电火花和电化学技术的集合来研究开发微小孔加工的介绍
一、引言
微小孔在工业中被广泛使用,如汽车发动机喷油嘴、涡轮发动机叶片冷却孔等。微细电火花技术作为深微孔加工的主要工艺之一；具有成本低、精度高的优势。但对于大深度的微孔加工，受孔底电蚀产物积聚的影响，随着微孔加工深度的增加，放电稳定性急剧恶化，导致微孔加工深度有限，难以满足极大深径比的加工需求。
二、深孔技术特点
针对深微小孔加工过程中电蚀产物积聚影响放电稳定性导致深孔加工深度有限的难题，为实现纯钨材料深度120mm，孔径<0.25mm超深微孔的加工，利用气泡辅助排屑的电火花微孔加工方法。该方法通过利用电化学作用产生气泡驱动电蚀产物排出，使深孔加工如浅孔加工一样，放电过程不受孔底电蚀产物积聚的影响而稳定进行；另外，电火花放电引爆电化学作用产生的氢气和氧气发生微爆，促进材料的蚀除，可进一步提高微孔加工速率。实验结果表明，在加工效率方面，该方法采用外径0.15mm，内径0.06mm的硬质合金管电极在纯钨材料加工5个20mm深通孔，单孔加工时间9-10min，而传统电火花单孔加工时间为23-31min。在穿孔能力方面，穿孔深度随着穿孔时间呈现线性增，,38min即在纯钨材料上加工出深度55mm，直径0.2mm通孔，解剖结果显示该孔圆柱度好，不存在"腰鼓"现象。而在相同条件下，传统电火花加工孔至深度约20mm时，加工过程变得不稳定，加工时间从20min增加至40min，孔的深度几乎没有变化，但孔内部"腰鼓"现象明显，孔内部直径(0.5mm)远大于孔口直径(0.2mm)。在表面微观形貌方面，通过将加工的孔沿轴线剖开后置于扫描电镜下观察发现，传统电火花加工的表面由电腐蚀凹坑叠加构成，表面可看到明显的再凝固相。而采用本方法加工形成的表面，表面几乎看不到再凝固相，同时表面存在尺度远大于电火花放点凹坑的不规则凹坑。这证明了微爆炸作用的存在。这些大尺寸的凹坑是由电火花放电引爆电化学作用产生的氢气和氧气，释放的能量在工件表面蚀除材料形成的。利用气泡辅助排屑的电火花微孔加工方法，使用外径0.15mm，内孔0.06mm，长度300mm的硬质合金管电极，在厚度120mm纯钨合金表面进行穿孔试验。经过132min的加工，120mm的纯钨被打通，孔入口直径为0.22mm，电极长度损耗为110mm。
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