什么是电火花加工 (EDM) 工艺及其工作原理?
电火花加工 (EDM) 是一种非传统的机加工和电热工艺,通过放电(火花)去除工件上的材料。
- 约瑟夫·普里斯特利于 1770 年首次观察到它。他是一位英国物理学家。
- 在 EDM 机器中,通过电极之间快速重复(重复)的电流放电来去除材料。电极由介电液体隔开,并在其上施加高压。
- 用于加工难加工、强度耐温性高的材料。
- EDM 仅可用于加工导电材料。否则无法使用。
- 其中一个电极称为工具,另一个称为工件。这里工具接电源负极,工件接正极。
工作原理
图片来源在电火花加工中;在工具上施加电位差,并以脉冲形式 w/p。工具和工件必须是导电的,并且在它们之间保持一个小间隙。将工具和工件浸入电介质(煤油或去离子水)中。
当施加电位差时,来自工具的电子开始向工件移动。这里工具是负的,w/p 是正的。从工具向w/p移动的电子与电介质分子发生碰撞。
由于电子与分子的碰撞,它被转化为离子。这增加了工具和 w/p 之间间隙中的电子和离子浓度。电子向 w/p 移动,离子向工具移动。
在工具和 w/p 之间建立电流,称为等离子体。当电子和离子撞击 w/p 和工具时,其动能变为热能。产生的热量的温度约为10000摄氏度。这种热量使工件上的材料蒸发和熔化。随着电压被击穿,电流停止在工具和 w/p 之间流动。并通过循环介电介质冲刷w/p中的熔融材料,留下一个陨石坑。
火花产生不是连续的,因为没有在电极上施加恒定电压。电压以脉冲形式施加。
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放电加工机的种类
电火花机有两种类型
(i) Ram/Sinker EDM :该 EDM 机床由浸入电介质中的工具和工件组成。它由柱塞式工具组成,可以根据在工件上生产所需的形状或形式进行创建。又称空腔式或体积式电火花加工。
(ii) 电火花线切割: 在电火花线切割中,使用细单股线从工件上切割材料。电线通常由黄铜制成。导线和 w/p 之间始终保持恒定的间隙。金属丝通过浸没在电介质槽中的工件连续送入。在这里,在线材和工件之间的间隙中会产生火花。用于切割厚达300毫米的金属,以及用其他方法难以切割的硬质金属制作冲头、冲模和工具。
设备
电火花加工中使用的各种设备是
1. 介质容器、泵和循环系统
泵用于在两个电极(工具和工件)之间循环介电介质。电介质采用煤油或去离子水。
2. 发电机和控制单元</h5>
发生器用于施加电位差。该加工过程中使用的电压不是恒定的,而是以脉冲形式施加的。一个控制单元用于控制加工过程中的不同操作。
3. 带有工作固定装置的工作槽
它有带工件夹持装置的工作槽。工件保持在工件夹持装置中。槽内装有电介质。
4. 工具架
它用于固定工具。5.伺服系统移动刀具
伺服系统用于控制工具。它保持电极(工具和工件)之间必要的间隙。
电火花加工(EDM)的工作
- 在 EDM 中,首先将刀具和 w/p 夹紧到机床上。然后在伺服机构的帮助下,在工具和工件之间保持一个小间隙(人发)。
- 将工具和工件浸入电介质(去离子水煤油)中。
- 在电极上施加电位差。在工具和工件之间产生电火花。这种火花会产生大约 10000 摄氏度的热量。由于这种热量,工件上的材料开始蒸发和熔化。
- 放电加工中的火花产生不是连续的。当电压中断时,介电流体会冲走熔融材料,留下一个火山口。
- 此过程继续进行并加工工件。
为了更好地解释放电加工过程,请观看视频:
优点
- 它可用于加工任何导电材料。
- 它可以轻松地加工薄而脆弱的部分,例如腹板或翅片,而不会使零件变形。
- 以更低的价格准确、更快地生产复杂的模具部分和模具。
- 工艺无毛刺。
- 不涉及刀具与工件的接触。如此精细的部分和工作材料可以轻松加工而不会出现任何变形。
- 它可以加工传统机床无法制造的复杂形状。
- 它可以生产锥形孔。
缺点
- 它只能加工导电材料。
- 金属去除率低。
- 加工过程中更多的刀具磨损。
- 为 ram/sinker EDM 准备电极需要额外的成本和时间。
- 高功耗。
- 在 EDM 中形成过切。
应用程序
- 主要用于模具制造和模具行业。
- 用于航空航天、汽车和电子行业的原型制造。
- 用于造币模具。
- 它用于在各种应用中创建小孔。
- 用于分解工件中不易分解的零件,如破碎的工具(双头螺栓、螺栓钻头和丝锥)。
工业技术