干式和準干式電火花加工技術(shù)及應用

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1、《電加工與模具》2007年第6期設(shè)計·研究干式和準干式電火花加工技術(shù)及應用夏永高,顧琳,趙萬生(上海交通大學機械與動力工程學院,上海200240)摘要:干式和準干式電火花加工分別采用氣體和霧作為放電介質(zhì),與液中放電加工相比,具有放電能量和加工間隙小、對環(huán)境和操作者無污染、無火災隱患等優(yōu)點。介紹了干式及準干式電火花加工技術(shù)的發(fā)展和應用,包括干式成形銑削、干式線切割加工、氣中拋光、超聲振動輔助干式加工、霧中銑削和鉆孔等。關(guān)鍵詞:電火花加工;氣體介質(zhì);線切割加工;拋光;超聲輔助;霧中圖分類號:TG661DevelopmentsandApplicationsofDry-EDMandQuasi-Dr

2、y-EDMXiaYonggao,GuLin,ZhaoWansheng(ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:Dry-EDMandquasi-dry-EDMtakegasandmistasdielectricrespectively,sothereisnoriskoffire,andit'senvironmentallyfriendly.Developmentsandapplicationsofdry-EDMandquasi-dry-EDM,includingdry-EDMmilling,dry-WEDM,dry-E

3、DMpolishing,dry-EDMwithultra-sonicvibrationandEDMmillinganddrillinginmistaresummarized.Thoughtherearealotofprob-lemstobesolved,theyarestillpromisingmachiningapproaches.Keywords:EDM;gasdielectric;WEDM;polishing;ultrasonic;mist電火花加工通常以電介質(zhì)液體作為工作介質(zhì),先成功實現(xiàn)了干式電火花加工,才突破了電火花加其作用有:①消電離;②使電蝕產(chǎn)物較易從放電間隙工只能在液體介質(zhì)

4、中進行的認識,開辟了電火花加[3]中排除;③冷卻電極和工件;④壓縮放電通道,增加工的新方式,由此引起了人們的研究興趣。等離子體的爆炸力。電火花成形加工最常用的放電在干式電火花加工的基礎(chǔ)上,上海交通大學和介質(zhì)為碳氫化合物油類,其電阻率、粘度、密度、表面美國密西根大學分別提出了以霧為介質(zhì)的放電加張力等性能都符合電火花加工的要求。但也存在容工。霧作為加工介質(zhì)加工同樣具有對環(huán)境和人體不[1]易著火;對人體和環(huán)境有污染等缺點。利影響小,沒有火災危險等優(yōu)點。由于霧的電學和水基工作液在電火花線切割加工中應用廣泛,熱學性質(zhì)介于氣體和液體之間,故期望其能集二者[4,5]在某些成形加工中也有所應用。同油類工作

5、液相之優(yōu)點而避免它們的缺點。比,水基工作液對環(huán)境和人體不利影響小,沒有火災1干式電火花成形加工危險,但也存在一些問題,如熱量損失大,排屑效果不佳,由于急冷易形成白層,容易銹蝕機床[2]。人干式電火花加工原理如圖1所示。使用管狀電極,加工時,作為放電介質(zhì)的高速氣體從管電極中噴們也曾嘗試過采用氣體作為工作介質(zhì),但受當時技出,起到了排除電蝕產(chǎn)物、恢復絕緣及冷卻電極和工術(shù)條件限制,排屑、短路等問題難以解決。直到20件的作用,電極隨主軸旋轉(zhuǎn)。氣體在加工前排除水世紀90年代,日本東京農(nóng)工大學的國枝正典教授率分,減少水分對加工的影響。收稿日期:2007-08-13國枝正典研究室對干式電火花成形加工和干式

6、第一作者簡介:夏永高,男,1982年生,碩士研究生。線切割加工都進行了較為深入的研究。對比實驗表—22—設(shè)計·研究《電加工與模具》2007年第6期明氣中加工的速度只有油中的1/10,但單個脈沖蝕④重鑄層薄,因而殘余應力小,微裂紋少。除量的差別并不明顯。他們認為氣中加工速度低的⑤與傳統(tǒng)加工相比,放電間隙更小。主要原因是短路率過高。短路率實驗發(fā)現(xiàn)氣中加工⑥可在真空環(huán)境中加工。時短路率有時甚至達到90%。為了降低短路率,研⑦可以簡化加工裝置。究人員在Z軸伺服系統(tǒng)中加入壓電驅(qū)動,此措施使圖4為干式成形加工的樣品。短路率大大減小,加工速度得到較大提高,達到和油中加工相近的水平,壓電驅(qū)動和電極旋轉(zhuǎn)也為

7、后來大多數(shù)研究人員采用。圖2、圖3分別為國枝正典研究室干式電火花成形加工和干式線切割加工的照[3,6]片。圖4干式電火花成形加工樣品國內(nèi)對干式加工進行研究的主要為哈爾濱工業(yè)[7]大學。他們的研究認為:電子在氣體電離過程中起到了重要作用;工件表面變質(zhì)層和熱影響層較淺;排屑主要是通過電蝕產(chǎn)物蒸發(fā)和氣流吹離來完成。研究也發(fā)現(xiàn)了一些技術(shù)難題,比如:①由于電極需中圖1干式電火花加工原理空,使微細電極的尺寸受到限制,實現(xiàn)微細零件的加