了解這些放電加工的原理,才能說真正懂EDM!

了解這些放電加工的原理，才能說真正懂EDM!

了解EDM加工理論的基本知識有助於解決技術問題，有助於操作者提升加工效率。如果理論加工技術與操作技巧相結合，那麼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。在圖示位置將產生高電壓（高壓空載電壓）， 電解液開始被電離。

在放電加工時，電極帶正極性電向工件表面靠近後保持一定的距離，這時候的距離由電壓決定，這時的電壓叫間隙（GAP）電壓（產生電火花時，工具機電壓表所顯示的電壓值）。間隙電壓可以通過工具機預先設定，設定的間隙電壓越低，電極與工件的距離越小。在電極與工件未到達設定的距離時，電極帶著高壓電壓，這時的電壓，叫高壓空載電壓（放電未產生電火花時，工具機電壓表所顯示的電壓值）。高壓空載電壓同樣可以通過工具機預先設定，不同工具機有不同的電壓設定值。

眾所周知，火花油（介質油）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，在產生電火花前的高壓空載電壓設定越高，就越容易分解電離子。

2. 當電解液變成等離子體後， 低壓電能從電極傳送至工件表面。

懸浮在火花油中的石墨微粒和金屬微粒有助於電流的傳導，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，當電極和工件表面的距離最小時，電場最強，因此電流可以從電極間接（電極與工件放電加工中永遠會保持一定距離的）傳輸到工件，電壓開始下降，電流上開始上升。

3. 由於電子在電極兩端流動，產生了極高的熱能。

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，而產生電火花。

4. 隨著電流流過電極 ，在電化學反應的作用下，產生一個氫氣泡。

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，但由於離子受到強烈的電磁場作用，不斷衝向放電通道，這股衝力抑制了氣泡的膨脹。此時，電流不斷增加，電壓繼續下降。

5. 在放電時間內，直接位於能量柱下面的材料將處於熔融狀態。

當脈衝將近結束時，電流和電壓都呈穩定狀態，氣泡中的熱量和壓力達到最大值，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，直接位於柱形放電通道下的金屬層處於熔融狀態，受到氣泡的壓力而原地不動。

6. 在休止時間裡，氫氣泡發生內爆，把熔化的材料從放電間隙內排射出去。

當一進入間歇（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，導致氣泡爆炸，熔融的金屬被拋離工件表面。由於爆炸力的作用，被拋離的金屬物向周圍排射而撞擊到電極，若電極為脆性或結構疏鬆的材料時，又或者電極此時得不到及時冷卻時，電極因此亦會出現撞擊損耗。

7. 在周期結束時，由於材料被移除，工件上產生了一個凹腔。未被拋離的熔融金屬凝固成重鑄層。

此時新的火花（介質）油湧入型腔，衝走雜質，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衝走，重鑄層變厚，蝕除量降低。但是大壓力的衝油，又會把電極表面來不及冷卻的熔融層衝走，使電極損耗增大。熔點低的電極材料熔融層更厚，被衝走的會更多，所以當銅和石墨做電極時，銅電極衝油過大會增加損耗就是這個原理，石墨的結構顆粒度比銅大及熔點比銅高，衝油壓力要比銅更大，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。

如果間歇（休止）不夠長，，衝油狀況不當，排除雜質困難，那麼雜質可能會集結起來，影響放電的穩定性。在這種情況下還可能會產生直流拉弧（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生的過程狀態。一個電火花周期由脈衝和間歇構成。脈衝和間歇以時間微秒（μs ，一百萬分之一秒）為單位。它們的時間可以各在1.2至3200微秒內控制，每分鐘最多可以循環25萬次電火花周期，但在某一個指定的時刻內只有一個循環。一旦了解了這個循環周期，我們就能通過控制脈衝和間歇，讓電火花加工為我們聽話地工作服務。

在一個電火花周期裡，我們的感覺是沒辦法判斷出脈衝和間歇狀態的，因為它們產生時間實在是太短的原故。要分別出它們的狀態和時間的長短，就要藉助視波器來監測了。通常我們在加工過程中所看見機頭下降後所產生的電火花已經是包含著許多個電火花周期。如果我們不讓機頭回退的話，那麼我們看到的是電極在不斷的放電，其實是在不斷地重複一個一個的電火花周期。