電火花加工必須具備基本條件
電腐蝕現(xiàn)象早在19世紀(jì)初就被人們發(fā)現(xiàn)并加以研究。例如,電器開關(guān)在閉合或斷開時(shí),往往產(chǎn)生火花放電而把接觸表面燒毛、腐蝕。所以人們一直認(rèn)為電腐蝕是有害的。因而不斷地研究它的成因,并設(shè)法減輕和避免。研究結(jié)果表明,電火花腐蝕的主要原因在于火花放電時(shí),火花通道瞬時(shí)產(chǎn)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(dǎo)電材料的尺寸加工,必須具備以下幾個(gè)基本條件。
1)工具電極和工件電極之間在加工時(shí)必須保持一定的間隙,一般是幾個(gè)微米至數(shù)百微米。因此,加工中必須用自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)來保證加工間隙隨加工狀態(tài)而變化。
2)火花放電必須在一定絕緣性能的介質(zhì)中進(jìn)行,液體介質(zhì)有壓縮放電通道的作用,同時(shí)液體介質(zhì)還能把電火花加工過程中產(chǎn)生的金屬屑、炭黑等電蝕產(chǎn)物從放電間隙中排出去,并對(duì)電極和工件有較好的冷卻作用。
對(duì)導(dǎo)電材料進(jìn)行尺寸加工時(shí),極間應(yīng)有液體介質(zhì);表面強(qiáng)化時(shí),極間為氣體介質(zhì)。
3)放電點(diǎn)局部區(qū)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(shí),放電所產(chǎn)生的熱量就足以使電極表面的局部金屬瞬時(shí)熔化甚至汽化。
4)火花放電是瞬時(shí)的脈沖性放電。放電的持續(xù)時(shí)間一般為1~1000μs,這樣才能使放電產(chǎn)生的熱量來不及傳導(dǎo)擴(kuò)散到材料的其余部份,放電點(diǎn)集中在很小范圍,內(nèi)能量集中,溫度高。如果放電時(shí)間過長,就會(huì)形成持續(xù)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(yīng)有足夠的停歇時(shí)間,排除電蝕產(chǎn)物,使極間介質(zhì)充分消電離,恢復(fù)介電性能,以保證每次脈沖放電不在同一點(diǎn)進(jìn)行,避免發(fā)生局部**現(xiàn)象,使重復(fù)性脈沖放電順利進(jìn)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。