電火花成型加工最新技術(shù)進(jìn)展
2010-05-11 14:16:38
放電堆積造型
毛利尚武教授、齋藤長(zhǎng)男教授和三菱電極名古屋制作所合作，在進(jìn)行液中電火花放電表面改性處理時(shí)，在S45C鋼上成功地堆積除WC厚膜（層），并進(jìn)行了將電火花堆積和電火花去除加工相組合對(duì)工件進(jìn)行修復(fù)的試驗(yàn)。毛利尚武教授還用鎢電極（Φ0.1mm）成功地進(jìn)行了電火花堆積。日本名古屋工業(yè)大學(xué)早川伸哉波士等，通過(guò)計(jì)算鋼打鋼時(shí)正極和負(fù)極的溫度分布，選擇合適的電參數(shù)，使得工具電極的放電溫度超過(guò)器材料的沸點(diǎn)，工件電極的溫度在材料熔點(diǎn)和沸點(diǎn)之間，在空氣中進(jìn)行了電火花堆積造型試驗(yàn)。用此法在氣體中電火花附著堆積出直徑約140μm，高2.2mm的微細(xì)圓柱，工件和電極都是S45C鋼，電極直徑0.1mm，放電電流2.5A，脈沖寬度5μm，工件接脈沖電源負(fù)極，加工時(shí)間6.3h。
氣體中放電電火花加工
日本東京農(nóng)工大學(xué)國(guó)枝正典教授開(kāi)展了氣體中放電電火花加工和氣體中線(xiàn)切割加工的研究。該方法使用管狀電極中噴出，在工件與電極間隙形成絕緣介質(zhì)，從而取代絕緣工作液進(jìn)行電火花加工。此方法加工沒(méi)有火災(zāi)隱患，不污染環(huán)境，電極損耗率非常低，放電加工時(shí)的反作用小，有利于微細(xì)加工，選擇合適的氣體，可使加工表面在凝固層（白層）非常薄。富山地方大學(xué)巖井等人還利用壓縮空氣作介質(zhì)代替液體介質(zhì)，通過(guò)放電修形、修銳金屬基金剛石砂輪。結(jié)果表明，經(jīng)過(guò)這樣處理后的砂輪磨削性能同傳統(tǒng)的修形方法幾乎相同。這種方法可以修出曲線(xiàn)輪廓。
鈦合金表面電火花放電著色
日本大阪府立產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的增井清德和難久開(kāi)展了鈦合金線(xiàn)切割放電著色和鈦合金電火花放電著色的研究。線(xiàn)切割著色使用單向脈沖電源，工件接脈沖電源正極，工具電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工作液為去離子水，電阻率為（1～20）×104Ω.cm。其著色原理是利用線(xiàn)切割的放電作用，在鈦合金形成透明的氧化鈦膜，由于光的干涉，不同厚度的氧化鈦膜將得到不同顏色的干涉光，通過(guò)控制氧化鈦膜的厚度就可進(jìn)行不同的顏色著色。
反復(fù)拷貝法微細(xì)電極電火花加工
日本松下電氣與東京大學(xué)增澤隆久教授合作開(kāi)發(fā)生產(chǎn)GMG-ED82W型超微細(xì)電火花加工機(jī)床后，為解決高密度、大深徑比、復(fù)雜形狀微細(xì)孔、微細(xì)軸、銷(xiāo)、沖頭等的的加工問(wèn)題，松下電氣生產(chǎn)技術(shù)研究所的正本健、和田紀(jì)彥開(kāi)發(fā)了先用WEDG加工法加工微細(xì)電極，然后用該微細(xì)電極加工出具有多孔的中間電極，在用中加電極加工除具有多個(gè)微細(xì)軸形狀的工作電極。用這樣的電極可以一次加工出多個(gè)小孔。姑且將其稱(chēng)為發(fā)反拷貝法微細(xì)電極電火花加工方法，即μEDMN 加工法，其中μ代表微細(xì)，EDM代表電火花加工，n帶便反復(fù)次數(shù)，即反復(fù)多次微細(xì)電火花加工。例如n=1,用WEDG加工法加工簡(jiǎn)單的圓柱微細(xì)電極；n=2，用生產(chǎn)的微細(xì)圓柱電極在薄板上加工多個(gè)微細(xì)孔；n=3，用薄板中間電極在大的圓柱棒或塊狀工件上加工出一體化的具有多個(gè)微細(xì)軸的工作電極，也可作為銷(xiāo)或沖頭等工具；n=4，用上述工作電極進(jìn)行多孔同時(shí)加工。在n>2后，為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電火花放電加工，在進(jìn)給方向上要對(duì)間隙加上振幅數(shù)μm，頻率為數(shù)+Hz的微振動(dòng)。又如，用此方法在STAVAX不銹鋼上加工了直徑100μm、長(zhǎng)度400μm和直徑50μm、長(zhǎng)度100μm公400個(gè)錐度2度的微細(xì)圓錐柱。
電火花加工放電位置可控形的研究
日本東京農(nóng)工大國(guó)枝正典等人，在研究電火花加工放電位置檢測(cè)技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了放電位置的可控形研究。其試驗(yàn)原理基于對(duì)放電等效電路的分析，認(rèn)為由于分布電感的存在，如果施加一個(gè)足夠陡峭的高電壓，則僅進(jìn)點(diǎn)附近的電壓較其它遠(yuǎn)離進(jìn)電處的高壓升高的快一些。也就是說(shuō)，可以在納秒數(shù)量級(jí)內(nèi)獲得優(yōu)先擊穿的幾率。經(jīng)過(guò)較為系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，它們還發(fā)現(xiàn)，施加的高電壓上升速度較快，控制效果也就越好；電極和工件中的分布電感越大，控制效果越好；最佳的高壓機(jī)理放電延遲時(shí)間為略短于普通放電延遲時(shí)間。在線(xiàn)切割機(jī)床上的試驗(yàn)表明：在施加高電壓的進(jìn)展塊附近的放電概率高于另一端。
這一研究進(jìn)展對(duì)于電火花加工的過(guò)程控制可能帶來(lái)非常深刻的影響，很有可能將過(guò)去被動(dòng)的控制策略變成為主動(dòng)控制策略，從而不必依賴(lài)延長(zhǎng)放電停歇時(shí)間來(lái)保證間隙消電力，避免放電集中導(dǎo)致的拉弧等有害放電。這樣不僅保證加工更加穩(wěn)定。而且可以大幅度提高加工效率。
