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数控电火花小孔机床的加工工艺应用领域诠释


时间:2012-08-31 10:08
 

                              数控电火花小孔机床的加工工艺应用领域诠释

 数控电火花小孔机的一个长处便是孔的直径规格非常小,例如其直径可以达到只有一根头发丝那样细
                      图1

  在硬质材料上加工极小钻孔时,电火花线切割工艺便有了用武之地。流畅、精确和高品质,电极也越来越向深度发展。在钻孔过程中,软件影响着深度尺寸和电火花的特性。
  
  电火花小孔机床加工特别适用于具备导电特性的硬质材料的加工。加工精密圆形微孔范围一般在¢0.08~¢3mm,孔深一般在1~3mm以内。例如采用1.0mm直径的电极,即可以达到700mm的钻孔深度。迄今为止,在高合金硬质材料所达到的最大钻孔深度为1500mm。另一种极端情况便是小型钻孔,只有大约一根发丝那么厚(图1)。迄今为止在高合金材料上所达到的最大钻孔速度大约为70mm/min。
  
  数控电火花小孔加工机床可应用于工具和模具制造行业、航空和航天工业、机床制造业、玻璃工业、汽车制造和制药行业。主要的应用场合可以是初钻孔、喷嘴孔、排气孔(例如汽车行业的铸件模具)、塑料工具的冷却孔、涡轮铲的真空孔。
  
在涡轮叶片上以极大的倾角对冷却通风出入口进行钻孔,与传统的钻孔工艺相比,电火花加工的优点非常明显。传统加工工艺在1mm以下等级上会出现问题,在0.10~3.0mm(特殊情况下至10mm)的直径范围内,机械钻孔完全由电火花钻孔所替代。其好处是极大节省时间和费用,这是因为诸如刀具破裂、刀具钝化和刀具修磨等现象就不会再出现。电火花加工可以确保孔径的高精度、孔的垂直度和圆柱度以及无毛刺和不偏向。经过硬化处理的钢材也可以接受电火花加工处理。因此,可以避免传统的先钻孔后淬火的板材的淬火变形的现象。甚至难切割材料(如钨、钛、因康镍合金、镍基合金、不锈钢合金和钼等)也都可以接受加工。采用电火花机床,可以以极陡的角度进入工件的表面并蚀穿未知的空区。整个过程精确可控,而无需事先设定精确的钻孔深度。
  
 
图2大型柴油发动机的注油嘴
  
  经过多年的研发,现成功地研发出一种不受电极损耗影响而可达到对电极贯穿程度的探测和通过机床电控单元来影响电火花加工深度和特征的系统(图4)。
  
  不同的加工工艺会对电极磨损程度产生不同的影响,因此,很难对电蚀深度进行可重复的精确的控制。此外,在电蚀过程中电火花工艺也会发生变化,因此,在电蚀轴线上即使再继续推进2~3mm的话,也会需要与100mm钻孔本身所需一样长的时间。这又会影响到孔的直径精度和电极在锥度和同圆度上的外形尺寸。
图3在对叶片上的大倾角出入孔进行加工时,采用穿透识别系统可以确保在不损伤紧邻其后的后壁的情况下实现精确的电蚀深度。穿透识别系统由硬件元件和一个相应的智能软件组成,它在识别电极贯穿之后,可以依据用户的不同要求,实现不同的措施。

  图3
  在其他使用条件下(例如在工具和模具制造中),这种穿透识别技术也有很多好处。设备操作人员可以无需考虑电极磨损问题。他只负责在材料、电极直径和加工策略之间做出合理选择即可。其他方面均由智能控制系统在瞬间完成。生产企业则追求不断提高生产的效率、灵活性和合理性。
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