什么是电火花加工？

1　工作原理

当电源插头接触不良或闭合电路保险盒时，常常看到接触处产生火花放电，使得接触件表面产生一些麻点和不整齐的缺口。这种由于放电而形成金属材料表面损坏的现象，称为电腐蚀，或简称腐蚀。电火花加工就是利用火花放电现象产生电腐蚀而对金属材料进行加工的一种方法。电腐蚀实际上是电热和介质流体动力综合作用的结果。它是应用最广泛的一种特种加工方法。

图2-56　电火花加工原理示意图

图2-56为电火花加工原理示意图。工件与工具分别与脉冲电源的两输出端相连接。伺服系统（自动进给调节装置）使浸入绝缘液体介质（煤油、变压器油等）的工具电极（紫铜或石墨）和工件电极之间持续保持很小的放电间隙（几微米到几十微米之间）。当脉冲电压加到两极之间时，便在当时条件下相对间隙最小处或绝缘强度最低处击穿介质，介质击穿后，被电离成电子和正离子，在电场的作用下，电子奔向阳极，正离子奔向阴极，在局部产生火花放电，在放电通道中产生瞬时高温（10000℃左右），使金属迅速熔化，甚至汽化。每次火花放电后，工件表面就形成一个微小的凹坑。此脉冲放电过程连续不断，周而复始，随着工具电极不断向工件电极的送进，结果工件表面重叠起无数个电蚀的小凹坑，从而将工具电极的轮廓形状精确地复制在工件上，达到成形加工的目的。若将工具电极继续进给，直到打穿为止，就成为穿孔加工。

2　工艺特点

（1）适应性强，只要能导电的材料均能加工，特别适于高强度、高硬度材料和难以切削的耐热合金的加工。

（2）可加工特殊和形状复杂的零件。由于加工时，工具电极并不回转，所以如果将工具电极做成任何截面的形状，即可加工出各种复杂形状的通孔或盲孔来；又因加工时没有显著的机械切削力，有利于小型、薄壁、窄槽和型腔工件的加工，也适于精密的细微加工。

（3）脉冲参数可以任意调节，故可以在同一台机床上连续进行粗、半精、精加工。加工后的尺寸精度视加工方式而异，穿孔可达0.05～0.01mm，型腔可达0.1mm左右。

3　应用

1）异形通孔加工

通孔加工是电火花加工中应用最广的一种，它可以加工各种截面的型孔、小孔（φ0.01～3mm）等，如冷冲落料或冲孔凹模、拉丝模和喷丝孔等。图2-57为加工的各种形式的孔。

图2-57　加工各种形式的孔

2）型腔模加工

型腔模包括锻模、挤压模、压铸模等，属于盲孔型腔且结构复杂，各处深浅不同，特别适合电火花放电加工。

3）线切割加工

电火花线切割加工，简称线切割，基本原理与电火花成型加工一样，也是利用工具电极对工件进行脉冲放电，使工件产生电蚀。不同于前者在于采用0.1mm左右直径的细金属导线（如钼丝）作电极。

相同点：

1、两种加工不言而喻都是放电加工的一种，也就是依脉冲电源为根本，而且工件必须为导电体。

2、二者的加工原理相同，都是通过电火花放电产生的热来熔解去除金属的，所以二者加工材料的难易与村料的硬度无关，加工中不存在显著的机械切削力。

不同点：

1、电火花加工成型机床主要加工对象为表面细腻的花纹或曲面进行印制，电火花线切割机床主要加工平面的工件。电火花线切割的运动是移动工件，电火花加工是移动电极实现加工的。

2、电火花加工可以加工通孔、盲孔，适宜加工形状复杂的塑料模具等零件的型腔以及刻文字、花纹等；而电火花线切割加工只能加工通孔，能方便地加工出小孔、形状复杂的窄缝及各种形状复杂的零件。

扩展资料

1、进行电火花加工必须具备三个条件：

必须采用脉冲电源；

必须采用自动进给调节装置，以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙；

火花放电必须在具有一定绝缘强度（10～107Ω ·m）的液体介质中进行。

2、电火花加工具有如下特点：

可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料；

加工时无明显机械力，适用于低刚度工件和微细结构的加工：脉冲参数可依据需要调节，可在同一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工；

电火花加工后的表面呈现的凹坑，有利于贮油和降低噪声；生产效率低于切削加工；放电过程有部分能量消耗在工具电极上，导致电极损耗，影响成形精度。

电火花加工（EDM）：指在绝缘性介质中，利用脉冲电源连接工件（阴/阳极）和工具（阳/阴极），使两极之间发生脉冲性火花放电，利用电火花的电腐蚀现象对材料进行加工，使零件的形状、尺寸和精度达到预定要求的加工方法。

电解加工（ECM）：指在具有一定电导率的电解液中，使用直流电源连接工件（阳极）和工具（阴极），在两极分别发生氧化反应和还原反应，以使被加工阳极达到预定的形状、尺寸和精度的加工方法。

共同点：

1. 利用的能源相同。电火花和电解加工都属于放电加工的一种，利用电能与热能、化学能和机械能等的转化对被加工零部件进行加工。

2. 加工范围广。不同与传统加工利用工具和工件材料在硬度、强度、耐热性等性能差异进行加工，EDM和ECM都是利用放电对工件进行加工，加工过程中工具和工件并不接触。所以其加工不受被加工材料的机械、物理性能的限制，一般只要导电的材料均可加工。

不同点：

1. 使用电源不同。一般情况下，EDM使用脉冲电源进行加工；而ECM使用直流电源，为提高电解加工精度，现在也使用脉冲放电电源进行加工。

2. 电解液性质不同。电火花加工必须使用一定绝缘性的液体介质中进行，例如煤油，去离子水等；电解加工时在具有一定电导率的电解液中进行的，例如NaCl、NaNO3溶液。

3. 工具电极损耗不同。电火花加工利用电和热蚀除金属，所以工具电极也具有损耗；而电解加工利用工件（阳极）材料的化学溶解蚀除金属，工具（阴极）电极理论上不会损耗。

4. 加工表面质量不同。电火花加工时，火花通道内产生大量热是电极表面的金属产生局部融化甚至汽化而被蚀除下来，被加工表面存在重铸层、微裂纹等缺陷；电解加工以离子状态电化学溶解去除材料属于冷加工，不存在硬化层、重铸层、微裂纹和残余应力等缺陷。

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