用高速電火花加工模具小深孔

摘 要 文章介紹了電火花穿孔機的工作原理、特點及其在電子陶瓷模具加工領域的應用，以實例說明用高速電火花穿孔機加工電子陶瓷模具小深孔的方法，可以縮短模具制造周期、降低廢品率、提高企業經濟效益。

關鍵詞 高速電火花穿孔機，電子陶瓷模具，小深孔加工

1前言

電子陶瓷模具具有體積較小、尖角、窄縫、孔較多等特點，常采用線切割、鉆孔等加工方法。傳統的鉆屑加工，鉆頭的導向難以保證，冷卻、排屑困難，易造成鉆頭折斷且加工時間長；使用高速電火花穿孔機加工小深孔則可以保證孔的直線度和圓柱度。

圖１、高速電火花穿孔機工作原理示意圖

2高速電火花穿孔機的工作原理及組成

2.1 工作原理

電火花加工是利用兩電極間脈沖放電時產生的電腐蝕對工件進行加工。在工具電極與工件相互接近時，極間電壓在最靠近點使介質電離擊穿而形成火花放電，并在火花通道中瞬時產生大量熱能，使金屬局部熔化甚至汽化、蒸發而蝕除下來。

圖２、高速電火花穿孔機

高速電火花穿孔機的工作原理與電火花加工的工作原理相同。工具電極采用金屬管，管中通入高壓的工作液（去離子水、蒸餾水、乳化液等）。加工時，工具電極作高速旋轉和伺服進給運動，同時高壓工作液從電極管中噴出，迅速將電蝕產物排除。其工作原理如圖1所示。

2.2 組 成

圖2所示的是一臺高速電火花穿孔機，由床身、脈沖電源、工作液凈化及循環系統、電極夾頭和導向器組成。主軸采用直流伺服或步進電機驅動，轉速可調、加工穩定性好、噪音低。可根據電極-工件和電極材料的不同選擇相應的加工參數，參數調節范圍大，從而穩定控制加工間隙，也可直接從工件曲面、斜面穿入。主要用于加工不銹鋼、淬火鋼、硬質合金、銅、鋁等各種導電材料上直徑為0.3～3mm的小深孔加工（深徑比可達200:1）；也可在不損壞原孔或螺紋的前提下蝕除折斷在工件中的鉆頭、絲錐。

3高速電火花穿孔機的特點

高速電火花穿孔機主要有以下特點：

（1） 電極用管電極，無需加工；

（2） 高壓沖液通過中空的管狀電極，可改善排屑，使電極底部的放電間隙均勻；

（3） 加工速度快。

圖３、電子陶瓷模板

4高速電火花穿孔機在電子陶瓷模具制造中的應用

電子陶瓷模具是電子陶瓷生產的重要組成部分，一般選用耐磨性好、硬度高的材料。圖3所示的電子陶瓷模具板，材料為Cr12，板厚35mm，需進行淬火處理。此模具板上有4個φ0.8mm的小孔，孔的深徑比為44:1；6個R1.5mm的長孔，孔的深徑比為12:1，此孔為長形小孔，適宜線切割加工（線切割加工前要先加工一個穿絲孔）。

若使用傳統的鉆削方法加工φ0.8mm的小孔和R1.5mm長孔的穿絲孔，其加工工藝路線為：

（1） 用φ0.8mm的鉆頭加工φ0.8mm的孔；

（2） 用φ1mm鉆頭在R1.5mm的孔中心鉆削一個穿絲孔；

（3） 熱處理淬火HRC50～55；

（4） 用φ0.5mm的鉬絲做電極，切割R1.5mm的孔。

在該鉆削過程中排屑困難，切削液很難送到孔內和切屑刃上。Cr12材料較硬，鉆孔時對工人操作的技術水平要求頗高，稍有不慎，就會造成鉆頭在孔內折斷。

高速電火花穿孔機主要用來做小深孔的加工，其工藝路線為：

（1） 熱處理淬火HRC50～55；

（2） 用φ0.8mm的銅管做電極，加工φ0.8mm的孔；

（3） 用φ0.6mm的銅管做電極，加工R1.5mm長孔的穿絲孔；

（4） 用φ0.5mm的鉬絲做電極，切割R1.5mm的長孔。

對比兩種加工方法可知:鉆削加工孔時，淬火需在鉆孔之后進行，否則會因為材料太硬造成鉆孔困難；而用高速電火花穿孔機加工小深孔，可先進行淬火處理，再鉆孔。鉆削加工φ0.8mm、深35mm的小深孔，需要幾分鐘甚至更長時間，而用高速電火花穿孔機加工同樣大小的孔，只需30s左右。實踐證明，傳統的鉆削加工方法，既耗時又費材料，增加了模具的制造成本；而用高速電火花穿孔機加工小深孔，則縮短了模具的制造周期，降低了生產成本。

5 結束語

高速電火花穿孔技術的應用，改進了傳統加工工藝。實踐證明，用高速電火花穿孔機代替鉆床加工電子陶瓷模具中的小深孔或線切割的穿絲孔，可以避免鉆頭的損耗、減少廢品率、提高模具的質量、縮短模具的制造周期。隨著人們對產品的花樣和質量要求的提高，高速電火花穿孔技術的應用將越來越廣泛。

參考文獻

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