數(shù)控電火花成型加工機(jī)床基本知識(shí)概述（上） 一.數(shù)控電火花成形加工的基本原理
• 電火花加工技術(shù)是一種在絕緣液體介質(zhì)中，對(duì)金屬導(dǎo)體材料進(jìn)行連續(xù)的、周期性的電火花放電的電腐蝕加工，還可以進(jìn) 行打孔、切割等加工，其加工原理如下：
• 用石墨、鋼、銅等導(dǎo)電材料做成工具電極常稱電極，被加工的導(dǎo)電材料做成工作電極稱工件。
• 電火花加工是在電極和工件之間通入絕緣液體介質(zhì)，并在電極和工件上接入高頻脈沖電源。調(diào)節(jié)和移動(dòng)電極與工件之間的距離。在一定間隙范圍內(nèi)，在高頻脈沖電源發(fā)出一系列的脈沖電壓作用下，絕緣液體介質(zhì)被擊穿，產(chǎn)生兩極間放電。能量放電較大，兩極間隙在幾十微米范圍。較小能量的細(xì)放電，兩極間隙也需有2～5。在放電的瞬間，兩極間產(chǎn)生高溫和高壓放電柱，即是電擊穿，在放電基部產(chǎn)生可達(dá)3000℃的高溫，引起金屬表面結(jié)構(gòu)熔化或者電離，還可以使絕緣液體產(chǎn)生汽化等。
• 由于絕緣液體介質(zhì)在油泵作用下產(chǎn)生壓力，具有沖洗作用，并能將擊穿產(chǎn)生的熔化、汽化或電離的碳化物沖走，汽化的擴(kuò)展也能使金屬粒子被分散。由于放電產(chǎn)生的金屬離子、氣體、焦油產(chǎn)物擴(kuò)散后，在工件和電極之間又形成絕緣介質(zhì)，下一次放電又在兩極間產(chǎn)生極間電壓。當(dāng)放電加工一個(gè)接著一個(gè)產(chǎn)生后，在工件上產(chǎn)生粗糙的放電表面。一次放電后，絕緣液體介質(zhì)的恢復(fù)時(shí)間是放電加工數(shù)控機(jī)床時(shí)間的2倍。對(duì)一個(gè)高電流脈沖，需要短的放電時(shí)間，一次放電時(shí)間大約需用幾個(gè)微秒到幾個(gè)毫秒，通常放電頻率從幾百赫茲到幾千赫茲。引起電擊穿狀態(tài)持續(xù)一個(gè)規(guī)定的時(shí)間周期就是放電脈沖寬度，如圖5.1所示。
5.1 電火花加工原理圖
—脈沖電源 2—工件 3—自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置 4—工具 5—工作液 6—過(guò)濾器 7—工作液泵
脈沖電源1的兩個(gè)輸出端分別與工件2和工具4連接。自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置3（此處為液壓缸及活塞）使工件與工具之間經(jīng)常保持一很小的放電間隙，當(dāng)加在兩極間的脈沖電壓足夠大時(shí)，使兩極間隙zui小處或絕緣強(qiáng)度zui低處的介質(zhì)被擊穿，在該處形成火花放電，瞬時(shí)達(dá)到高溫使工件和工具表面都蝕除掉一小部分金屬，各自形成一個(gè)小凹坑。如圖5.2 a）所示為單個(gè)脈沖放電后的電極表面。脈沖放電結(jié)束后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間間隔，工作液恢復(fù)了絕緣并清除了電蝕產(chǎn)物。這時(shí)第二個(gè)脈沖電壓又加到兩極上，又會(huì)使兩極間隙zui小處或絕緣強(qiáng)度zui低處的介質(zhì)被擊穿，從而又形成小凹坑。這樣隨著連續(xù)不斷的高頻率重復(fù)放電，工具電極不斷地向工件進(jìn)給，從而保持一定的放電間隙，就可將工具端面和橫截面的形狀復(fù)制在工件上，加工出所需形狀的零件，整個(gè)加工表面將由無(wú)數(shù)個(gè)小凹坑組成，如圖5.2 b）所示為多次脈沖放電后的電極表面。
• 圖5.2 電火花加工表面
• a）單個(gè)脈沖放電后的電極表面 b）多次脈沖放電后的電極表面
二。數(shù)控電火花成型加工的過(guò)程
• 電火花加工機(jī)床過(guò)程中，一次脈沖放電的過(guò)程可以分為極間介質(zhì)的電離、放電通道的形成、熱膨脹、電極材料的拋出和極間介質(zhì)的消電離等幾個(gè)連續(xù)階段。
1.極間介質(zhì)的電離
• 當(dāng)兩極間的電壓足夠大時(shí)，由于工件和電極表面存在著微觀的凸凹不平，因此在兩極相距zui近的點(diǎn)上電場(chǎng)強(qiáng)度zui大，會(huì) 使附近的液體介質(zhì)首先被電離為帶負(fù)電的電子和帶正電的正離子。
2.放電通道的形成
• 在電場(chǎng)力的作用下，電子高速向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng)，正離子向陰極運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生火花放電，形成了放電通道。但由于放電通道受到放電時(shí)磁場(chǎng)力和周?chē)后w介質(zhì)的壓縮，放電通道的橫截面積極小，又由于兩極間液體介質(zhì)在被擊穿的瞬間電阻從絕緣狀態(tài)的幾兆歐姆驟降到幾分之一歐姆，因此zui終造成單位面積上的電流強(qiáng)度極大，如圖5.3所示。
• 圖5.3 放電過(guò)程 • 1—陽(yáng)極汽化、熔化區(qū) 2—陽(yáng)極 3—氣泡 4—熔化的金屬微粒 5—放電通道 6—凝固的金屬微粒 7—陰極汽化、熔化區(qū) 8—工作介質(zhì) 9—陰極 （未完，接下篇） 蘇州中航長(zhǎng)風(fēng)數(shù)控科技有限公司-友情編輯整理發(fā)布且全面提供電火花機(jī)床系列：中走絲線切割 ，電火花線切割，電火花穿孔機(jī)，電火花成型機(jī)，取斷絲錐機(jī)，電解去毛刺等。 |
