大面积镜面加工技术在精密磨具方面的应用（2）-关键技术
模具大面积电火花镜面加工的关键技术
影响电火花镜面加工质量的主要因素有：
- 脉冲电源的设计
- 电规准参数的优化
- 材料特性
- 机床主轴的动态特性
- 微机数控伺服进给系统的性能等
因此模具大面积电火花镜面加工的主要研究内容包括电火花镜面加工的机理、电火花镜面加工脉冲电源、实现电火花镜面加工的电源脉冲电参数的最优值、脉冲宽度、放电电流、空载电压、脉冲间隔时间、不同模具材料对电火花镜面加工的影响、电极材料对电火花镜面加工的影响、粉末、悬浮工作液对电火花镜面加工质量和加工效率的影响、机床性能对加工质量的影响等。
电火花镜面加工机理
电火花镜面加工的加工机理也是通过电能瞬间转换为热能而蚀除工件材料。加工表面是由放电坑痕无限重叠形成的。电火花粗加工追求的目标是在保证一定加工质量的条件下（尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度）缩短加工时间、提高加工效率需要采用较大的放电能量；电火花精加工时加工的目标是高的加工精度和表面质量，需要使用较小的放电能量；而在镜面加工时为了加工出好的表面质量需要采用非常小的放电能量。同时电火花加工间隙非常小，当加工面积较大时工件与电极表面间形成了较大的寄生电容。在粗加工时由于放电能量大，寄生电容对加工的影响可以忽略不计。但镜面加工时，由于寄生电容的存在而使总的放电能量增加，不但因集中放电而对加工表面产生不良影响，有时使得镜面加工无法进行。
镜面加工脉冲电源的设计
脉冲电源是电火花加工的动力，也是实现电火花镜面的关键设备。脉冲电源设计中关键技术就是控制电规准工艺参数。影响电火花镜面加工的关键参数主要有脉冲宽度、放电电流、空载电压、脉冲间隔等。
（1）脉宽对镜面加工的影响。一般情况下脉宽越大、放电坑痕越大表面质量越差。放电电流相同的条件下放电通道中的平均电流密度小放电爆炸力小因此液相金属残留物多变质层大表面质量差脉冲宽度小放电通道中的电流密度大加工表面质量较好。
（2）放电电流的影响。放电电流越大则放电坑痕越深。表面质量越差放电电流越小，则表面质量越好。
（3）空载电压的影响。空载电压对表面粗糙度的影响起间接作用。加工间隙大，加工过程稳定性较好可以得到较好的表面粗糙度。加工间隙小得到的表面粗糙度较差。
（4）脉冲间隔的影响。脉冲间隔的影响也是起间接作用.脉冲间隔太大，平均注入间隙的放电功率减小加工稳定性差脉冲间隔太小会引起电弧放电。
镜面加工电火花控制系统
镜面加工的电火花控制系统是镜面加工的核心技术。机床伺服进给系统、加工规准的选择及调整直接关系到产品的加工质量。控制系统关键技术主要包括以下几点
（1）机床伺服进给系统。由于镜面加工的放电间隙非常小因此要求机床进给量非常小而精确。目前，一般的电火花加工机床采用步进电机作为驱动电机但由于步进电机本身的特点较难实现高精度的进给控制而交流变频控制系统和交流伺服电机可以实现精确的速度和位置控制。
（2）加工工艺参数的模糊智能自适应选择系统。尽管对电火花的研究已有相当长的时间但对火花放电机理的研究还有待于继续深入。同时由于加工过程中外界因素的影响，对电火花加工过程很难建立起精确的理论模型。因此，采用模糊控制技术是解决电火花控制难题的有效途径之一。
（3）加工间隙放电状态的在线检测。由于加工过程的复杂性开环的控制系统很难实现高质量的表面加工尤其在加工较深的模具型腔时普遍存在因电弧放电而引起的工件和电极的烧伤现象严重影响了加工质量。通过对放电间隙的实时监控和检测可以减少放电点集中造成的电弧放电现象使放电点可以均匀地分布在加工表面上。
材料对镜面加工的影响
镜面加工的表面质量与电极和模具材料的物理性能有直接的关系：
（1）电极材料对表面粗糙度的影响电极材料的耐热性能对表面粗糙度的影响最大材料的熔点越高、沸点越高、热传导率越好、电阻率越低、机械性能越好、晶粒越小，镜面加工的表面粗糙度越低。
（2）模具材料对镜面加工的影响模具材料对镜面加工也有较大的影响。实验表明，相同的加工条件下，硬质合金比淬火碳素钢的加工效果要好但并非所有材料都能实现镜面加工。
