莫具加工中电极材料的含理选择及应用

在模具加工中,特别是成形模具的型腔加工中,采用电火花加工技术目前仍然是不可替代的加工手段。其中工具电极的合理选择是一项重要的工作,这点在生产实践中并没有得到足够的重视。一般来说,对于模具本身材料,在设计之初就根据所成形材料特点和生产要求等条件来合理选择。对于需要电火花加工的型腔,由于被加工模具材料性能和工具电极材料性能将影响电火花加工性能（材料去除率、工具损耗率及工件表面质量等）,因此对于需要采用电火花加工的型腔来说,所用的工具电极也需要慎重对待,这样才能制造出高质量的模具。     

电火花加工用工具电极材料的研究进展

工具电极是电火花加工中非常重要的因素,电极材料的性能对电火花加工性能具有很大影响。介绍了电火花加工用工具电极材料在普通电火花加工、电火花表面改性和微细电火花加工三个方面的最新研究进展。     

汽中电火花加工技术研究

提出了一种汽中电火花加工技术,其加工介质为水蒸汽,蒸汽由蒸汽发生器获得,经管状电极喷向工件.试验结果显示:一般情况下,材料去除率随放电电流、脉冲宽度的增大而增大,随脉冲间隔的增大而减小,但一味地增大脉冲宽度和减小脉冲间隔会造成电火花加工稳定性变差,从而降低材料去除率;汽中电火花加工技术的工具电极相对损耗率相对较低,受脉冲宽度、脉冲间隔影响小,但在大的放电电流下,电极相对损耗率会有所增加,且汽中电火花加工的工件附着物较少.     

汽中电火花加工技术研究

提出了一种汽中电火花加工技术,其加工介质为水蒸汽,蒸汽由蒸汽发生器获得,经管状电极喷向工件。试验结果显示：一般情况下,材料去除率随放电电流、脉冲宽度的增大而增大,随脉冲间隔的增大而减小,但一味地增大脉冲宽度和减小脉冲间隔会造成电火花加工稳定性变差,从而降低材料去除率;汽中电火花加工技术的工具电极相对损耗率相对较低,受脉冲宽度、脉冲间隔影响小,但在大的放电电流下,电极相对损耗率会有所增加,且汽中电火花加工的工件附着物较少。
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电火花加工轴承钢GCr15的电极选择研究

轴承钢GCr15广泛用于轴承、精密模具、量具等精密领域,电火花加工是所述精密领域中常用的加工方式。在电火花加工中,电极材料与电火花加工性能密切相关,选择合适的电极材料能够进一步发挥电火花加工的优势。选取三种电极材料进行对比研究,包括紫铜、石墨和铜钨合金WCu50,首先,从放电过程和热蚀除角度分析电极材料特性对于加工效率(MRR)、表面粗糙度(SR)和电极损耗率(TWR)的影响。其次,设计16组田口实验,得到不同电极材料的电火花加工轴承钢GCr15的MRR、SR和TWR。随后,提出一种石墨和铜钨合金WCu50组合电极分别作为粗加工和精加工的电极材料,验证性实验结果表明,本次提出的组合电极,相比于粗精加工均采用紫铜作为电极,加工效率提高50%,表面粗糙度降低32.4%,圆柱度提高42.4%。     

TC4钛合金多孔质电极电火花加工性能研究

采用了一种由紫铜颗粒经高温烧结获得的多孔材料作为工具电极进行了TC4钛合金电火花加工性能实验研究。多孔质工具电极可利用颗粒间孔隙形成的流道在加工过程中实现分布式的全向内冲液,增强钛合金电火花加工中的排屑作用。实验结果表明,多孔质电极能够采用不抬刀方式加工,其加工效率可达实体铜电极的3倍;且由于在冲液条件下钛合金加工屑向工具电极的反粘附着行为,使得其电极相对损耗率大幅降低。对半封闭复杂型腔的加工实验结果表明,采用多孔质电极进行粗加工能够大幅缩短加工时间,显示了多孔质电极在有一定深度的钛合金复杂型腔加工中具有较强的加工能力。     

电火花-电解复合加工的低电极损耗机理研究

微小孔电火花-电解复合高速制孔加工过程中,因电火花放电而导致的工具电极快速损耗,严重影响了微小孔的加工精度。针对该问题,研究基于溅射补偿的低电极损耗电火花-电解复合加工机理,通过实验验证采用中性盐浓液可促进溅射补偿速率、降低工具电极损耗,从而有效改善微小孔加工精度。通过电火花高速穿孔加工和电火花-电解复合高速制孔加工的对比实验发现,当采用中性盐浓液作为工作液时,工具电极端部工件材料成分含量比电火花高速穿孔加工多了7.34%,工具电极的损耗减少了14.7%。此外,优化实验表明,采用工作液电导率为10 m S/cm,脉冲宽度为15μs,脉冲间隔为38μs,峰值电流为8 A的工艺参数组合,可高效促进溅射层的形成,且工具电极损耗率低。     

