高速铣削与电加工工艺特点介绍

  提起高速铣削，只要从事机械加工的人或多或少的会知道一些，“高速铣削”已成为当今机械加工行业的时髦词，也因此引起了大家的关注和追捧，充满着神秘感、尊贵感。而提起电火花加工，就很少有人了解它了，因为长期以来，电火花加工被定义为常规加工之外的特种加工，是机械加工的补充加工，也因此只局限于难加工材料、复杂结构、微细加工范围的应用。但它却是一种必不可少的加工，是其他常规加工所无可替代的。高速铣削也好，电加工也好，都有着各自的优劣势，两种加工互为补充，都在各自的加工特点优势下发展着、进步着。
下面以我们公司多年来对三轴、五轴加工中心和电火花加工的应用，对高速铣削和电火花加工各自的特点和使用经验作一介绍。
 一、高速铣削的特点
（1）工件特点　优点：加工结构简单的比较有优势。利用5轴的高速铣削功能，能加工各种复杂形状的工件。不足：加工较复杂的工件，加工成本会大大增加，很多复杂工件、薄壁工件、深窄槽加工、微细加工等加工难度较大，甚至无法加工。　　
（2）加工精度 优点：加工精度比较高，能达到10μm的尺寸精度和R a=1μm的表面质量，对于一些工件省掉了抛光的二次处理。特别对于一些材质脆性比较大的非金属材料，加工的精度比较好。　　如石墨电极，因高速铣削的高切削速度，低切削量，电极边角能保证很好的尖角，而不会造成崩边的现象。不足：需要昂贵的高精度、高刚性的机床，机床成本是电火花机床的3～5倍。对于内边角加工无法实现，存在刀具干涉、无合适刀具等原因，还需用电火花加工或钳工二次加工处理。　　
（3）加工材料 优点：能加工硬度60HRC以下的各种金属材料、非金属材料等。对于硬度比较低的材料，因有较小的刀具磨损，所以加工优势比较明显。不足：加工淬火工件，刀具昂贵成本高，且刀具寿命很低。　　
（4）加工速度 优点：高速铣削的加工效率是普通加工的3～5倍，是电火花加工的数倍。是电火花加工的数倍。因为高速铣削较高的加工效率，缩短工件的交货期，大大提高了生产效率。不足：对机床的控制系统要求很高。对编程以及操作人员技术素质要求很高，对人员的依赖性较强，编程不合理或操作不当，会发生撞刀的严重事故，轻则工件报废，重则机床精度丧失，主轴损坏。因存在这些问题，高速铣削的普及存在难度。

二、电火花加工的特点 　　
（1）工件特点 优点：可复制性，能加工复杂的工件，如：手机模具、雪地轮胎模具等。对加工薄壁工件、深窄槽加工、微细加工有独特的优势。　　对于大工件加工可以把装置直接放在工件上加工，如：各种大工件的取断丝锥、断钻头的电火花加工，直径小于3mm的深孔加工等。不足：对常规机床能加工的工件，用电火花加工无优势。　　
（2）加工精度 优点：无切削力，电火花加工是电能转换为热能的加工，加工电极与工件之间需保持0.02～0.3mm的距离，因此不受切削力的影响，在加工薄壁、微细型腔工件时能达到微米级的精度和很高的表面质量，最高表面质量能达到R a=0.1μm的镜面。不足：因存在放电间隙，虽然能达到较高的加工精度，但加工难度较大，需多次调整电极尺寸和电参数，成本大大增加。因存在电极损耗，要保证尺寸精度，需使用多个电极重复加工，以此达到所需的尺寸精度，造成材料成本的增加。加工表面有0.03～0.1mm厚度的材料变质层，破坏了工件原有材料的特性。因电火花加工是电能转热能会产生大量的热量，需用非导电加工液对工件和电极冷却，并且把间隙放电产生的微细颗粒带走。在大电流加工时加工液的温度在40～80℃，影响机床精度和工件精度。　　
（3）加工材料 优点：以柔克刚，适合加工各种导电材料，无论硬度多高，都能加工。近几年对一些微导电、高硬度的材料加工有了发展和应用，如：金刚石加工、陶瓷加工等。不足：对非导电材料无法加工，如：塑料、橡胶及尼龙等。　　
（4）加工速度 优点：加工复杂、高硬度的工件，比高速铣削加工效率高、成本低。加工小孔（φ0.3～3mm）比其他钻削加工的效率高、成本低。不足：电火花加工之前，需用铣削粗加工去除大部分材料，特别是在精加工时，为了达到好的表面质量，必须减小加工电流、脉宽等参数，致使加工效率大大降低。