电极材料在电火花加工中对加工速度的影响
电火花习题
项目一1．判断题（√）1）电火花加工中若能合理利用覆盖效应则有助于降低电极的损耗。
（√）2）电加工加工中，电极接负极的叫正极性加工。
（√）3）电火花加工中，应尽量利用极性效应减少电极的损耗。
（×）4）电火花成形机床不能加工硬质合金等极硬的材料。
（×）5）电火花成形机床可以加工各种塑料零件。
（×）6）因局部温度很高，电火花加工不但可以加工可导电的材料，也可以加工不导电的材料。
（×）7）电火花加工中，工具和工件之间存在显著的机械切削力。
2．单项选择题1）下列加工方法中产生的力最小的是（D ）。
A．铣削B．磨削C．车削D．电火花2）下列叙述正确的是（A ）。
A．电火花加工中，工件接脉冲电源正极的加工叫正极性加工。
B．电火花加工中，电极、工件的材料通常都一样。
C．短脉冲加工中，工件往往接负极。
D．电火花加工中，可以不采用脉冲电源。
３）电火花成形机床加工时，为安全起见工作液面要高于工件，一般为（C ）。
A.0～5mmB.5～10mmC.30～50mmD.150～200mm４）某国产机床型号为DM7120，其中D表示（ B ）。
A.线切割机床B.电加工机床C.电火花加工机床D.数控加工机床５）电火花成形机床主要加工对象为（ C ）。
A.木材B.塑料C.金属等导电材料D.陶瓷６）下列液体中，最适宜作为电火花成形机床工作液的是( C )。
A.汽油B.矿泉水C.煤油D.自来水３．问答题1）电火花加工后工件表面是否有许多微小的凹坑？结合电火花加工原理解释原因。
是，电火花加工原理2）电火花加工后电极的表面是否还是电极材料的原有颜色？如果不是，请解释原因。
不是，覆盖效应3）根据加工前后测量的电极长度，查看电极尺寸是否缩短？如果电极尺寸缩短，比较一下电极缩短量与加工出的深度值是否相等？如果不等，请解释原因。
缩短，极性效应项目二1．判断题（√）1）脉冲间隔的主要作用之一是使工作液体恢复结缘。
电火花加工效率计算
电火花加工效率计算
电火花加工是一种精密加工工艺，常用于加工硬质材料和复杂
形状的工件。
其加工效率可以通过以下几个方面来进行计算和评估：
1. 加工速度，电火花加工的加工速度受到多种因素的影响，包
括放电电流、放电时间、工件材料等。
一般来说，加工速度越快，
效率越高。
加工速度可以通过每小时加工的工件数量来进行评估。
2. 加工精度，虽然电火花加工速度较慢，但其加工精度非常高。
因此，在评估效率时，需要考虑加工精度对于最终产品质量的影响。
高精度加工所需的时间和工艺控制也是影响效率的重要因素。
3. 能耗和成本，电火花加工设备的能耗和维护成本也是评估效
率的重要指标。
通过比较加工所需能耗和成本，可以评估设备的效
率和经济性。
4. 加工质量，最终产品的质量是评估加工效率的重要指标之一。
如果电火花加工可以在保证高质量的前提下提高加工速度，那么其
效率也会相应提高。
综上所述，电火花加工效率的计算需要综合考虑加工速度、加工精度、能耗和成本以及加工质量等多个方面的因素。
在实际应用中，需要根据具体的加工任务和设备情况来综合评估加工效率，并进行相应的优化和改进。
电火花线切割加工影响因素
北京科技大学《现代加工技术》大作业2013年12 月15日电火花线切割加工各因素对工艺指标的影响分析如上图所示，电火花线切割加工工艺指标主要包括切割速度、表面粗糙度、加工精度，此外，放电间隙、电极丝损耗和加工表面变质层也是反映加工效果的重要指标。
在电火花线切割加工中影响工艺指标的因素很多，并且这些因素的影响是相互关联和相互矛盾的。
大体上可以初步分为与电相关的因素和非电因素的影响。
以下一一分析说明。
一、非电因素对加工工艺指标的影响1.电极丝材料、直径及速度：材料：采用钨丝加工时，加工速度比较高，但是在放电后丝质易变脆，容易断丝，所以实际应用不是很多，但是慢走丝在加工要求不是很高时可以使用。
相对钨丝，钼丝熔点低，抗拉强度低，但是韧性比较好，在骤冷骤热的恶劣环境中不容易断丝。
所以一般加工中多用0.1mm钼丝。
直径：随着直径的增大，走丝过程中相同时间相同脉冲下，直径越大去除的金属体积越多，从而加工速度越慢，加工精度越低。
