电火花加工时,作为加工工具的电极和被加工工件同时放入绝缘液体(一般使用煤油)中,在两者之间加上直流100V左右的电压(图7-13)。因为电极和工件的表面不是完全平滑而是存在着无数个凹凸不平处,所以当两者逐渐接近,间隙变小时,在电极和工件表面的某些点上,电场强度急剧增大,引起绝缘液体的局部电离,于是通过这些间隙发生火花放电。放电时的火花温度高达5000℃,在火花发生的微小区域(称为放电点)内,工件材料被熔化和气化。同时,该处的绝缘液体也被局部加热,急速地气化,体积发生膨胀,随之产生很高的压力。在这种高压力的作用下,已经熔化、气化的材料就从工件的表面迅速地被除去。
虽然电极也由于火花放电而损耗,但如果采用热传导性好的铜,或熔点高的石墨材料作为电极,在适当的放电条件下,电极的损耗可以控制到工件材料消耗的1%以下。
当放电时间持续增长时,火花放电就会变成弧光放电。弧光放电的放电区域较大,因而能量密度小,加工速度慢,加工精度也变低。所以,在电火花加工中,必须控制放电状态,使放电仅限于火花放电和短时间的过渡弧光放电。为实现这个目标,在电极和工件之间要接上适当的脉冲放电的电源。该脉冲电源使最初的火花放电发生数毫秒至数微秒后,电极和工件间的电压消失(为零),从而使绝缘油恢复到原来的绝缘状态,放电消失。在电极和工件之间又一次处于绝缘状态后,电极和工件之间的电压再次得到恢复。如果使电极和被加工工件之间的距离逐渐变小,在工件的其它点上会发生第二次火花放电。由于这些脉冲性放电在工件表面上不断地发生,工件表面就逐渐地变成和电极形状相反的形状。
从以上分析可以看出,电火花加工必须具备下述条件:① 要把电极和工件放入绝缘液体中;② 使电极和工件之间距离充分变小;③ 使两者间发生短时间的脉冲放电;④ 多次重复这种火花放电过程。