电火花成型加工中排渣技术的应用

黄 健

（广东机电职业技术学院，广东 广州 510515）

电火花成型加工中排渣技术的应用

黄 健

（广东机电职业技术学院，广东 广州 510515）

电火花成型加工中，排渣是一项非常重要的技术，如果处理的不好，会导致加工速度明显下降。同时也会使电极大幅度损耗，特别严重的会产生连续的电弧放电，甚至烧伤电极和工件，增加了产品的成本，降低了产品质量，因此深入研究电火花的排渣技术，提高电火花加工质量有重要的意义。

电火花；排渣技术；应用

广东制造业发达，模具工业作为制造业的一部分，在广东省珠江三角洲地区工业产值中有着重要的地位。模具行业是广东省东莞市长安镇的支柱产业之一，东莞市长安镇是中国机械五金模具名镇。模具行业设备众多，作为电火花设备，精密度高，技术要求高，工件质量要求高。

1 问题的提出

如果电火花加工中电蚀产物不能及时排除，则会对模具加工质量产生极大的影响，为了较好地排除电蚀物必须在加工前做好。

电火花成型机是根据电火花放电原理（如下图1所示）：

图1

是对金属材料进行加工的一种机床，主要用于各种类型的模具加工，如型腔模、冲孔、小孔、狭槽等。工具电极材料一般分为三种：紫铜、石墨铸铁或钢，其中紫铜是首先的电极。

在成型模具的电火花加工中，刚刚开始加工的时候，放电间隙中的介质——工作液（如煤油）是干净的，随着放电次数的增加，间隙中放电产生的蚀余物会逐渐增加。放电蚀余物一般是火花中不能融化的金属颗粒和碳化物等，这些放电蚀余物会严重地污染放电间隙中的工作液，使工作液的介电系数下降，同时放电颗粒会造成电极于工件的二次连续放电。这样会烧伤电极和工件。因此，在加工过程中，要及时的、不断地把放电间隙中的工作液更新，排除放电污染，才能保持正常放电加工。在排渣技术中，可采用如下几种方法：

2 下冲液排渣

下冲液（工件冲油）是型腔加工中最常用的一种方法。具体做法是在工件的下方装一个油杯（如下图2所示）：

图2

在工件底面开一进油孔与油杯上方的开口相连加工时，干净的工作液不断从油杯流入放电间隙，污染大的工作液从工件上口排出，这样排渣方法简单易行，常被采用。但存在以下几个问题需要处理好。

（1）放电时产生大量的气体积存在油杯中，如果不及时排除会产生“放炮” 的现象，导致工件或电极产生位移而使模具报废。可采用如下方法解决：

1）可以在电极上钻几个小孔及时排气；

2）定时抬起电极排气；

3）在油杯上钻几个小孔排气。

（2）下冲液压力不能太大，流量过大，虽然清除了放电间隙，但同时会使间隙中的温度下降，这样会增加电极的损耗，使电极出现凹型，因此一般采用弱充液为好。

3 上冲液排渣

上冲液（即电极冲油）是型腔模具加工中常用的排渣方法。主要方法是在电极中钻孔（如下图3所示）：

图3

将冲油小孔连接于此孔，冲油小孔直径一般为0.5～2mm左右，可以根据需要再开一个或几个小孔。该方法适用于工件底面不允许开冲液孔的模具加工。此种冲液方式的工艺效果，优点，缺点，均与下冲液相反。

4 侧冲液排渣

侧冲液（即工件抽油）（如下图4所示）：

图4

在浅型，小面积型腔模加工或浅窄加工时用此方法将冲液口连接专用的冲液装置。这种用附件有磁力盘，可方便的吸附在主轴头或工作台上。将冲液扁嘴对准 或放电间隙冲液，排渣。采用此种冲液时如果是薄电极会产生位移或移动，冲液过量回使电极的冲液位损耗，一般配合定时抬起电极作用。

5 通过抬刀和开排气孔排渣

（1）通过抬刀，电极与工件间的间隙加大，液体流动加快，有助于电蚀物的快速排除。

工件电极在加工中边加工边抬刀是最常用的排屑方法之一。

抬刀有两种情况：一种是定时周期抬刀，大部分机床有此功能。即通过定时调整排渣开关盒放电时间，定时地、周期性地抬起电极。电极抬起时，干净的工作液会流入间隙，电极下降时，会将间隙中带有蚀余物的工作液挤出去，从而形成排渣。但该方法排渣不如冲、抽液方法。但是可以避免电极损耗的增加，因此，在花纹模和纹细型腔加工，精加工经常采用。另一种是自适应抬刀，可根据加工的状态自动调节进给的时间和抬起的时间（即抬起高度），使加工一直处于正常状态。自适应抬刀与自适应冲油一样，在加工出现不正常时才抬刀，正常加工时不抬刀。这样的优点是可提高加工效益。

（2）排气孔排渣就是在电极上打一些小孔，加工时气体会从小孔中排除，排气的同时放电蚀余物会从小孔中排出。但是在采用排气的时候主要采用定时抬刀的方法。该方法适用于较大面积要求电极损耗小的场合。

6 电极冲油、抽油对电极损耗的影响

冲油和抽油对电极损耗有影响（如图5所示），

图5

由图可见对排屑条件比较敏感的紫铜电极的损耗更明显，所以排屑较好时不用冲、抽油。

7 结论

在电火花成型加工中，合理的排渣技术对提高工件的表面质量，降低电极的损耗量都有明显的效果，但在加工的同时，也要考虑合理选择电火花的基本工艺参数，如脉冲电源中的脉宽、间隔、电流以及主轴头的主轴速度、平动量和电极提升等。

[1] 刘晋春,赵家齐,赵万生.特种加工[M].机械工业出版社.1998.

[2] 周旭光,等.特种加工技术[C].西安电子科技大学,2004.

[3] 上海,斯派克 D7132A 电火花成型机使用说明书[P].1998.

Electric spark forming slag disposal technology application

EDM processing，Slag is a very important technology，If handled well, can lead to decreased processing speed，At the same time that electrode substantially loss，Especially serious will produce a continuous arc discharge，Even to burn the electrode and the workpiece，Increase the cost of the product，Reduce product quality，Therefore, in-depth study of the electric spark discharge technology，Improve the electric spark machining quality has important significance.

Electric spark; Slag disposal technology; Application

TG76

A

1008-1151(2012)06-0134-02

2012-04-29

黄健（1968－），男，广东梅州人，广东机电职业技术学院数控高级技师，从事数控技术应用工作。