电极丝直径大，切缝就宽，放电产物排除条件显然就会好，加工过程稳定。
不过电极丝粗，同时带来的问题是很难教工内尖角工件，加工精度会降低，同时切缝过宽速度也会下降。
电极丝直径小，很明显抗拉强度低，容易断丝，放电产物排除条件差，加工的稳定性不易保证，速度同样也提不上来。
不过精度却会有所提高。
电极丝速度：如图所示：对于快走丝在一定的加工条件下，随着丝速的增大加工速度提高，但是实践证明，当丝速由1.4m/s 上升到7-9m/s 时，走丝速度对加工速度影响很大，若继续增加丝速，切割速度反而会出现一个下降，这是因为排屑条件虽然改变，蚀除作用基本不变了，可是储丝筒一次排丝的运转时间减少，一定时间内换向次数明显多了，这就意味着非加工时间增大，所以加工速度反而会慢下来。
而对于慢走丝提高电极丝走丝速度，工作也容易被带入放电间隙，所以会提高速度，但当丝速达到某一值时，加工速度就会趋向稳定。
这是慢走丝这种加工方式本身的特点决定的，它因为平稳均匀才能得到良好的精度和粗糙度。
电火花加工中的加工深度和精度控制
电火花加工中的加工深度和精度控制电火花加工是一种利用电气放电原理进行的一种加工方式，其主要应用于硬质、脆性、形状复杂的金属或非金属零件的加工中。
电火花加工具有精度高、成本低等特点，在制造业中得到了广泛应用。
但在实际操作中，如何保证电火花加工的加工深度和精度，是一个需要思考的问题。
一、电火花加工的基本原理电火花加工是利用高频波产生电子、空气隙内发动了电子的碰撞，以产生高热高能的阳离子和阴离子等活性物质为基础的加工方式。
通过不断发生的高频电火花放电，在工件上产生局部高温高压区域，从而熔化、氧化、蒸发等作用，形成加工目标的形状和尺寸。
二、电火花加工的加工深度控制控制电火花加工的加工深度是电火花加工中最为关键的控制之一。
加工深度取决于电极材料、放电频率、放电电流、工件材料等因素的影响。
1、电极材料电极材料的选择会对加工深度产生一定的影响，正常情况下，电极材料较软时，加工深度较小；电极较硬时，加工深度较深。
一般来说，电极材料应该尽量选用成分稳定、均匀的高温材料，如铜、银、钨等。
2、放电频率放电频率是指每秒钟反复发生的电火花放电次数，也是影响加工深度的因素之一。
放电频率越高，对工件的加工深度影响越小。
3、放电电流放电电流越大，加工深度越大。
但在实际应用中，过大的电流对电极的消耗也会变大，同时也会导致工件表面的粗糙度增加。
4、工件材料工件材料也是影响加工深度的因素之一。
一般来说，工件硬度越大，加工深度就会越小。
同时，工件的导热性能也会影响加工深度。
导热性差的工件可以通过提高工件表面温度，从而使电火花的能量有效地转移到加工目标上，提高加工深度。
三、电火花加工的加工精度控制除了加工深度的控制外，电火花加工中还需要控制其加工精度，从而保证加工质量的稳定性和一致性。
1、电极材料电极材料对加工精度的影响也非常大。
一般来说，使用高稳定性的电极能有效地保证加工精度。
2、放电电流和电压放电电流和电压的稳定控制是保证加工精度的重要手段。
电火花加工中加工速度的影响因素
机床与液压
ＭＡＣ ＮＥ Ｔ０ＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬ ＣＳ ＨＩ Ｉ
Ａｐ ． ０ ２ ｒ２ １ Ｖｏ ． ０ Ｎｏ ８ １４ ．
第４ ０卷 第 ８期
Ｄ ：１ ． ９ ９ ｊｉｓ ． ０ １—３ ８ ． ０ ２ ０ ． ６ ＯＩ ０ ３ ６ ／．ｓｎ １０ ８ １２ １． ８０ ７
ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ Ｃ ｒｅ ｐ ｎ ｉ ｇ ｉ ｒ ｖｎ ｔｏ ｓｗ ｒ ｕ ｏ ｗ ｒ ． Ａ ｄ ｑ ｉｋ ｐ ｏ ｅ ｓ ｇ ｗ ｔ ａ ｃ ｉｉ ｇ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ａ ｄ ｍａ ｈ ｎ ｎ ｏ ｄ ｔ ｎ ． ｏ ｒ ｓ ｏ ｄｎ ｉ ｍｐ ｏ ｉｇ ｍｅｈ ｄ ｅ ｅ ｐ ｔ ｒ ａ ｄ ｆ ｎ ｕ ｃ ｒｃ ｓ ｉ ｉ ｓ ｍｅ ｍａ ｈ ｎ ｎ ｒｃ ｓ ｎ ｃ ｉｉ ｇ ｎ ｈ ｏ
