電火花加工時(shí),作為加工工具的電極和被加工工件同時(shí)放入絕緣液體(一般使用煤油)中,在兩者之間加上直流100v左右的電壓(圖7-13)。因?yàn)殡姌O和工件的表面不是完全平滑而是存在著無(wú)數(shù)個(gè)凹凸不平處,所以當(dāng)兩者逐漸接近,間隙變小時(shí),在電極和工件表面的某些點(diǎn)上,電場(chǎng)強(qiáng)度急劇增大,引起絕緣液體的局部電離,于是通過(guò)這些間隙發(fā)生火花放電。放電時(shí)的火花溫度高達(dá)5000℃,在火花發(fā)生的微小區(qū)域(稱(chēng)為放電點(diǎn))內(nèi),工件材料被熔化和氣化。同時(shí),該處的絕緣液體也被局部加熱,急速地氣化,體積發(fā)生膨脹,隨之產(chǎn)生很高的壓力。在這種高壓力的作用下,已經(jīng)熔化、氣化的材料就從工件的表面迅速地被除去。
雖然電極也由于火花放電而損耗,但如果采用熱傳導(dǎo)性好的銅,或熔點(diǎn)高的石墨材料作為電極,在適當(dāng)?shù)姆烹姉l件下,電極的損耗可以控制到工件材料消耗的1%以下。
當(dāng)放電時(shí)間持續(xù)增長(zhǎng)時(shí),火花放電就會(huì)變成弧光放電?;」夥烹姷姆烹妳^(qū)域較大,因而能量密度小,加工速度慢,加工精度也變低。所以,在電火花加工中,必須控制放電狀態(tài),使放電僅限于火花放電和短時(shí)間的過(guò)渡弧光放電。為實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),在電極和工件之間要接上適當(dāng)?shù)拿}沖放電的電源。該脈沖電源使最初的火花放電發(fā)生數(shù)毫秒至數(shù)微秒后,電極和工件間的電壓消失(為零),從而使絕緣油恢復(fù)到原來(lái)的絕緣狀態(tài),放電消失。在電極和工件之間又一次處于絕緣狀態(tài)后,電極和工件之間的電壓再次得到恢復(fù)。如果使電極和被加工工件之間的距離逐漸變小,在工件的其它點(diǎn)上會(huì)發(fā)生第二次火花放電。由于這些脈沖性放電在工件表面上不斷地發(fā)生,工件表面就逐漸地變成和電極形狀相反的形狀。
從以上分析可以看出,電火花加工必須具備下述條件:① 要把電極和工件放入絕緣液體中;② 使電極和工件之間距離充分變??;③ 使兩者間發(fā)生短時(shí)間的脈沖放電;④ 多次重復(fù)這種火花放電過(guò)程。