,,电子束通过磁场和电场可在工件上以任何速度行进,便于自动化控制。

3)环境污染少 适合加工纯度要求很高的半导体材料及易氧化的金属材料。

电子束加工的应用

1)电子束打孔 不锈钢、耐热钢、宝石、陶瓷、玻璃等各种材料上的小孔、深孔。最小加工直径可达0.003mm,最大深径比可达10。 还可凭借偏转磁场的变化使电子束在工件内偏转方向加工出弯曲的孔.

2)电子束切割 可对各种材料进行切割,切口宽度仅有3~6μm。 利用电子束再配合工件的相对运动,可加工所需要的曲面

 3)光刻 当使用低能量密度的电子束照射高分子材料时,将使材料分子链被切断或重新组合,引起分子量的变化即产生潜象,再将其浸入溶剂中将潜象显影出来。 把这种方法与其它处理工艺结合使用,可实现在金属掩膜或材料表面上刻槽。

 4)其它应用 用计算机控制,对陶瓷、半导体或金属材料进行电子刻蚀加工;异种金属焊接;电子束热处理等。 

 

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