单 个脉冲能量 的大 小 是影响加工 速度 的重要 因
素。对 于 矩 形 波 脉 冲 电
源，当峰值 电流 ｉ 一定 亘
时 ，脉冲能量与 脉冲宽 度 成正 比。脉 冲 宽度 增 加 ， 加工速度随之 增加 ，因为
流增 大 ，故 加 工 速 度 提 高 ；但 若 脉 冲 间 隔过 小 ， 图 ２ 会 因放 电间隙来不及消 电 离使加 工稳定性 变差 ，导 致加工速度降低。 为 了最大 限度地提 高 加工速度 ，应在保 证稳 定
关键词 ：电火花加工 ；加工速度 ；影 响因素
中图 分 类 号 ：Ｔ ６ １ Ｈ ６ Ｇ ６ ；Ｔ Ｉ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０ — ８ １ （０ ２ ０ １ ３ ８ ２ １ ）８—１ １— ９ ２
Ｔｈｅ Ｉ ｆｕｅ ｅ Ｆａ ｔ ｒ ｆ Ｍ ａ ｈ ｎ ｎ ｅ ｄ ｉ ｎ ｌ ｎｃ ｃ ｏ ｓ ｏ ｃ ｉ ｉ ｇ Ｓｐ ｅ ｎ ＥＤＭ
数控电火花加工的主要工艺指标及其提高途径
勇于开始，才能找到成功的路
t
i
＝
1200s
电 极 —纯 铜 工 件 —钢 加 工 极 性 —正
隙来不及消电离引起加工
稳定性变差，导致加工速
0 100 200 300 400 500 600 to / s
度降低。
图2 脉冲间隔与加工速度的关系曲线
• 3．峰值电流的影响
当脉冲宽度和脉冲间隔一定时，
vw / (mm3 / min)
在电火花加工过程中会不断产生气体、金属 屑末和碳黑等，如不及时排除，则加工很难 稳定地进行。加工稳定性不好，会使脉冲利 用率降低，加工速度降低。为便于排屑，一 般都采用冲油(或抽油)和电极抬起的办法。
冲(抽)油压力的影响度的关 系曲线
在加工中对于工件型腔较浅或易 于排屑的型腔，可以不采取任何 辅助排屑措施。但对于较难排屑 的加工，不冲(抽)油或冲(抽)油压 力过小，则因排屑不良产生的二 次放电的机会明显增多，从而导 致加工速度下降；但若冲油压力 过大，加工速度同样会降低。
0
10
100 1000 ti / s
图6 电极材料和加工极性对加工速度的影响
• 在加工中选择极性，不能只考虑加工速度，还必须考虑电极 损耗。如用石墨做电极时，正极性加工比负极性加工速度高， 但在粗加工中，电极损耗会很大。故在不计电极损耗的通孔 加工、取折断工具等情况，用正极性加工；而在用石墨电极 加工型腔的过程中，常采用负极性加工。
数控电火花加工的主要 工艺指标及其提高途径
2021/7/16
一、影响加工速度的主要因素
• 1 加工速度VWA：用以反映加工效率的
重要指标，通常所说的加工快慢。
(mm2/min)
• 影响加工速度的因素分电参数和非电参数两大
电火花成形加工的基本规律
模具制造工艺学
影响加工速度的主要因素
▪ 工件材料的热学常数对加工速度的影响
所谓热学常数是指熔点、沸点、热导率、比热容、熔化热、汽 化热等，其中前三者对电蚀量影响较大。
每次脉冲放电时，通道内及正、负电极放电点瞬间分别获得大 量热能，除了一部分由于热传导散失到电极其他部分和工作液中外， 大部分热能消耗在金属的熔化、汽化过程中。
影响电极相对损耗的主要因素
▪ 电极损耗分为绝对损耗和相对损耗，绝对损耗是指单位时间内 工具电极损耗的长度、重量或体积，即长度绝对损耗。重量绝对损 耗或体积绝对损耗。相对损耗是指工具电极的绝对损耗与加工速度 的百分比，即得到长度相对损耗、重量相对损耗或体积相对损耗。
影响电极相对损耗的主要因素
▪ 正确选用电极材料
影响加工速度的主要因素
▪ 排屑条件对加工速度的影响
▪ 在电火花加工过程中，极间局部区域电蚀产物过高，加之放电 引起的温度升高，常会影响加工过程的稳定性，以致破坏正常的火 花放电，使加工速度降低，甚至无法继续加工。
影响加工精度的主要因素
尺寸精度 电火花加工时，工具电极与工件之间都存在一定的放电间隙，
影响加工表面质量的主要因素
▪ 表面变质层
由于电火花放电的瞬时高温和液体介质的冷却作用，使工件加 工表面产生了一层与原来材料组织不同的变质层。变质层包括表面 的熔融再凝固层（熔化层）及能 电火花加工后表面层的硬度一般均比较高，但对某些淬火钢，
