電火花電參數(shù)對工件加工質(zhì)量的影響

楊紅++郭烽

摘 要：航空發(fā)動機是復雜的工業(yè)產(chǎn)品，其對于數(shù)控加工要求較高。電火花數(shù)控機床是一種在航空發(fā)動零部件加工過程中使用較多的一種數(shù)控設(shè)備，其能夠?qū)σ恍碗s的型面工件進行加工。為提高電火花機床的加工質(zhì)量需要對影響電火花機床加工質(zhì)量的影響因素進行分析，本文在分析使用電火花機床加工電參數(shù)對工件質(zhì)量的影響實驗研究的基礎(chǔ)上，通過對電火花機床加工過程中單一參數(shù)的改變來分析其對加工工件質(zhì)量影響，總結(jié)分析了電火花機床各加工電參數(shù)（如極性、峰值電流、脈沖寬度、脈沖間隔等）對工件表面材料表面質(zhì)量的影響。

關(guān)鍵詞：放電加工；實驗；電參數(shù)；表面質(zhì)量

中圖分類號：TG661 文獻標識碼：A

航空發(fā)動機是航空器的心臟，同時也是工業(yè)結(jié)晶之花。航空發(fā)動機所組成的零部件多達成千上萬個，其中電火花機床是一種在航空發(fā)動機加工制造中應用較多的一種設(shè)備，其能夠進行復雜工件的加工制造，做好電火花機床加工參數(shù)對于加工質(zhì)量的影響分析對于提高零部件的加工質(zhì)量有著十分重要的意義。本文在分析各電加工參數(shù)對于加工質(zhì)量影響的基礎(chǔ)上對如何做好電加工參數(shù)的調(diào)整進行了分析闡述。

1.電火花機床電加工參數(shù)影響實驗準備

本實驗以D7140機床為基礎(chǔ)，對50mm×30mm×20mm的45鋼試件進行試切加工。電火花機床的電極采用的是φ0.6mm黃銅電極，以及其他一些檢測儀器等。

2.電火花機床放電加工參數(shù)影響實驗方案

電火花機床放電加工是多參數(shù)共同作用的結(jié)果，各加工參數(shù)之間相互作用、相互影響共同對電火花機床的加工質(zhì)量造成影響。電火花機床所采用的放電加工參數(shù)主要分為電參數(shù)和非電參數(shù)兩大類。其中電火花機床的電參數(shù)及設(shè)定范圍如下：電參數(shù)設(shè)定范圍為：脈寬16μs～150μs、脈間40μs～200μs、峰值電流12A～28A、走絲速度0.1m/min～ 0.5m/min、導絲桿轉(zhuǎn)速20r/min～120r/min。而電火花機床中的非電參數(shù)主要有：工件的加工面積、加工深度、沖抽油方式、加工所采用的電極材料形狀等。在實驗的過程中將其他參數(shù)固定對加工過程中所使用的參數(shù)進行單一改變，通過記錄參數(shù)改變后工件表面的加工質(zhì)量來對加工參數(shù)所造成的影響進行分析。實驗加工過程中采用Z向加工模式并做好電極的固定。

3.電火花機床加工實驗結(jié)果分析

3.1 極性加工對工件加工所造成的影響

電火花機中加工采用正極性加工，相較于傳統(tǒng)的負極性加工有著較為明顯的優(yōu)勢，其實驗結(jié)果如圖1所示。在正極性加工時，其放電加工過程主要以電子流對正極性的蝕除作用為主，因此加快了材料的去除速度但是相較于負極性加工在加工后的表面粗糙度上較弱。下述實驗中主要以正極性加工為主。

3.2 脈沖寬度對電火花加工所造成的影響

在電火花加工中，材料的去除率與脈沖寬度呈現(xiàn)出線性相關(guān)的關(guān)系，隨著脈沖寬度的不斷加強，當單個脈沖能量過大時將會在加工工件表面形成凹坑從而影響工件表面的粗糙度。脈動寬度增大有范圍限制，當超過某一范圍時材料的去除率將會降低。

3.3 脈沖間隔對電火花加工所造成的影響

脈沖間隔與材料去除率呈正比與加工后材料表面的粗糙度呈反比。在實際的加工時采用較小的脈沖間隔也能獲得較高的去除率，但是脈沖間隔過小將會導致加工的不穩(wěn)定從而影響加工過的質(zhì)量。

3.4 峰值電流對電火花加工所造成的影響分析

峰值電流與脈沖能量的大小密切相關(guān)，通過實驗表明，峰值電流對于材料去除率和粗糙度的影響比重較大，峰值電流與去除率、表明粗糙度呈正比。但是峰值電流過大時會導致電極損耗較大從而造成工件加工穩(wěn)定性較差。

結(jié)語

電火花放電加工中各參數(shù)共同作用對工件加工質(zhì)量造成影響。為提高加工質(zhì)量需要對電火花加工中的各參數(shù)根據(jù)加工需求使用有限元分析法對其進行相應地優(yōu)化。此外還應注意非電參數(shù)在電火花加工中所產(chǎn)生的影響。

參考文獻

[1]許華宇，李明輝.電火花加工理論研究現(xiàn)狀與展望[J].電加工與模具，1997（3）：8-12.

[2]狄士春，王弢，于濱，等.電火花加工脈沖電源研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].航空精密制造技術(shù)，2002（4）：6-9.

[3]亓利偉，樓樂明，李明輝.放電通道的波動性與電火花加工機理[J].上海交通大學學報，2001，35（7）：989-992.