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立式车床加工速度与工具电极的损耗速度

1.加工速度
  一般常用单位时间蚀除的材料体积来表示加工速度(mm’/min),有时(如检测加工指标时)也用单位时间蚀除的材料质量(s/min)来表示。立式车床提高加工速度的途径主要有提高放电脉冲频率及增大单个脉冲能量。通过压缩脉冲间隔可提高放电脉冲频率,但脉冲间隔过短易产生电弧放电,反而降低加工速度;加工中心而增大单个脉冲能量主要依靠加大脉冲峰值电流及加大脉冲宽度,但也要适度。高加工速度只适用于电火花成形加工的粗、中加工。
  2.工具电极损耗速度
  为了降低电极的相对损耗,必须充分利用放电过程的极性效应和吸附效应,同时要选用适宜的材料制作工具电极。
   (1)正确选择极性。通常在窄脉宽精加工时采用正极性加工(即工件接脉冲电源正极),而在宽脉冲粗加工时采用负极性加工。
  实验表明,立式车床当用紫普通车床铜电极加工钢工件时,采用正极性加工,无论脉冲宽度大小如何,电极的相对损耗均大于10%;而采用负极性加工,电极的相对损耗随脉宽的增加而明显减少,当脉宽大于1201Ls时,电极的相对损耗将小于1%。只有当脉冲宽度小于15胪时,正极性加工的工具电极相对损耗才比负极性加工时小。
  (2)利用吸附效应。当使用煤油做工作液时,在放电过程中,在局部高温作用下,煤油将发生分解,产生大量的碳微粒。这些微粒一般带负电荷,在电场力作用下会逐步向正极移动并吸附到正极表面,形成吸附碳层,通常称其为“碳黑膜”。当采用负极性加工时(电极接脉冲电源正极),碳黑膜将对电极起到保护和补偿作用,从而能实现所谓的“低损耗加工”或“无损耗加工”。由于碳黑膜只能在正极表面形成,因此只有采用负极性加工才能利用碳黑膜的补偿保护作用。为保持适宜的温度场和电极吸附碳黑的普通车床时间,增大脉宽是有利的。实验表明,当峰值电流、脉冲间隔一定时,碳黑膜厚度随脉宽的增大而增加;而当峰值电流、脉冲宽度一定时,碳黑膜厚度随脉冲间隔的增大而减小。这是由于脉冲间隔增大,放电间隙中介质消电离作用增强,放电通道分散、电极表面温度降低,使吸附效应下降所致。反之,随脉冲间隔的减少,电极损耗因碳黑膜补偿保护作用增强而降低。但脉冲间隔太小将使放电间隙来不及充分消电离、蚀除产物来不及排出而导致电弧烧伤。因此,采用强迫冲、抽油有助于蚀除产物的排出及间隙的消电离,使加工保持稳定。但是,强迫冲、抽油将使吸附效应降低,不利于降低电极损耗。
   因此,立式车床在加工过程普通车床中采用冲(抽)油时,要注意控制冲(抽)油的压力,使其在发挥排出电蚀产物及消电离作用的同时,又不使吸附效应明显下降。
  (3)正确选用电极材料。选用合适的电极材料是减少工具电极损耗的重要措施。钨、钼等高熔点合金虽然损耗小,但因其机械加工性能差,价格昂贵,除电火花线切割加工用做电极丝外,在电火花成形加工中很少采用(加工微细孑L、狭槽等特殊用途除外)。铜的熔点普通车床虽低,但其导热性好,周此损耗较小,常用作中、小型腔加工的电极材料。石墨热稳定性好,熔点高,而且在大脉宽加工时能吸附工作液中的游离碳,补偿电极的损耗,所以相对损耗很小;因其密度很小(只有紫铜的1/4),故广泛用于粗加工及大型腔加工的电极材料。铜石墨、铜钨、银钨合金等复合材料导热性好,且熔点高,故损耗小。但其价格偏高,且机械加工性能较差,通常仅在精密加工或特殊加工中采用。
  应当注意的是,上述诸因素对电极损耗的影响往往是综合的,应根据生产实践,不断摸索、总结工艺经验,追求最佳的工艺效果。

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