也可能稍低于基体硬度。对未淬火钢，特别是原来含碳量低的钢， 热影响层的硬度都比基体材料高；对淬火钢，热影响层中的再淬火 区硬度稍高或接近于基体硬度，而回火区的硬度比基体低，高温回 火区又比低温回火区的硬度低。
1 斜度。电火花加工时侧面产生斜度，使上端尺寸大而底端尺寸小。 这是由于二次放电和电极损耗而产生的，
浅谈电火花加工及速度影响
浅谈电火花加工及速度影响作者：吴斌来源：《科技创新导报》 2014年第17期吴斌（浙江省宁波第二技师学院浙江宁波 315000）摘要：通过对电火花成形机的结构及发展历史的了解，同时阐述电火花的加工原理及特点，加工速度的影响因素等，最后运用于实际生产中，在模具制造加工方面得到广泛应用。
关键词：电火花电极加工速度中图分类号：TG5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2014)06（b）-0073-011 电火花成形机的组成电火花成形加工机床主要包括主机(床身)、电源箱（控制系统）、工作液循环过虑系统及附件等组成。
(1)主机：用于支承、固定加工电极及工作，实现电极在加工过程中稳定的伺服进给运动。
(2)电源箱：包括脉冲电源、伺服进级系统和其他电气控制系统。
(如平动头)(3)工作液循环过虑系统：包括供液泵、过滤器、各种控制阀门、管道。
2 电火花加工的产生与发展2.1 产生背景在我们日常生活中，家电插座或电器开关开、合时，经常会出现噼噼啪啪响声，并且冒出蓝白色火花，使得插座开关接触恶化。
20世纪中期，苏联学者对这种现象进行了研究，发现这种电火花加工,新的金属去除加工方法。
电火花加工是在加工过程中，使电极和工件表面之间不断产生高频脉冲火花放电。
火花放电时，放电时电极与工件之间瞬时产生大量的热，达到极高温度足以使金属材料局部熔化，甚至于汽化蚀除。
2.2 发展过程电火花加工是一种新型的金属加工方法，随后脉冲电源和控制系统随着时间的推进改进很大，从而迅速发展起来。
控制系统越来越好，从电阻-电容等回路，到出现了晶体管和可控硅脉冲电源等控制加工方法，提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗。
到后来出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲等多种脉冲电源，在实际生产中对加工精度、表面粗糙度和降低工具电极损耗等方面有很大的进展。
随着现代生产科技的不断发展，电火花加工已高效得运用于机械加工制造领域。
3 电火花加工的基本原理及特点3.1 基本原理电火花加工是根据工作液中的两极间脉冲高频放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称电蚀加工。
电火花加工工艺电极材料选择方法
不同的材料做电极对于电火花加工速度、加工质量、电极损耗、加工稳定性有重要的影响。
因此，在实际加工中，应综合考虑各个方面的因素，选择最合适的材料做电极。
那么，在电火花加工工艺中，电极材料要如何去选择呢？一、电极种类1、铸铁电极铸铁电极来源足，价格低廉，机械加工性能好，便于采用成型磨削，因此电极的尺寸精度、几何形状精度及表面粗糙度都很容易得到保证。
电极损耗和加工稳定性较一般，容易起弧，生产率也不及铜电极。
铸铁是一种比较常见的电极材料，多用于穿孔加工。
2、钢电极钢材料来源丰富，价格便宜，具有良好的机械加工性能。
加工稳定性较差，电极损耗较大，生产率也较低。
多用于一般的穿孔加工。
3、紫铜、纯铜电极加工过程中稳定性好，生产率高。
精加工时比石墨电极损耗小。
易于加工成精密、微细的花纹，采用精密加工时可以达到1.25微米的表面粗糙度。
因为其韧性大，故机械加工性能差，磨削加工困难。
适宜于做电火花成形加工的精加工电极材料。
4、黄铜电极在加工过程中稳定性好，生产率高。
机械加工性能尚好，它可用仿形刨加工，也可用成形磨削加工，但其磨削性能不如钢和铸铁。
电极损耗最大。
5、石墨电极石墨电极机加工成型容易，容易修正。
加工稳定性能比较好，生产效率高，在长脉宽、大电流加工时电极损耗小。
机械强度差，尖角处容易出现崩裂。
适用于电火花成型加工的粗加工电极材料。