电极材料对电火花加工质量影响的分析

对电火花加工中电极材料的合理选取作了详细的分析和探讨，并用实验结果分析了电极材料性能对加工质量的影响，说明了电极材料是影响电火花加工质量的一个重要因素。     

电火花加工中电极材料对加工性能影响的试验研究

以电火花多电极加工3Cr13模具型腔为研究对象,以提高材料去除率和降低电极损耗为目标,对负极性标准切入加工时不同电极材料的电火花加工性能(加工效率、电极损耗)进行研究,设计并进行了不同工艺参数下紫铜电极和Cu50W铜钨合金电极加工试验,获得了不同条件下的材料去除率和电极相对损耗参数,并对多电极电火花加工工艺及经济性进行了分析,结果表明:相同工艺参数下,加工性能因电极材料热学性能不同而不同,Cu50W铜钨合金的材料去除率约为紫铜的85.7％,而电极相对损耗约为紫铜的42.9％,从而为电火花加工不锈钢模具材料的电极选择提供了理论依据.     

水包油型乳化液钛合金TC4电火花加工特性研究

为解决钛合金在煤油介质中电火花加工效率低及在蒸馏水介质中加工表面质量差的问题,提出利用乳化剂将煤油和蒸馏水超声振动后形成水包油型乳化液作为工作介质的加工方法。分别以煤油、水包油型乳化液和蒸馏水为工作介质,对钛合金TC4进行放电加工试验,从加工效率、电极相对损耗率和表面质量三个方面,对比研究了不同工作介质中钛合金电火花加工的特性。试验结果表明：水包油型乳化液中的加工效率是煤油中加工效率的两倍左右,工件表面粗糙度值Ra比蒸馏水中的Ra值减小了15%~20%,加工后工件表面微裂纹较少,表面较平整,但其电极相对损耗率高。     

利用新型工作液和改进电极提高电火花加工性能的试验

针对电火花小孔加工中加工速度低、电极损耗严重、工件产生斜度和棱角变钝等缺陷,提出了改进小孔工具电极、研制新型工作液以提高电火花加工性能的具体措施,并在电火花机床上进行了试验。通过大量的试验研究得出:在相同的电参数下,与传统工艺相比,采用新型工作液作为介质并配有改进的电极进行电火花小孔加工时,其加工速度大幅提高、电极损耗与工件锥度有所降低,从而提高了电火花加工性能。     

电极丝损耗或断丝的预防对策

数控电火花线切割加工中 ,电极丝的损耗或断丝严重影响其连续自动操作的进行。尤其是在高速走丝电火花线切割中 ,因电极丝在加工中的反复使用 ,随着电极丝损耗的增加 ,切缝越来越窄 ,不仅会使加工面的尺寸误差增大 ;而且一旦在加工中发生断丝 ,加工必须重新开始 ,这不仅花费较多工时 ,而且影响加工的表面质量。电火花线切割加工中引起电极丝过量损耗断丝的原因有多方面 ,如电脉冲的稳定性、工艺参数的合理性、机械传动精度的高低、工件材料切割性能的优劣、切割路线与夹持方式的正确与否等 ,这些对于电极丝的使用寿命均有一定的影响。针对电…     

利用块电极反拷法在线制作和修正工具电极

微细电火花作为一种高柔性、低成本的微细加工技术,在MEMS加工应用中表现出了较优异的加工性能。但微细电火花技术加工微小孔或微小的复杂形状时,由于孔径较小,电极的制备比较困难,本文利用块电极反拷法在线制作和修正工具电极,取得了较好的效果。     

模具制造中电火花成形加工工艺分析

正一、电火花成形加工的基本原理电火花成形加工的基本原理,如图1所示,被加工的工件作工件电极,石墨或者纯铜作工具电极。脉冲电源发出一连串的脉冲电压,加到工件电极和工具电极上,此时工具电极和工件均淹没于具有一定绝缘性能的工作液中。在自动进给调节装置的控制下,当工具电极与工件的距离小到一定程度时,在脉冲电压的作用下,两极间最近处的工作液被击穿,工具电极与工件之间形成瞬时放电通道,产生     

