用高速电火花加工模具小深孔

用高速电火花加工模具小深孔
摘要文章介绍了电火花穿孔机的工作原理、特点及其在电子陶瓷模具加工领域的应用，以实例说明用高速电火花穿孔机加工电子陶瓷模具小深孔的方法，可以缩短模具制造周期、降低废品率、提高企业经济效益。

关键词高速电火花穿孔机，电子陶瓷模具，小深孔加工
1前言
电子陶瓷模具具有体积较小、尖角、窄缝、孔较多等特点，常采用线切割、钻孔等加工方法。

传统的钻屑加工，钻头的导向难以保证，冷却、排屑困难，
易造成钻头折断且加工时间长；使用高速电火花穿孔机加工小深孔则可以保证孔的直线度和圆柱度。

图１、高速电火花穿孔机工作原理示意图
2高速电火花穿孔机的工作原理及组成
2.1 工作原理
电火花加工是利用两电极间脉冲放电时产生的电腐蚀对工件进行加工。

在工具电极与工件相互接近时，极间电压在最靠近点使介质电离击穿而形成火花放电，并在火花通道中瞬时产生大量热能，使金属局部熔化甚至汽化、蒸发而蚀除下来。

图２、高速电火花穿孔机
高速电火花穿孔机的工作原理与电火花加工的工作原理相同。

工具电极采用金属管，管中通入高压的工作液（去离子水、蒸馏水、乳化液等）。

加工时，工具电极作高速旋转和伺服进给运动，同时高压工作液从电极管中喷出，迅速将电蚀产物排除。

其工作原理如图1所示。

2.2 组成
图2所示的是一台高速电火花穿孔机，由床身、脉冲电源、工作液净化及循环系统、电极夹头和导向器组成。

主轴采用直流伺服或步进电机驱动，转速可调、加工稳定性好、噪音低。

可根据电极-工件和电极材料的不同选择相应的加工参数，参数调节范围大，从而稳定控制加工间隙，也可直接从工件曲面、斜面
穿入。

主要用于加工不锈钢、淬火钢、硬质合金、铜、铝等各种导电材料上直径为0.3～3mm的小深孔加工（深径比可达200:1）；也可在不损坏原孔或螺纹的前提下蚀除折断在工件中的钻头、丝锥。

3高速电火花穿孔机的特点
高速电火花穿孔机主要有以下特点：
（1）电极用管电极，无需加工；
（2）高压冲液通过中空的管状电极，可改善排屑，使电极底部的放电间隙均匀；
（3）加工速度快。

图３、电子陶瓷模板
4高速电火花穿孔机在电子陶瓷模具制造中的应用
电子陶瓷模具是电子陶瓷生产的重要组成部分，一般选用耐磨性好、硬度高的材料。

图3所示的电子陶瓷模具板，材料为Cr12，板厚35mm，需进行淬火处理。

此模具板上有4个φ0.8mm的小孔，孔的深径比为44:1；6个R1.5mm的长孔，孔的深径比为12:1，此孔为长形小孔，适宜线切割加工（线切割加工前要先加工一个穿丝孔）。

若使用传统的钻削方法加工φ0.8mm的小孔和R1.5mm长孔的穿丝孔，其加工工艺路线为：（1）用φ0.8mm的钻头加工φ0.8mm的孔；
（2）用φ1mm钻头在R1.5mm的孔中心钻削一个穿丝孔；
（3）热处理淬火HRC50～55；
（4）用φ0.5mm的钼丝做电极，切割R1.5mm 的孔。

在该钻削过程中排屑困难，切削液很难送到孔内和切屑刃上。

Cr12材料较硬，钻孔时对工人操作的技术水平要求颇高，稍有不慎，就会造成钻头在孔内折断。

高速电火花穿孔机主要用来做小深孔的加工，其工艺路线为：
（1）热处理淬火HRC50～55；
（2）用φ0.8mm的铜管做电极，加工φ0.8mm 的孔；
（3）用φ0.6mm的铜管做电极，加工R1.5mm 长孔的穿丝孔；
（4）用φ0.5mm的钼丝做电极，切割R1.5mm
的长孔。

对比两种加工方法可知:钻削加工孔时，淬火需在钻孔之后进行，否则会因为材料太硬造成钻孔困难；而用高速电火花穿孔机加工小深孔，可先进行淬火处理，再钻孔。

钻削加工φ0.8mm、深35mm的小深孔，需要几分钟甚至更长时间，而用高速电火花穿孔机加工同样大小的孔，只需30s左右。

实践证明，传统的钻削加工方法，既耗时又费材料，增加了模具的制造成本；而用高速电火花穿孔机加工小深孔，则缩短了模具的制造周期，降低了生产成本。

5 结束语
高速电火花穿孔技术的应用，改进了传统加工工艺。

实践证明，用高速电火花穿孔机代替钻床加工电
子陶瓷模具中的小深孔或线切割的穿丝孔，可以避免钻头的损耗、减少废品率、提高模具的质量、缩短模具的制造周期。

随着人们对产品的花样和质量要求的提高，高速电火花穿孔技术的应用将越来越广泛。

参考文献
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2 王红妍.利用高速电火花加工深小孔[J].机械工人冷加工,2006,3
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