數(shù)控電火花成型加工機床基本知識概述（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，對金屬導體材料進行連續(xù)的、周期性的電火花放電的電腐蝕加工，還可以進 行打孔、切割等加工，其加工原理如下：
• 用石墨、鋼、銅等導電材料做成工具電極常稱電極，被加工的導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。當放電加工一個接著一個產(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)的恢復時間是放電加工數(shù)控機床時間的2倍。對一個高電流脈沖，需要短的放電時間，一次放電時間大約需用幾個微秒到幾個毫秒，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)一個規(guī)定的時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—自動進給調(diào)節(jié)裝置 4—工具 5—工作液 6—過濾器 7—工作液泵
脈沖電源1的兩個輸出端分別與工件2和工具4連接。自動進給調(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，當加在兩極間的脈沖電壓足夠大時，使兩極間隙zui小處或絕緣強度zui低處的介質(zhì)被擊穿，在該處形成火花放電，瞬時達到高溫使工件和工具表面都蝕除掉一小部分金屬，各自形成一個小凹坑。如圖5.2 a）所示為單個脈沖放電后的電極表面。脈沖放電結(jié)束后，經(jīng)過一段時間間隔，工作液恢復了絕緣并清除了電蝕產(chǎn)物。這時第二個脈沖電壓又加到兩極上，又會使兩極間隙zui小處或絕緣強度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)不斷的高頻率重復放電，工具電極不斷地向工件進給，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制在工件上，加工出所需形狀的零件，整個加工表面將由無數(shù)個小凹坑組成，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程
• 電火花加工機床過程中，一次脈沖放電的過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)的消電離等幾個連續(xù)階段。
1.極間介質(zhì)的電離
• 當兩極間的電壓足夠大時，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近的點上電場強度zui大，會 使附近的液體介質(zhì)首先被電離為帶負電的電子和帶正電的正離子。
2.放電通道的形成
• 在電場力的作用下，電子高速向陽極運動，正離子向陰極運動，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磁場力和周圍液體介質(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度極大，如圖5.3所示。
• 圖5.3 放電過程 • 1—陽極汽化、熔化區(qū) 2—陽極 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） 蘇州中航長風數(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床系列：中走絲線切割 ，電火花線切割，電火花穿孔機，電火花成型機，取斷絲錐機，電解去毛刺等。 |
