介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀
极间介质一旦被电离、击穿,形成放电通道后,脉冲电源使通道间的电子高速奔向正极,正离子奔向负极。电能变成动能,动能通过碰撞又转变为热能。于是在通道内正极和负极表面分别成为瞬时热源,达到很高的温度。通道高温将工作液介质汽化,进而热裂分解汽化。这些汽化后的工作液和金属蒸汽,瞬间体积猛增,在放电间隙内成为气泡,迅速热膨胀并具有爆裂的特性。观察电火花加工过程,可以看到放电间隙间冒出气泡,工作液逐渐变黑,并听到轻微而清脆的爆裂声。电火花加工主要靠热膨胀和局部微爆裂,使熔化、汽化了的电极材料抛出蚀除。
石墨材料的电火花加工特性
电极制作难度
石墨材料的机械加工性能好,切削阻力仅为铜的1/4,在正确的加工条件下,铣削加工石墨电极的效率是铜电极的2~6倍。石墨电极容易清角,可以将平时要由多个电极完成的工件设计成一个整体电极来加工。石墨材料独特的颗粒***结构,使得电极铣削成型后不会产生毛刺,对于复杂造型不便于去除毛刺的情况直接满足使用要求,省去了人工对电极进行抛光的工序,避免了抛光导致的形状改变、尺寸误差等。需要注意的是,由于石墨是粉尘堆积物,铣削石墨时会产生大量的粉尘,因此铣削机床必须要有密封与吸尘装置。如果需要使用电火花线切割加工石墨电极,其加工性能就不如铜材料了,切割速度相比铜慢约40%。
电极安装与使用
石墨材料的可粘结性好,可以使用导电胶将石墨与夹具粘结的方法铣削电极、放电加工,可省去在电极材料上加工螺丝孔的工序,节省了工作时间。石墨材料比较脆,特别是细小窄长电极,在使用中受到外力作用时容易折断,但可以马上知晓电极发生了损伤。如果是铜电极则只会弯曲不会折断,这种状况在使用过程中非常***且难以发现,很容易导致工件报废。
电火花工作液在加工过程中起着消电离、冷却、排除电蚀产物的作用。工作液应根据电火花加工的要求来进行选择,主要参考“粘度”指标,热稳定性也很关键,决定油品的使用寿命。低粘度有利于加工间隙中工作液的流动,将蚀除产物及加工产生的热量带走,使加工间隙及时***正常状态。镜面电火花加工使用的工作液粘性推荐为2~3 mm2/s,建议配用电火花油TOTAL EDM 22(运动粘度(40℃)2.4mm2/s;闪点102℃)。