电火花加工工作原理的演示

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电火花加工又称电腐蚀加工，包括使用模具电极的型腔加工和使用电极丝的线切割加工。随着加工速度和 电极损耗等加工特性的改善，电火花加工得到了很广泛的应用，从大到数米的金属模具，小到数微米的孔 和槽都可以加工。特别是电火花线切割机床的出现，使其应用范围更加广泛。 电火花加工的工作原理 电火花加工时，作为加工工具的电极和被加工工件同时放入绝缘液体（一般使用煤油）中，在两者之 间加上直流 100V 左右的电压（图 7-13）。因为电极和工件的表面不是完全平滑而是存在着无数个凹凸不 平处，所以当两者逐渐接近，间隙变小时，在电极和工件表面的某些点上，电场强度急剧增大，引起绝缘 液体的局部电离，于是通过这些间隙发生火花放电。放电时的火花温度高达 5000℃，在火花发生的微小区 域（称为放电点）内，工件材料被熔化和气化。同时，该处的绝缘液体也被局部加热，急速地气化，体积 发生膨胀，随之产生很高的压力。在这种高压力的作用下，已经熔化、气化的材料就从工件的表面迅速地 被除去。 虽然电极也由于火花放电而损耗，但如果采用热传导性好的铜，或熔点高的石墨材料作为电极，在适 当的放电条件下，电极的损耗可以控制到工件材料消耗的 1％以下。 当放电时间持续增长时，火花放电就会变成弧光放电。弧光放电的放电区域较大，因而能量密度小， 加工速度慢，加工精度也变低。所以，在电火花加工中，必须控制放电状态，使放电仅限于火花放电和短 时间的过渡弧光放电。为实现这个目标，在电极和工件之间要接上适当的脉冲放电的电源。该脉冲电源使 最初的火花放电发生数毫秒至数微秒后，电极和工件间的电压消失（为零），从而使绝缘油恢复到原来的 绝缘状态，放电消失。在电极和工件之间又一次处于绝缘状态后，电极和工件之间的电压再次得到恢复。 如果使电极和被加工工件之间的距离逐渐变小，在工件的其它点上会发生第二次火花放电。由于这些脉冲 性放电在工件表面上不断地发生，工件表面就逐渐地变成和电极形状相反的形状。 从以上分析可以看出，电火花加工必须具备下述条件：① 要把电极和工件放入绝缘液体中；② 使电 极和工件之间距离充分变小；③ 使两者间发生短时间的脉冲放电；④ 多次重复这种火花放电过程。