數(shù)控電火花微孔加工參數(shù)對(duì)孔片質(zhì)量影響的研究

黃艷春

摘要：分析數(shù)控電火花微孔加工的工作原理和特點(diǎn)，以及數(shù)控電火花微孔加工的主要參數(shù)如脈寬，加工電流，電容，伺服控制和振動(dòng)頻率對(duì)孔片質(zhì)量的影響。

Abstract： The working principle and characteristics of numerical control EDM micropore machining and the influence of the main parameters such as pulse width， machining current， capacitance， servo control and vibration frequency on the quality of perforation are analyzed.

關(guān)鍵詞：數(shù)控電火花；加工參數(shù)；孔片質(zhì)量

Key words： numerical control EDM；processing parameters；hole quality

中圖分類號(hào)：TG665 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）23-0142-02

0 引言

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控電火花微孔加工技術(shù)在生產(chǎn)制造業(yè)領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用，電火花微孔加工主要運(yùn)用在機(jī)械，航空，航天，化學(xué)纖維，軍工等行業(yè)，是一種比較實(shí)用的特種加工技術(shù)，具有設(shè)備操作簡(jiǎn)單，實(shí)施性強(qiáng)等特點(diǎn)。在現(xiàn)有的電火花微孔加工技術(shù)的基礎(chǔ)上，以及傳統(tǒng)工藝上進(jìn)行改革和創(chuàng)新，使得電火花微孔加工可以發(fā)揮出效好的優(yōu)勢(shì)，在微孔加工過(guò)程中，掌握好系統(tǒng)參數(shù)的一些規(guī)律，就可以根據(jù)不同的孔片要求來(lái)調(diào)整參數(shù)，通過(guò)控制微孔加工的參數(shù)來(lái)獲得更好的孔片質(zhì)量，來(lái)確保孔片質(zhì)量的可靠性和穩(wěn)定性。

1 數(shù)控電火花微孔加工的工作原理和性能特點(diǎn)

1.1 數(shù)控電火花微孔加工的原理

電火花微孔加工是利用二個(gè)金屬導(dǎo)體之間放電產(chǎn)生的電蝕現(xiàn)象來(lái)進(jìn)行加工的方法。二個(gè)金屬導(dǎo)體在介質(zhì)中相互接近時(shí)，由于電場(chǎng)效應(yīng)，在最近的距離處擊穿介質(zhì)，產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)電的電離通道，高密度的電子流通過(guò)這個(gè)通道，打在金屬導(dǎo)體的一個(gè)點(diǎn)上，產(chǎn)生高熱，將這個(gè)點(diǎn)的金屬熔化或氣化，這些熔化或氣化的蝕除物由介質(zhì)（加工夜）帶出的火花間隙（即排渣）后，在金屬表面形成一個(gè)凹穴。無(wú)數(shù)次這樣的放電在金屬表面形成無(wú)數(shù)個(gè)凹穴，就達(dá)到了對(duì)金屬導(dǎo)體加工的目的。這些凹穴的大小，深淺決定了被加工工件的表面光潔度，凹穴越大越深，表面越粗糙。反之，表面光潔度越高。

在火花放電時(shí)，每次放電產(chǎn)生的凹穴越大越深，則被蝕除物生成越多，即生產(chǎn)率越高，而放電凹穴的大小，深淺以及電離通道的長(zhǎng)短，（即放電間隙的大小）決定于每次脈沖的能量大小，能量越大，凹穴就越大越深，放電間隙也越大，所加工孔的直徑在一定范圍內(nèi)越大。參考加工原理圖，如圖1。

1.2 數(shù)控電火花微孔加工的性能特點(diǎn)

可采用圓形細(xì)長(zhǎng)絲電極或細(xì)長(zhǎng)扁絲電極，亦可用異性整體電極加工圓形或各種異性截面微孔，用細(xì)長(zhǎng)扁絲電極任意組合穿孔的獨(dú)特工藝，加工出紡制各種復(fù)雜形狀，多種截面纖維的異性紡絲板，各種復(fù)雜孔型均可通過(guò)計(jì)算機(jī)編程輸入，扁絲電極加工成本低，質(zhì)量好，機(jī)床帶細(xì)長(zhǎng)絲電極再進(jìn)給機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)加工中電極的伺服進(jìn)給及損耗補(bǔ)償，為了實(shí)現(xiàn)微孔的穩(wěn)定加工，加工中電極絲可作高頻振動(dòng)，以更好的導(dǎo)入加工液和排屑。

