微细电火花电极损耗及极间放电规律研究

• 作 者: 马光胜
• 发表日期: 2020年01期
• 关键词: 微细电火花 电极损耗 钛合金 微孔加工 螺旋电极

钛合金材料微小孔电火花加工中,由于微孔加工脉冲能量小,电极与工件间加工间隙较小,当加工微细深孔时,电蚀产物难以从狭小的加工间隙排出,使极间放电状态变的复杂;各电参数之间相互制约、相互影响,加工工艺复杂,对微孔加工质量影响较大;同时过多的电蚀产物会增加二次放电概率,造成放电频繁短路,使加工不稳定甚至难以实现。为改善加工状态和提高加工质量,本文首先通过对电参数进行研究,探究各电参数对微孔加工的影响规律。并在此基础上对异形电极加工以及电极形状对微孔加工的影响进行研究。通过对不同深度微孔加工试验,研究了加工峰值电压、峰值电流、放电间隙、脉冲宽度和脉冲频率等参数对钛合金微孔加工过程中的电极损耗、加工质量和加工效率的影响。为进一步改善放电加工状态,对工具电极的形状参数进行研究。设计制造出Φ0.21mm深沟槽电极和单旋深沟槽电极,并应用不同深度沟槽电极进行了Ti6Al4V微孔加工试验。试验结果表明:单旋深沟槽电极能明显的改善微孔加工质量、降低加工时间和减小电极损耗。当沟槽深度为直径的50%时电极损耗最小,沟槽深度为直径的60%时微孔加工形貌最优。在深沟槽电极研究的基础上,设计和制造出螺旋沟槽电极并进行了微孔加工试验。为解决低刚度微细螺旋沟槽电极加工问题,采用电极双导向装置微细电火花电极端面铣削加工方法,有效解决了双螺旋沟槽电极的加工问题。利用不同的螺旋槽升角和螺旋槽深度的电极进行了微孔电加工试验,试验结果表明:螺旋沟槽电极能明显改善微孔排屑问题。稳定加工深度明显增大,当电极螺旋槽升角为40°时可获得较好的加工质量。