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介質(zhì)熱分解、電極材料熔化、汽化熱膨脹
極間介質(zhì)一旦被電離、擊穿,形成放電通道后,脈沖電源使通道間的電子高速奔向正極,正離子奔向負極。電能變成動能,動能通過碰撞又轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?。于是在通道?nèi)正極和負極表面分別成為瞬時熱源,達到很高的溫度。通道高溫將工作液介質(zhì)汽化,進而熱裂分解汽化。這些汽化后的工作液和金屬蒸汽,瞬間體積猛增,在放電間隙內(nèi)成為氣泡,迅速熱膨脹并具有爆裂的特性。觀察電火花加工過程,可以看到放電間隙間冒出氣泡,工作液逐漸變黑,并聽到輕微而清脆的爆裂聲。電火花加工主要靠熱膨脹和局部微爆裂,使熔化、汽化了的電極材料拋出蝕除。
成形加工與線切割加工電火花加工主要包括電火花成形加工與電火花線切割加工兩種工藝方法。
火花成形加工
工具電極通常為一個紫銅或者石墨成型電極,其可以是能夠制作出來的任意形狀,加工出來的形狀為與之對應(yīng)的型腔。
電火花線切割加工
工具電極始終為直徑0.1mm~0.3mm的黃銅絲(快走絲為鉬絲),可加工貫通的直紋面零件,可以是凸模零件或者凹模孔。
石墨材料的電火花加工特性
電極損耗
石墨電極具有能承受大電流條件的特性,另外,在合適的粗加工設(shè)定條件下,含碳元素的鋼工件在加工時產(chǎn)生的蝕除物和工作液在高溫下產(chǎn)生的分解物中的碳顆粒,在極性效應(yīng)的作用下,部分蝕除物、碳顆粒會粘附在電極表面形成一層保護層,保證了石墨電極在粗加工中的損耗較小,甚至是“零損耗”。電火花加工中主要的電極損耗量來自于粗加工,精加工設(shè)定條件雖然損耗率較高,但因零件預(yù)留加工余量不多即加工蝕除量較少,其總體損耗量也較少??傮w而言,石墨電極在大電流的粗加工中損耗會少于銅電極;在精加工中損耗可能會稍大于銅電極。
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(yīng)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(guān)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(fù)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℃)。