【中華百科全書●工學●放電加工】

楊籍富

【中華百科全書●工學●放電加工】

 

放電加工，是機械工作法中的一種。

 

凡所要加工之物體硬度太高，韌性太大、太脆，或對溫度過分敏感，而無法或很難以普通方法加工時，可採用放電加工法。

 

放電加工大都用來開孔、雕刻與製模，例如壓鑄模之成形、噴嘴孔之穿鑿等，具有複雜輪廓之物件也容易加工。

 

此外尚可用來實施切斷、研磨，以及去除折損之工具，例如超硬炭化鎢工具之加工與磨銳，鋼球之研削等。

 

非金屬材料如鑽石、紅寶石、石英、玻璃等之穿孔，亦能藉助放電加工。

 

市面上用來在工具或金屬製品上寫字之電筆，也是根據放電加工之原理而製成。

 

在一電氣回路中，若我們開啟或閉台一個開關時，往往會有火花出現，此種火花實際上是一種小電弧。

 

火花產生之結果會使開關的接觸面燒損，這種現象?

 

為放電加工的基本原理。

 

放電加工機包括加工機本體、電氣裝置，以及工作液裝置三部分（圖一）。

 

將欲加工之物件浸沒於工作液中，與加工電極對置（圖二），兩者相隔0.04～0.05mm之間隙。

 

當外加一百V程度之電壓時，電極與物體間開始放電，其溫度高達華氏一萬度，而使物體表面熔融蒸發，工作液也會蒸發起泡。

 

物體熔融之大部分被此種蒸氣吹散，一部分附著於物體之底面與周圍。

 

倘若每秒放電之次數很大，例如二萬次，則可除去相當數且之材料。

 

〈見圖一〉〈見圖二〉放電加工機中之電氣回路可以有各種不同之選擇，最基本的為RC回路及LRC回路，無電容器時採用機械性放電方式。

 

此外尚有推斥式發電機回路、真空管或電晶體回路、高壓法回路，以及低壓交流法回路等。

 

於直流回路中，工作物為正極，加工電極為負極，放電次數可由每秒數十次至數十萬次加以調整。

 

工作液之功用為冷卻工作物、排除切屑、消弧，以及發生放電。

 

工作液大都為絕緣性液體，例如白燈油、變壓器油，以及肥皂水等。

 

當電極與工作物間之電壓上昇至絕緣破壞時，便開始放電。

 

工作液有時亦可為電解性液體，例如水玻璃（矽酸鈉）等。

 

若添加硝酸鈉、碳酸鈉時，可提高加工速度。

 

做為加工電極之材料，必須電阻值小，機械加工容易，消耗少，以及價格便宜。

 

下料模、延伸模、擠出模等貫通模類之加工，使用黃銅、銀鎢、銅鎢電極。

 

壓鑄模、注入模、鍛造模等有底模類之加工，則使用鋅合金、銅、石墨為電極。

 

對於精密孔穴之加工，宜用黃銅、銅、銅石墨、銀鎢等電極。

 

切斷加工則用碳鋼板或鋼帶為電極。

 

對於鑽石等之穿孔，利用高電壓（約一千伏特）的電量放電來加工，須具備以鉑、銥或鎳為尖端之電極。

 

電極尺寸要比加工孔之尺寸小些。

 

例如粗加工約小0.5mm，普通加工約小0.2mm，細加工則小0.03～0.06mm之程度。

 

放電加工進行之際，加工電極與工作物漸漸耗損，極間距離增大。

 

如不適時調整極間距離，則放電將停止而無法繼續加工。

 

此外，若沒有保持一定之極間距離，也會引起加工面之不良。

 

故放電加工時，極間距離必須保持一定，這可由伺服機構來加以控制（圖二）。

 

放電加工時，因不加機械性外力，所以不必擔心工作物變形。

 

放電加工物體之表面呈現凹凸之鱗波形狀（圖三），而非為極平滑之鏡面。

 

大而強烈的火花產生粗糙的表面，較小之火花產生較光滑之表面。

 

〈見圖三〉放電加工時，物體之表面受到熱脈衝的作用，但加工面之內部所受熱的影響非常小，故其變質層淺，而且外表為特殊之加工層所包覆，耐磨耗，耐酸鹼，不易生銹。

 

所以放電加工也被用來對金屬材料做表面硬化之處理。

 

市面上也有專用的放電硬化裝置供應，此時電極採用WC為主成分之材料。

 

（黃文儀）

 

引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=8543