電火花加工必須具備基本條件
電腐蝕現象早在19世紀初就被人們發現并加以研究。例如,電器開關在閉合或斷開時,往往產生火花放電而把接觸表面燒毛、腐蝕。所以人們一直認為電腐蝕是有害的。因而不斷地研究它的成因,并設法減輕和避免。研究結果表明,電火花腐蝕的主要原因在于火花放電時,火花通道瞬時產生大量的熱,以致使電極表面的金屬局部熔化甚至汽化而被蝕除下來,形成放電凹坑。要將放電腐蝕原理用于導電材料的尺寸加工,必須具備以下幾個基本條件。
1)工具電極和工件電極之間在加工時必須保持一定的間隙,一般是幾個微米至數百微米。因此,加工中必須用自動進給調節機構來保證加工間隙隨加工狀態而變化。
2)火花放電必須在一定絕緣性能的介質中進行,液體介質有壓縮放電通道的作用,同時液體介質還能把電火花加工過程中產生的金屬屑、炭黑等電蝕產物從放電間隙中排出去,并對電極和工件有較好的冷卻作用。
對導電材料進行尺寸加工時,極間應有液體介質;表面強化時,極間為氣體介質。
3)放電點局部區域的功率密度足夠高,即放電通道要有很高的電流密度(一般為105~106A/cm)。這時,放電所產生的熱量就足以使電極表面的局部金屬瞬時熔化甚至汽化。
4)火花放電是瞬時的脈沖性放電。放電的持續時間一般為1~1000μs,這樣才能使放電產生的熱量來不及傳導擴散到材料的其余部份,放電點集中在很小范圍,內能量集中,溫度高。如果放電時間過長,就會形成持續電弧放電,使加工表面材料大范圍熔化**而無法用作尺寸加工。
5)在先后兩次脈沖放電之間,應有足夠的停歇時間,排除電蝕產物,使極間介質充分消電離,恢復介電性能,以保證每次脈沖放電不在同一點進行,避免發生局部**現象,使重復性脈沖放電順利進行。圖4.1.1所示為脈沖電源的空載電壓波形。圖中ti為脈沖寬度,t0為脈沖間隔,tp為脈沖周期,ui脈沖峰值電壓或空載電壓。