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極材料的拋出
通道和正負極表面放電點瞬時高溫使工作液汽化和金屬材料熔化、汽化,熱膨脹產(chǎn)生很高的瞬時壓力。通道中心的壓力較高,使汽化了的氣體不斷向外膨脹,壓力高處的熔融金屬液體和蒸汽,就被排擠、拋出而進入工作液中。由于表面張力和內(nèi)聚力的作用,使拋出的材料具有較小的表面積,冷凝時凝聚成細小的圓球顆粒。
熔化和汽化了的金屬在拋離電極表面時,向四處飛濺,除絕大部分拋入工作液中并收縮成小顆粒外,還有一小部分飛濺、鍍覆、吸附在對面的電極表面上。這種互相飛濺、鍍覆以及吸附的現(xiàn)象,在某些條件下可以用來減少或補償工具電極在加工過程中的損耗。
實際上,金屬材料的蝕除、拋出過程比較復雜的,目前,人們對這一復雜的機理的認識還在不斷深化中。
石墨材料的電火花加工特性
電極制作難度
石墨材料的機械加工性能好,切削阻力僅為銅的1/4,在正確的加工條件下,銑削加工石墨電極的效率是銅電極的2~6倍。石墨電極容易清角,可以將平時要由多個電極完成的工件設計成一個整體電極來加工。石墨材料獨特的顆粒組織結構,使得電極銑削成型后不會產(chǎn)生毛刺,對于復雜造型不便于去除毛刺的情況直接滿足使用要求,省去了人工對電極進行拋光的工序,避免了拋光導致的形狀改變、尺寸誤差等。需要注意的是,由于石墨是粉塵堆積物,銑削石墨時會產(chǎn)生大量的粉塵,因此銑削機床必須要有密封與吸塵裝置。如果需要使用電火花線切割加工石墨電極,其加工性能就不如銅材料了,切割速度相比銅慢約40%。
電火花加工的鏡面效果與加工面積、形狀、深度有直接的關系。
由于電火花加工的表面粗糙度主要取決于單個脈沖能量,通過降低單個脈沖的火花放電能量可產(chǎn)生表面粗糙度值低的反光表面,但這時的鏡面加工僅限于小面積加工。隨著加工面積的增大,電極和工件之間的寄生電容相應增大,當單個小能量放電脈沖作用于兩極之間時,并不能引起兩極間的火花放電,此時的間隙電壓升高很慢,脈沖能量被儲存于寄生電容中,只有當多個放電脈沖到來,寄生電容中儲存了足夠多的能量后,間隙電壓逐漸升高到擊穿電壓,才引起火花放電,但此時的放電能量相當于多個放電脈沖能量的疊加,產(chǎn)生的放電蝕坑深度將大大增加,表面粗糙度值變大,加工表面便失去鏡面效果。
電火花工作液在加工過程中起著消電離、冷卻、排除電蝕產(chǎn)物的作用。工作液應根據(jù)電火花加工的要求來進行選擇,主要參考“粘度”指標,熱穩(wěn)定性也很關鍵,決定油品的使用壽命。低粘度有利于加工間隙中工作液的流動,將蝕除產(chǎn)物及加工產(chǎn)生的熱量帶走,使加工間隙及時恢復正常狀態(tài)。鏡面電火花加工使用的工作液粘性推薦為2~3 mm2/s,建議配用電火花油TOTAL EDM 22(運動粘度(40℃)2.4mm2/s;閃點102℃)。