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第二章电火花加工

四、电火花加工方法分类
表2-1

包括:电离、放电、热膨胀、抛出金属和消电离等几个连续的阶段
放电状态微观图
1阳极2阳极气化、熔化区3熔化的金属微粒4工作介质5凝固的金属微粒6阴极气化、熔化区7阴极8放电通道9气泡10覆盖层11新的凸边

1电离:
当脉冲电压施加于工件与电极之间时,突出点或尖端处附近的工作液首先被电离为电子和正离子
2放电:
在电场的作用下,电子高速奔向阳极,正离子奔向阴极,产生火花放电,形成放电通道

3热膨胀:
放电通道中电子和离子高速运动时相互碰撞,动能转化成热能,在两极之间沿通道形成一个高达1000~1200℃的瞬时高温热源,在热源作用区的电极和工件表面金属会很快熔化,甚至气化
周围的工作液除一部分气化外,另一部分被高温分解为游离的碳黑和H2、C2H2、C2H4、CnH2n等气体(使工作液变黑,在极间冒出小气泡)

4抛出金属:
由于热膨胀爆炸,爆炸力将熔化的金属抛入附近的液体介质中冷却,凝固成细小的圆球状颗粒即电蚀物,其直径视脉冲能量而异(~500μm)。
5消电离:
使放电区的带电粒子复合为中性粒子的过程
在一次的脉冲放电后,应有一段间隔时间,使间隙内的介质消电离而恢复绝缘强度,以实现下次脉冲击穿放电
如果电蚀产物和气泡来不及很快排除,就会改变间隙内介质的成份和绝缘强度,破坏消电离过程,易使脉冲放电转变为连续电弧放电,影响加工。

一、影响材料放电腐蚀的主要因素
(1)极性效应
(2)电规准
(3)金属材料热学常数
(1)、极性效应
定义:
在电火花加工过程中,工件和电极因所接电源的极性不同而有不同的蚀除速度
正极性加工:工件接在脉冲电源正极;
负极性加工:工件接在脉冲电源负极
极性效应基本原因:
两极间电离后,正离子和电子质量不等
影响的主要原因:
脉冲宽度
电极及工件材料
加工介质
电源种类
单个脉冲能量等
(1)、极性效应
短脉冲进行加工:
电子质量小,惯性也小,能迅速地到阳极,轰击阳极表面,正离子质量大,惯性大,大部分正离子尚未到达负极表面,脉冲便结束,负极的蚀除量小于正极。
长脉冲加工:
正离子对负极的轰击作用大于电子对正极的轰击,负极的蚀除量大于正极
应用:
在电火花加工中,极性效应愈显著愈好,要充分利用极性效应,正确选择加工极性,使工件的蚀除量大于电极的蚀除量,最大限度降低电极损耗。极性的选择主要靠经验或实验确定
指脉冲电源的脉冲宽度、脉冲间隔和峰值电流
提高蚀除量和生产率的途径:
提高脉冲频率
增加峰值电流和脉冲宽度ti
减少脉冲间隔t0
(2)电规准