放电加工之电极尺寸与加工参数

放电加工法特别适用于高强度、高硬度材料的加工, 不同尺寸的电极直径由9.5mm至0.5mm、300mm与26mm,以传统放电加工机与微细放电加工机,对工具钢SKD11与SKD61进行加工,探讨电极尺寸与放电加工参数对加工表层特性的影响。放电加工之电极尺寸与加工参数 第2张

微细放电加工表面与传统放电加工的表层特性是一样,不同在于微细放电加工表面全被浅坑参差任意覆盖,每个浅坑都可以清楚被辨识,都代表每一个电弧柱的时间顺序与位置,若其与加工参数回归分析,可以得到浅坑直径与放电电压 、放电电流与放电持续时间之经验公式。

在电极尺寸大于500mm的传统放电加工中,扩孔量、消耗比、表面粗糙度与白层厚度,皆受放电电流与放电持续时间要影响,而电极尺寸不影响其他表层特性,只影响表面裂纹生成。

在电极尺寸小于500mm的微细放电加工中,放电电压与放电电容对表层特性的影响,则大过于其他加工参数,过小的放电电压将导致加工不稳定,过大的放电电压则将恶化放电加工表层特性,而降低放电电容虽可以提升放电加工表层特性, 但当放电电容小于20pF时,由于电路中游浮电容将导致连续电弧与加工短路,也将恶化放电加工表层特性。

在放电加工参数对放电裂纹影响方面,发现当放电电流增大时,白层厚度歧异度增大,厚度大的白层所占比例少,因此可以降低裂纹生成,而当放电持续时间增大时,由于白层整体厚度提升与引入更多应力,因此也助于裂纹开展。 在电极尺寸方面对于裂纹影响方面,当电极尺寸减少时,由于电极中心到电极中间的距离缩短,导致温度梯度变化小,因此表面裂纹不易生成。

以裂纹临界界线预测裂纹生成与否,在裂纹临界界在线方为裂纹生成区,在下方则为无裂纹区,发现加工材料的热传导系数将影响曲线斜率,当热传导系数增大时可增加其斜率而电极尺寸则使裂纹临界界线产生平移位移, 电极尺寸缩小可增大无裂纹区之区域。

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