電解放電復(fù)合加工是一種利用電解液中的火花放電作用,來(lái)對(duì)工件材料進(jìn)行蝕除加工的方法。其電解作用與電火花作用在一定條件下能夠同時(shí)并存,并產(chǎn)生一些特殊現(xiàn)象。特別是對(duì)非導(dǎo)電超硬材料的加工取得了一定的加工效果。其加工方式有機(jī)械電解放電復(fù)合加工和充氣式電解放電復(fù)合加工。
(1)機(jī)械電解放電復(fù)合加工
1)機(jī)械電解電復(fù)合加工原理
圖中工具電極為齒狀圓周電極,該電極裝在由變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的回轉(zhuǎn)主軸頭上,該主軸頭可沿Z軸作上下運(yùn)動(dòng);工件裝在可作X軸和Y軸方向運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)上;工作液通過(guò)噴嘴澆注于工具與工件之間;加工電源為全波整流直流電源。加工時(shí)所需的非導(dǎo)電氣體相及連續(xù)可控的脈沖性火花放電,均通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的齒電極與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)形成。
在機(jī)械電解放電復(fù)合加工過(guò)程中,半徑較大的工具電極以很高的速度作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),因此其圓周上的電極齒的切向速度很大。這一高速運(yùn)動(dòng)的電極齒進(jìn)入慢速澆注工作液中時(shí),會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊力和離心國(guó)和,使其表面接觸的工作液被拋離,形成一層氣膜吸附在電極齒的整個(gè)表面。該氣膜使工具電極與工件絕緣隔開(kāi)。當(dāng)工具電極齒的齒頂部與工件間的距離變小,而使齒頂處的氣體膜被壓窄、電場(chǎng)強(qiáng)度增加,此時(shí)若某處的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到該氣體相的擊穿強(qiáng)度便產(chǎn)生火花放電。當(dāng)工具電極齒離開(kāi)工件時(shí),火花放電停止。這樣如此往復(fù)地進(jìn)行下去,便達(dá)到火花蝕除工件材料的目的。此種方法僅適合加工非導(dǎo)電超硬材料的表面。
2)機(jī)械電解放電復(fù)合加工的特點(diǎn)
a.采用直流電源,使脈沖性火花放電在工具電極與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生,使加工設(shè)備簡(jiǎn)化,降低了設(shè)備成本。
b.工具電極上開(kāi)槽并旋轉(zhuǎn),有利于電蝕產(chǎn)物的排除,提高了加工過(guò)程的穩(wěn)定性和火花放電的利用率。
c.工具電極制造方面加工平面時(shí),可以長(zhǎng)期使用不需修整。
d.在一定的運(yùn)動(dòng)條件下,可實(shí)現(xiàn)加工平面、圓柱面、圓錐面和其他各種成形表面。
e.可高效地加工非導(dǎo)電聚晶金剛石、立方氮化硼等大的表面。
f.可減少大量的電解能消耗,提高了加工效率。
(2)充氣式電解放電復(fù)合加工
1)充氣式電解放電復(fù)合加工原理 充氣式電解放電復(fù)合加工原理如圖所示,加工時(shí),由氣壓可調(diào)的供氣裝置,通過(guò)電極的內(nèi)孔向工具電極與工件充氣,在工具電極的端面形成一層氣體膜。當(dāng)脈沖電壓加到工具電極與輔助電極之間時(shí),使在工具電極表面氣體層產(chǎn)生電場(chǎng)強(qiáng)度。該氣體膜中某處的電場(chǎng)強(qiáng)度如果達(dá)到擊穿強(qiáng)度,便在該處產(chǎn)生火花放電,利用電火花放電時(shí)產(chǎn)生的瞬時(shí)的高溫及沖擊作用來(lái)達(dá)到蝕除工件的目的。
2)充氣式電解放電復(fù)合加工的特點(diǎn)
a.電解液中產(chǎn)生火花放電的條件是兩極間必須有非導(dǎo)電相存在,在一非導(dǎo)電相可由電解和非電解作用形成。
b.在進(jìn)行形孔加工時(shí),工具電極側(cè)面應(yīng)加以絕緣,以減少電解能的消耗和提高效率。當(dāng)工具電極直徑小于2mm時(shí),可用電解作用直接形成非導(dǎo)電體相的方法進(jìn)行加工。
c.當(dāng)工具電極直徑大于2mm時(shí),這一應(yīng)用認(rèn)為:充氣的方法在電極端面形成非導(dǎo)電氣體相來(lái)加工非導(dǎo)電超硬材料的新方法,其最大特點(diǎn)是可以高效地加工非導(dǎo)電超硬材料的較大平面和其他成形面。