电火花加工时所需要具备的条件

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电火花加工时所需要具备的条件

• 一定的放电间隙。工具电极和工件电极之间必须维持合理的距离。在该距离范围内， 既可以满足脉冲电压不断击穿介质，产生火花放电，又可以适应在火花通道熄灭后介质消电 离以及排出蚀除产物的要求。若两电极距离过大，则脉冲电压不能击穿介质、不能产生火花 放电，若两电极短路，则在两电极间没有脉冲能量消耗，也不可能实现电腐蚀加工。
• 绝缘介质。两电极之间必须充人具有一定绝缘性能的液体介质（专用工作液或工业 煤油）；在进行材料电火花表面强化时，两极间为气体介质。液体介质还应能够将电蚀产物 从放电间隙中排除出去，并对电极表面进行较好的冷却。
• 单向脉冲。在火花信道形成后，脉冲电压变化不大，因此，信道的能蛩密度可以表 征信道的能量密度。能量密度足够大，才可以使被加工材料局部熔化或汽化，从而在被加工 材料表面形成一个腐蚀痕（凹坑），实现电火花加工。因而，通道一般必须有105〜 106 A/cm2的电流密度。
  放电通道必须具有足够大的峰值电流，通道才可以在脉冲期间得到维持。一般情况下， 维持通道的峰值电流不小于2A。
• 足够的能量。必须有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属熔化或汽化。图 27-1 (a)中所示的自动进给装置能使工件和工具电极之间经常保持给定的放电间隙。由脉 冲电源输出的电压将加在液体介质中的工件和工具电极（以下简称电极）上。当电压升高到 间隙中介质的击穿电压时，会使介质在绝缘强度最低处被击穿，产生火花放电。瞬间高温使 工件和电极表面都被蚀除掉一小块材料，形成小的凹坑。
  —次脉冲放电的过程可以分为电离、放电、热膨胀、抛出金属和消电离等几个连续的 阶段。
  
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• 电离。工件和电极表面存在着微观的凹凸不平，在两者相距最近的点上电场强度最 大，从而会使附近的液体介质首先被电离为电子和正离子。
• 放电。在电场的作用下，电子高速奔向阳极，正离子奔向阴极，并产生火花放电， 在这个过程中，两极间液体介质的电阻从绝缘状态时的几兆欧姆骤降到几分之一欧姆。由于 放电通道受放电时磁场力作用和周围液体介质的压缩作用，其横截面积极小，因此电火花放 电可达105〜106 A/cm2。
• 热膨胀。由于放电通道中电子和离子高速运动时相互碰撞，会产生大量的热能；而 阳极和阴极表面受高速电子和离子流的撞击，其动能也转化成热能，因此在两极之间沿通道 形成了一个温度高达10000〜12000#C的瞬时高温热源。在热源作用区的电极和工件表面层 金属会很快熔化，甚至汽化。
• 抛出金属。由于热膨胀具有爆炸的特性，爆炸力将熔化和汽化了的金属抛人附近的 液体介质中冷却，凝固成细小的圆球状颗粒，其直径视脉冲能量而异（一般约为0.1〜 500/im),电极表面则形成了一个周围凸起的微小圆形凹坑。
• 消电离。消电离是使放电区的带电粒子复合为中性粒子的过程。在一次脉冲放电后， 应有一段间隔时间使间隙内的介质来得及消电离而恢复绝缘强度，以实现下一次脉冲击穿放 电。如果电蚀产物和气泡来不及排除，就会改变间隙内介质的成分和绝缘强度，破坏消电离 过程，易使脉冲放电转变为连续电弧放电，从而影响加工质量。
  一次脉冲放电之后，两极间的电压急剧下降到接近于零，间隙中的电介质立即恢复到绝 缘状态。此后，两极间的电压再次升高，又在另一处绝缘强度最小的地方重复上述放电过 程。多次脉冲放电的结果，使整个被加工表面由无数小的放电凹坑构成，工具电极的轮廓形状便被复制在工件上，从而达到加工的目的。