電解放電復合加工是一種利用電解液中的火花放電作用,來對工件材料進行蝕除加工的方法。其電解作用與電火花作用在一定條件下能夠同時并存,并產生一些特殊現象。特別是對非導電超硬材料的加工取得了一定的加工效果。其加工方式有機械電解放電復合加工和充氣式電解放電復合加工。
(1)機械電解放電復合加工
1)機械電解電復合加工原理
圖中工具電極為齒狀圓周電極,該電極裝在由變頻調速電動機驅動的回轉主軸頭上,該主軸頭可沿Z軸作上下運動;工件裝在可作X軸和Y軸方向運動的工作臺上;工作液通過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。加工時所需的非導電氣體相及連續可控的脈沖性火花放電,均通過高速旋轉的齒電極與工件間的相對運動形成。
在機械電解放電復合加工過程中,半徑較大的工具電極以很高的速度作旋轉運動,因此其圓周上的電極齒的切向速度很大。這一高速運動的電極齒進入慢速澆注工作液中時,會產生很大的沖擊力和離心國和,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表面。該氣膜使工具電極與工件絕緣隔開。當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、電場強度增加,此時若某處的電場強度達到該氣體相的擊穿強度便產生火花放電。當工具電極齒離開工件時,火花放電停止。這樣如此往復地進行下去,便達到火花蝕除工件材料的目的。此種方法僅適合加工非導電超硬材料的表面。
2)機械電解放電復合加工的特點
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運動中產生,使加工設備簡化,降低了設備成本。
b.工具電極上開槽并旋轉,有利于電蝕產物的排除,提高了加工過程的穩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,可以長期使用不需修整。
d.在一定的運動條件下,可實現加工平面、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)充氣式電解放電復合加工
1)充氣式電解放電復合加工原理 充氣式電解放電復合加工原理如圖所示,加工時,由氣壓可調的供氣裝置,通過電極的內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。當脈沖電壓加到工具電極與輔助電極之間時,使在工具電極表面氣體層產生電場強度。該氣體膜中某處的電場強度如果達到擊穿強度,便在該處產生火花放電,利用電火花放電時產生的瞬時的高溫及沖擊作用來達到蝕除工件的目的。
2)充氣式電解放電復合加工的特點
a.電解液中產生火花放電的條件是兩極間必須有非導電相存在,在一非導電相可由電解和非電解作用形成。
b.在進行形孔加工時,工具電極側面應加以絕緣,以減少電解能的消耗和提高效率。當工具電極直徑小于2mm時,可用電解作用直接形成非導電體相的方法進行加工。
c.當工具電極直徑大于2mm時,這一應用認為:充氣的方法在電極端面形成非導電氣體相來加工非導電超硬材料的新方法,其最大特點是可以高效地加工非導電超硬材料的較大平面和其他成形面。