大面积镜面加工技术在精密磨具方面的应用（1）-发展
【摘要】介绍了精密模具镜面加工的意义及国内外电火花镜面加工的研究概况。在讨论电火花镜面加工机理的基础上对镜面加工的工艺参数、加工设备、影响因素等问题进行了分析并对精密模具电火花镜面加工的主要关键技术进行了讨论。包括镜面加工脉冲电源的设计、镜面加工电火花控制系统、电极和工件材料的影响因素、混粉工作液加工工艺等。
随着科学技术的发展高技术产品正在向高精度、高速度、高温、高压、大功率、小型化的方向发展。为适应这一要求各种新结构、新材料和复杂形状的精密零件大量出现其结构形状越来越复杂、材料越来越强韧、精度要求越来越高。特别对零件的表面完整性提出更高的要求。传统的加工方法难以解决钛合金、复合材料、粉末冶金等难加工材料、模具的复杂型腔、发动机叶片、燃烧室、喷油嘴等复杂型面以及薄壁元件等特殊形状的工件的镜面加工问题。因而特种加工技术成为产品制造技术中不可缺少的重要分支。其中电火花加工技术以其本身固有的特点在精密模具及航空航天、军事、仪器仪表工程中精密零件的精加工和超精加工中起着越来越重要作用。
模具的表面质量对模具的寿命起着关键性的作用。目前模具型腔和精密零件抛光大多数还依赖于手工来实现。有些模具的抛光时间约占模具整个制造周期的1/3。无法从根本上缩短模具制造周期而且手工抛光劳动强度大、劳动条件差、抛光精度低，这在复杂型腔加工中有着极大优越性的电火花成形加工相比很不相称。因此发展电火花镜面加工是电火花加工技术的重要方向之一。模具工业具有高技术和高附加值的特点,所以模具加工技术已成为各工业发达国家重点发展的工业技术之一。目前我国的大量模具尤其是精密模具还依赖于进口,因而进行精密模具镜面加工技术的研究具有重要的意义
国内外电火花镜面加工的进展情况早在上世纪70年代末期日本sodick公司首先开创了电火花镜面加工(表面粗糙度Ra<0.1um)的研究。目前国外在超精加工电源方面的研究进行了卓有成效的工作,达到了较高的水平。如日本的Japax公司研制的NP-F电源，sodick公司的pika电源都实现了Ra<0.1um的镜面加工。可在较大加工面积条件下实现Ra=0.32um加工效果。瑞士的Charmillers公司研制的纳秒级的脉冲电源SPS,其最佳加工表面粗糙度值能达到Ra=0.055um。但目前实现电火花镜面加工(Ra<0.1um)仅局限于小面积。目前世界各国的研究方向是大面积电火花镜面加工以及三维曲面的电火花加工。目前大面积电火花镜面加工以及三维曲面的电火花镜面加工已成为世界各国的重要研究方向之一。国内有20多家科研院所和厂家正在进行电火花成型加工方面的研究。总体水平同日本、瑞典等国家有一定差距。山东华云机电有限科技公司可以实现大面积条件下最佳表面粗糙度值Ra<0.8um.