2 影響孔片質(zhì)量的微孔加工參數(shù)

2.1 脈沖寬度

在脈沖的峰值電壓電流一定時(shí)，脈沖寬度越寬脈沖能量越大，加工生產(chǎn)率越高，但是當(dāng)脈沖寬度達(dá)到一定值時(shí)，雖然單個(gè)脈沖能量增大，但由于熱能過(guò)于集中以及被蝕除物生成越多，將使排渣，排氣等條件變得惡劣，產(chǎn)生電弧（集中在一點(diǎn)放電），加工不穩(wěn)定，生產(chǎn)率反而會(huì)大大下降，放電加工用高頻脈沖電源參數(shù)，根據(jù)加工材料的性質(zhì)，深度和電極的直徑來(lái)定，一般來(lái)說(shuō)，電極越粗，選擇值越大，加工工作的深度越深，選擇值也越大，特殊材質(zhì)的工作要根據(jù)實(shí)際加工情況來(lái)選擇。如圖2。

2.2 加工電流

根據(jù)電極直徑和加工表面粗糙度確定，一般情況下電極直徑越大所需加工電流也越大，表面粗糙度要求越小，所需的加工電流也越小，但同時(shí)加工速度也越慢。

2.3 電容

間隙兩端的電容，一般電容越大，能量越大，加工效率越高，但孔的表面質(zhì)量越差，電容選取根據(jù)孔徑，加工材料及加工深度決定，孔徑越大，加工深度越深，選擇電容越大，材質(zhì)的硬度和密度越大，選擇電容越大。

2.4 伺服控制

伺服控制的選取是根據(jù)加工過(guò)程的穩(wěn)定性來(lái)的，就是在同樣的加工電源下，控制單元的伺服進(jìn)給百分比，伺服百分比設(shè)定越大，加工速度越快，設(shè)定越小，加工速度越慢，甚至不加工，伺服控制設(shè)定是否合理，通過(guò)加工實(shí)際電壓大小來(lái)判定，實(shí)際加工時(shí)，以電壓表指針在50V左右晃動(dòng)為理想狀態(tài)，電壓表指針越高，表示伺服控制偏高，實(shí)際加工效率慢，電壓表指針過(guò)低，則容易造成加工短路現(xiàn)象。

2.5 振動(dòng)頻率

振動(dòng)的頻率大小選取沒(méi)有一個(gè)定值，需要根據(jù)每臺(tái)機(jī)床的實(shí)際振動(dòng)量來(lái)選取，一般先找到主振頭的諧振點(diǎn)，然后加200，之后再對(duì)這個(gè)數(shù)值進(jìn)行微調(diào)，使加工達(dá)到最快最穩(wěn)定。

2.6 影響孔片表面光潔度的因素

孔片表面光潔度主要決定于單個(gè)放電脈沖的能量，能量越大，光潔度越差，能量越小，光潔度越好，而單個(gè)放電脈沖的能量決定于脈沖的寬度和加工電流，因此主要依靠選取脈沖的寬度和加工電流的大小來(lái)獲得最終所需的光潔度。

2.7 影響孔片的流量大小的因素

孔片流量的大小取決于孔片的整體流量趨向，整體趨向下差且不合格的是小于下偏差的，那么就將電容加大，相反則把電容調(diào)小，孔片參數(shù)附表，如表1。

3 結(jié)論

數(shù)控電火花微孔加工的參數(shù)，如脈寬，加工電流，電容，伺服控制和振動(dòng)頻率對(duì)孔片質(zhì)量的影響，脈寬的最佳參數(shù)的選擇，根據(jù)加工材料的性質(zhì)，深度和電極的直徑來(lái)定，電極越粗，選擇值越大，加工工作的深度越深選擇值越大，特殊材質(zhì)的工作需要根據(jù)實(shí)際加工情況來(lái)選擇，加工電流對(duì)孔片的表面粗糙度有影響，加工電流越大，表面粗糙度要求越小，加工電流越小，加工速度越慢，電容選取根據(jù)孔徑，加工材料及加工深度決定，孔徑越大，加工深度越深，材質(zhì)的硬度和密度越大，選擇電容越大。孔片表面光潔度越差，能量越大，反之光潔度好，能量越小，依靠選取脈沖的寬度和加工電流的大小來(lái)獲得最終所需的光潔度。

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