电火花加工技术的应用

陈春荣（常州建东职业技术学院,江苏 常州 213022）

电火花加工技术的应用

陈春荣
（常州建东职业技术学院,江苏 常州 213022）

本文主要介绍在模具制造中电火花加工技术的应用，电火花加工的特点以及在加工过程中影响表面加工质量的因素，加工过程中需要注意的问题等，以便在实际加工中需要注意修改这方面的参数。

电加工模具；加工；加工影响

鉴于模具行业的快速发展，为了使用的需求，从而生产了一批具有韧度高、硬度高、强度高等特殊性能的模具材料，致使改变了传统意义上的金属切削加工。此时，电火花加工技术广泛应用于模具制造，模具一般的加工方法为：退火+铣削加工+热处理+磨削+手工打磨、抛光，所消耗的加工时间比较长。在冲模加工时可能因为淬火变形或者开裂从而导致模具的报废，而电火花加工技术完全可以进行淬火后的模板加工，进而避免热变形弊病和镶拼结构，做到了简化模具结构，提高模具的强度与使用周期。

1　电加工方法

（1）电脉冲加工中放电能量密度高，便于特殊材料零件和形状复杂的加工，而且不受工件材料的性能及热处理工艺等影响。

（2）电脉冲加工中持续放电时间极短，加工中放电产生的热量扩散范围小，加工材料所受热影响范围小。

（3）电火花加工工作时，因为工具电极与工件材料不接触，因此它们之间作用力小。

（4）电火花技术能将加工工件结构简单化、从而提高工件使用寿命，降低人体的劳动强度。

2　影响电加工质量的因素

在进行电加工过程中的输入、输出参数比较多而且较为复杂，从而影响到模具加工的精度，其主要受到影响的工艺因素有：机床自身的制造精度、工件的装夹精度、电极的制造及装夹精度、电极损耗、放电间隙等，加工中尤其以电极损耗、放电间隙影响最大。下面介绍几种加工影响：

2.1电极损耗的影响

在使用电火换加工模具的过程中，脉冲在放电的过程中会使工具电极受到电腐蚀的损伤从而使电极产生损耗，所以如何把握好电极损耗的规律，采用行之有效的措施减少工具电极的损耗，尽可能的保证模具在加工过程中拥有更高的加工精度。在电加工过程时，工具电极的损耗在不同的部位也是不相同，如尖角、棱边等凸起部位的电场强度较高，容易形成尖端放电，因此其损耗要比平坦部位快，所以由于不均匀的损耗必然导致加工精度的下降。

2.2电加工中放电间隙的影响

运用电火花加工模具时，必须保证工具电极与工件之间发生脉冲放电时有足够的放电间隙。加工完成的工件型孔尺寸与电极尺寸相比，必须在加工轮廓上相差一个放电间隙。加工过程中放电间隙的作用决定着工件加工的稳定性，比如为了提高加工的稳定性可以增大脉冲放电间隙时间；同样为了提高生产率可以增大峰值电流，但是这样做将使电极损耗加大。

2.3表面变化层对模具表面质量的影响

经过电加工过后的模具表面将会产生表面变化层（凝固层和热影响层），该变化层具有很强的抗腐蚀能力。例如凝固层和工件基体材料之间产生的是热影响层，其受到加工过程中放电点传来的高温影响，致使工件材料内部的金相组织发生了变化。在加工过程中变化层硬度变化情况的不相同主要受到所选用的电参数、冷却条件及工件材料的热处理。其中工件材料和脉冲电源的大小又影响着表面变化层的厚度，并且随着脉冲能量的增大而增厚，同样凝固层的硬度一般比较高。所以相较于普通机械加工的模具表面来说，电火花加工后的模具表面耐磨性要好的多。

3　电加工改进技术在模具表面的应用

在加工过程中利用电脉冲放电产生高温的原理，电极材料由硬质合金加工完成，使其熔渗到模具及易损件的工作面上，使其表面形成一层高强度、高硬度、高耐温、高耐磨的硬质白色合金强化层，这样就可以将模具表面的质量提高一个等级。对模具进行表面处理最有效的方法是改变模具表面的物理、化学性能。在改性中电极材料的选用应该根据用途进行选择，可以采用碳元素、紫铜、黄铜等材料作为电极来修复磨损的机器零件。这样的改性不仅能提高产品的硬度、耐磨性等，还能大大提高产品的使用寿命，又能降低贵重材料的消耗率，降低生产成本和维修成本。

使用电火花加工腔模具时能保证工件的精度，主要是形状精度、尺寸公差、表面质量等几个方面。首先加工精密型腔模具时，特别保证那些要求较高的尺寸部位，必须正确分析各部位尺寸要求，严格控制不同地方的尺寸精度，有些重要尺寸公差达到几微米；其次，精密型腔模具的仿形精度要求也很高，在进行型腔内部清角时，必须突出棱角，使工件表面粗糙度值均匀化，并满足所要求的表面精糙度值；另外电加工部位表面质量要求较高，表面变质层的厚度要很小，达到加工要求。

[1]沙迪克机电有限公司技术资料.什么是放电加工[S].

[2]雷林均.特种加工技术--电火花加工[M].重庆大学出版社.

[3]郭永丰等.电火花加工技术[M].哈尔滨工业大学出版社.