1、不适当的加工标准和超出放电截面电流密度承受能力的使用会导致问题。脉冲间隔过小,放电能量的施加不能随意进行。想要更快地加工,就需要增加施加的电流,这通常指的是峰值电流,即脉冲导通时流过放电通道的电流。电流作用的时间很短,取决于脉冲导通的时间,即脉宽。在加工设备上,电流表显示的或模拟电流表显示的电流值是脉冲电流的平均值,因为脉冲是间歇性放电的。一般来说,峰值电流取决于放电回路功放元件的数量和施加的电压,与脉宽和脉间无关。而加工电流除了与峰值电流有关外,还可以通过调节脉宽和脉间来改变。
石墨电极的放电电流密度约为6~8(A)/cm²,超过此值会出现异常放电和积炭的概率增加。
正确的处理方法是,正确估算放电面积,根据放电面积选择加工参数。
例如,有一个方形电极,其放电面积为3×3(mm),在选择放电参数时,首先选择□3的模类型条件,然后根据电极缩小量选择一个合适的起始加工条件。
这里需要注意的是,应根据放电面积来估算放电电流,这个面积的电流正常值应控制在电流密度值的1/9左右,可以适当加大一些,以不超过2.5A为宜,过大的话则容易产生积炭。因此,对于一些细小的电极,没有必要将电极缩小量做得太大。如上例电极,单面0.1的电极缩小量基本满足。
进口放电设备的加工参数设置比较齐全和科学,一般只要根据需要选择即可。但有些台湾机或国产中低档火花放电机的加工参数通常不如进口机那么具体,甚至没有专家库供自动选择,只能根据操作员工经验自行选取加工条件。选取加工条件的原则是相同的,首先要估算加工面积,确定放电电流,因为如上所述放电电流与脉宽和脉间有关,所以还需要考虑这两者的搭配关系,特别是要注意设置合理或足够的脉间。没有足够的脉间时间会使放电通道来不及消电离,放电过程一直处于导通状态,形成电弧放电(即积炭)。在不确定的情况下,宁可把脉冲间隙设置得大一些,以提高加工稳定性。
2、不良排屑
A、加工深度的影响
当放电截面积越小,加工深度越深,排屑就会变得越困难。对于这类腔体的加工,提高排屑质量是关键。在电火花排屑方面,目前有两种常规方法:一种是冲液法,另一种是浸液法。此外,还可以在浸液加工中选择冲液法辅助,以提高液体流动性,加强排屑效果。从加工精度和排屑效果来看,浸液式比单纯冲液式方法要好得多。浸液式加工方法的排屑机理是利用主轴的高速运动,使型腔处于高压或真空状态,引发液体的强烈扰动,从而达到排屑的目的。进口设备由于主轴运行加速度极高,非常适合这种排屑方法,效果也非常好。冲液式加工方法由于液流流向和压力不均匀,可能导致排屑不彻底,排屑物聚集的地方容易产生二次放电,影响型腔精度;其次也容易导致积炭,因此在条件允许的情况下,应尽量采用浸液式加工方法进行加工。
B、加工部位的影响
电火花放电部位与是否容易形成积炭有关。开放式放电加工并不一定比加工盲孔放电稳定性高,只加工一个面有时反而比同时加工全部周面更容易导致加工稳定性变差。原因如下:电火花排屑主要依赖于加工液的扰动,或冲刷、或挤压等,液体流动性越强,排屑越彻底。而在只加工一个面的情况下,由于电极的上下运动不能引起加工液的强烈扰动,而且如果主轴上下跳动的距离比较小,电蚀产品不能脱离放电间隙,容易导致加工稳定性变差甚至积炭。如下图所示。
在这种情况下,如果机床性能出色,能够实现三轴联动加工,最好采用侧向伺服方式加工,使电极在回退时稍微离开加工面一段距离,以便电蚀产品能顺利被冲刷掉。如果没有条件,尽量增加主轴运动幅度,使加工面尽可能暴露在加工液中,以便排出电蚀物。
C、液流处理的影响
在放电加工中,液流处理非常关键。液体流动方向应顺着电蚀产品发生的方向。如果液流方向不是与放电间隙平行,而是垂直于放电间隙,那么放电状况可能会变得更糟。在加工上述物品时,仅靠浸液加工可能效果不佳,最好辅助采用冲液方法。
D、电极材料质量的影响
电极材料质量也是导致加工异常的主要原因之一。一般来说,石墨材料出现质量问题的几率比铜材会高一些。原因是石墨制作工艺复杂,另外毕竟是一种非金属材料,许多特性是有别于金属材料的。石墨的质量问题一般表现在原料比较疏松,容易掉渣、放电粗糙度不均匀等。但所有这些现象并不等于一定是石墨质量问题,也可能是加工状况不好,加工条件用得不恰当同样会引起这些问题,只有在排除了这些可能性后再考虑是否原料问题。