金刚石烧结电极放电烧蚀加工蚀除机理

为了提高电火花加工效率,采用内部随机分布金刚石颗粒的管状烧结磨头作为放电诱导烧蚀加工电极。首先利用烧结电极金属基体和钛合金材料产生电火花诱导放电,通过电极内部进气孔冲入助燃氧气,使材料表面产生电火花诱导烧蚀。其次利用电极中的金刚石颗粒在线修整烧蚀加工的氧化表面,提高烧蚀效率及表面质量。对钛合金TC4进行钻削试验,从高效烧蚀加工及金刚石颗粒修整作用两个过程分别对该加工方法的微观蚀除机理做了具体分析,并与常规电火花钻削、紫铜电极烧蚀钻削进行对比,分析了材料去除率、表面质量等指标。结果表明,在相同试验条件下,金刚石烧结电极的烧蚀加效率是常规电火花钻削加工的14.5倍,并获得了近似机械加工的表面质量。     

多孔质电极电火花加工工艺

多孔质电极电火花加工采用多孔材料作为工具电极。多孔质电极由紫铜颗粒经高温烧结获得,在加工过程中可利用颗粒间孔隙形成的流道实现分布式的全向内冲液。通过制备符合电火花加工要求的多孔质电极并搭建实验系统,对多孔质电极的电火花加工性能进行了实验研究。经与实体电极进行对比发现,在工件上表面加工较浅的型腔时,由于多孔质电极表面不平整,易发生大量的侧向放电,其在材料去除率方面与实体电极相比没有优势;而在深孔中加工时,由于排屑条件恶化,采用多孔质电极后可利用分布式的内冲液极大改善极间状态,并可采用不抬刀方式加工,相同条件下材料去除率达到实体电极的4倍。     

电火花加工中减小电极损耗的方法和实验研究

制作一种电火花小孔加工用Cu-Ni复合电极,其原理是基于电镀层和基体材料性能的差异,改变电极材料电蚀性能,保证电极端面和侧面的均匀损耗。在D703F型高速电火花小孔加工机床上,用Cu-Ni电极加工1Cr18Ni9Ti不锈钢材料,与常用的普通铜管电极对比。结果表明:在相同的加工条件下,Cu-Ni复合电极的电极损耗明显降低,同时改善了因电极损耗引起的被加工工件的尺寸精度和形状精度。     

电铸工艺对工具电极材料抗电蚀性能的影响研究

提升基于准LIGA工艺制作的微细电火花加工工具电极材料的耐电蚀能力,是准LIGAMicroEDM组合加工高深宽比三维微结构可靠实现的重要研究内容。论述了该组合加工的技术优势及其工艺路线,理论分析了电铸电极材料电蚀性的影响因素,试验研究了电沉积工艺参数和操作条件如添加剂种类及其添加量、电流密度、温度等对电铸铜工具电极电蚀能力的影响。结果表明,组合添加适量明胶和Cl-,在适当的电流密度和温度等工作条件下,电铸出的铜工具电极在微细电火花加工中表现出超强的耐电蚀能力,重量相对损耗为0.3%。     

TiB2/Cu复合材料的电火花加工电极

粉末冶金法制备的颗粒增强TiB2/Cu被首次用作电火花加工电极材料,经试验验证为优良的电极材料.不同电流、脉宽下的试验表明：TiB2体积分数为5%的电极耐损耗性能优于40%的电极.脉宽100μs下时,加工速度和电极损耗率的变化均比较剧烈,而当脉宽达到100μs以上时,变化相对平缓.分析表明TiB2/Cu电极电加工特性与其他铜基复合材料电极类似.同时环境扫描电镜和能谱分析系统记录下的电极表面形貌和元素变化反应了该电极的腐蚀机理和对碳、氧及工件中的重金属元素的吸附作用.     

电极材料对电火花加工金属蒸汽能量传递影响

单次火花放电过程中存在工具电极表面喷爆出的金属蒸汽,不同电极材料产生的金属蒸汽炬会携带不同的能量传递到工件表面,进而对工件表面能量的获得及放电痕尺寸产生不同的影响.基于电火花加工放电过程中能量分配及电极金属蒸汽炬能量理论,对工件获得能量及蒸汽炬能量传递机理进行分析,利用ANSYS建立电火花加工表面热源与材料蚀除仿真模型,采用不同工具电极材料进行放电加工实验.研究表明:在一定误差范围内,仿真模型能够预测表面热源及放电痕尺寸.采用大密度和高沸点的钨材料作为工具电极可以传递更多的能量并产生大尺寸的放电痕,但放电痕尺寸也受到蒸汽喷射量和蒸汽炬力冲击的影响.