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了解這些放電加工的原理,才能說真正懂 EDM!

2022年04月17日 13:03點擊:3322來源:北京杰森柏匯技術(shù)服務(wù)有限公司>>進(jìn)入該公司展臺

了解EDM加工理論的基本知識有助于解決技術(shù)問題,有助于操作者提升加工效率。如果理論加工技術(shù)與操作技巧相結(jié)合,那么將會使你成為一個出色的EDM技師。


1. 電極向工件表面靠近,相互間的距離由電壓(間隙電壓)來決定。在圖示位置將產(chǎn)生高電壓(高壓空載電壓), 電解液開始被電離。


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在放電加工時,電極帶正極性電向工件表面靠近后保持一定的距離,這時候的距離由電壓決定,這時的電壓叫間隙(GAP)電壓(產(chǎn)生電火花時,機(jī)床電壓表所顯示的電壓值)。間隙電壓可以通過機(jī)床預(yù)先設(shè)定,設(shè)定的間隙電壓越低,電極與工件的距離越小。在電極與工件未到達(dá)設(shè)定的距離時,電極帶著高壓電壓,這時的電壓,叫高壓空載電壓(放電未產(chǎn)生電火花時,機(jī)床電壓表所顯示的電壓值)。高壓空載電壓同樣可以通過機(jī)床預(yù)先設(shè)定,不同機(jī)床有不同的電壓設(shè)定值。


在家都了解,火花油(介質(zhì)油)是良好的絕緣物,但是電壓足夠大時可以使它分解成帶電離子,因此,在產(chǎn)生電火花前的高壓空載電壓設(shè)定越高,就越容易分解電離子。


2. 當(dāng)電解液變成等離子體后, 低壓電能從電極傳送至工件表面。


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懸浮在火花油中的石墨微粒和金屬微粒有助于電流的傳導(dǎo),這些微粒能夠參與火花油的電離,直接攜帶電流,還可以促進(jìn)火花油被電離擊穿,隨著帶電離子的增多,火花油絕緣能力開始下降。如圖最高點所示,當(dāng)電極和工件表面的距離最小時,電場*,因此電流可以從電極間接(電極與工件放電加工中永遠(yuǎn)會保持一定距離的)傳輸?shù)焦ぜ妷洪_始下降,電流上開始上升。


3. 由于電子在電極兩端流動,產(chǎn)生了*的熱能。


隨著電流的上升增加,熱量快速積聚,使部分火花油、工件和電極氣化,形成放電通道,而產(chǎn)生電火花。


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4. 隨著電流流過電極 ,在電化學(xué)反應(yīng)的作用下,產(chǎn)生一個氫氣泡。


隨著不斷的電流流過電極,熱量不斷上升,一個氣泡試圖向外膨脹,但由于離子受到強(qiáng)烈的電磁場作用,不斷沖向放電通道,這股沖力抑制了氣泡的膨脹。此時,電流不斷增加,電壓繼續(xù)下降。


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5. 在放電時間內(nèi),直接位于能量柱下面的材料將處于熔融狀態(tài)。

 

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當(dāng)脈沖將近結(jié)束時,電流和電壓都呈穩(wěn)定狀態(tài),氣泡中的熱量和壓力達(dá)到最大值,一些金屬被熔蝕(包括電極,所以熔點低的電極材料會熔融損耗較大)。此刻,直接位于柱形放電通道下的金屬層處于熔融狀態(tài),受到氣泡的壓力而原地不動。


6. 在休止時間里,氫氣泡發(fā)生內(nèi)爆,把熔化的材料從放電間隙內(nèi)排射出去。


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當(dāng)一進(jìn)入間歇(休止),電壓和電流就降至零。溫度驟然下降和失去電磁場作用,導(dǎo)致氣泡爆炸,熔融的金屬被拋離工件表面。由于爆炸力的作用,被拋離的金屬物向周圍排射而撞擊到電極,若電極為脆性或結(jié)構(gòu)疏松的材料時,又或者電極此時得不到及時冷卻時,電極因此亦會出現(xiàn)撞擊損耗。


7. 在周期結(jié)束時,由于材料被移除,工件上產(chǎn)生了一個凹腔。未被拋離的熔融金屬凝固成重鑄層。

 

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此時新的火花(介質(zhì))油涌入型腔,沖走雜質(zhì),冷卻工件和電極表面。在這時候,若沒有足夠的火花油及油壓把拋離出來的熔融金屬沖走,重鑄層變厚,蝕除量降低。但是大壓力的沖油,又會把電極表面來不及冷卻的熔融層沖走,使電極損耗增大。熔點低的電極材料熔融層更厚,被沖走的會更多,所以當(dāng)銅和石墨做電極時,銅電極沖油過大會增加損耗就是這個原理,石墨的結(jié)構(gòu)顆粒度比銅大及熔點比銅高,沖油壓力要比銅更大,排除雜物更好而不會增加損耗。

 

8. 被拋離的金屬凝固成圓形小顆粒和電極上掉下來的銅(碳)屑一起分散在介質(zhì)油中。沒有破碎的氣泡浮到表面。緊接著下一個放電周期又開始。


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如果間歇(休止)不夠長,,沖油狀況不當(dāng),排除雜質(zhì)困難,那么雜質(zhì)可能會集結(jié)起來,影響放電的穩(wěn)定性。在這種情況下還可能會產(chǎn)生直流拉弧(二次放電),損壞電極和工件。


以上八張圖示說明了單個電火花加工周期中發(fā)生的過程狀態(tài)。一個電火花周期由脈沖和間歇構(gòu)成。脈沖和間歇以時間微秒(μs ,一百萬分之一秒)為單位。它們的時間可以各在1.2至3200微秒內(nèi)控制,每分鐘最多可以循環(huán)25萬次電火花周期,但在某一個時刻內(nèi)只有一個循環(huán)。一旦了解了這個循環(huán)周期,我們就能通過控制脈沖和間歇,讓電火花加工為我們聽話地工作服務(wù)。


在一個電火花周期里,我們的感覺是沒辦法判斷出脈沖和間歇狀態(tài)的,因為它們產(chǎn)生時間實在是太短的原故。要分別出它們的狀態(tài)和時間的長短,就要借助視波器來監(jiān)測了。通常我們在加工過程中所看見機(jī)頭下降后所產(chǎn)生的電火花已經(jīng)是包含著許多個電火花周期。如果我們不讓機(jī)頭回退的話,那么我們看到的是電極在不斷的放電,其實是在不斷地重復(fù)一個一個的電火花周期。



關(guān)鍵詞:電火花 電壓表
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