因为石墨的热胀系数小，也可作为穿孔加工的大电极材料。
二、电极设计1、详细分析产品的图纸，确定电火花加工位置。
2、根据现有设备、材料、拟采用的加工工艺等具体情况确定电极的结构形式。
3、根据不同的电极损耗、放电间隙等工艺要求对照型腔尺寸进行缩放，同时要考虑工具电极各部位投入放电加工的先后顺序不同，工具电极上各点的总加工时间和损耗不同，同一电极上端角、边和面上的损耗值不同等因素来适当补偿电极。
不同电极材料对电火花加工表面粗糙度影响的试验研究
不同电极材料对电火花加工表面粗糙度影响的试验研究欧阳波仪【摘要】To study the surface roughness by using different electrode materials, the author chose copper, graphite and tungsten copper alloy working in kerosene and mixed powder. The set voltage is 35V, pulse width and intrapulse width are both 50μs. The surface roughness of processing workpieces can be got through comparative analysis by using current of 1A, 5A,10A,15A. The conclusion is that the surface roughness processed by copper electrode in kerosene is minimum, the effect of tungsten copper alloy electrode in mixed powder is the best. As to the surface morphology and remelt layer, the surface roughness processed by graphite electrode is bigger because of the thickness of theremelt layer, the surface roughness processed by tungsten copper alloy is low because of the smaller thickness of the remelt layer. This paper can provide the experimental basis for the selection of electrode materials in production practice.%为了研究不同电极材料对加工表面粗糙度的影响,选用紫铜、石墨和钨铜合金三种电极,在煤油和混粉介质两种工作液中,设定电压为35V、脉冲宽度和脉间宽度均为50μs,用1A、5A、10A、15A等四种电流进行试验,对比分析加工工件的表面粗糙度,得出在煤油介质中紫铜电极加工的表面粗糙度最小、混粉介质中钨铜合金电极加工效果最好的结论;对表面形态和再铸层分析,得出石墨电极加工因再铸层区域厚导致表面粗糙度较大、钨铜合金电极加工的再铸层厚度较小使得表面粗糙度值较低等结论,为生产实践中电极材料选择提供试验依据.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)011【总页数】3页(P146-148)【关键词】电极材料;表面粗糙度;影响;试验【作者】欧阳波仪【作者单位】湖南汽车工程职业学院,湖南株洲 412001【正文语种】中文【中图分类】TH16;TG661电火花加工工件表面粗糙度不理想，往往需要进一步处理，导致加工效率不高、加工成本增加。
电火花加工工艺
电火花加工工艺电火花加工工艺是一种常用的金属加工技术，它通过电脉冲放电来加工金属材料，广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造等领域。
本文将对电火花加工工艺进行详细介绍。
一、电火花加工的原理电火花加工是利用电脉冲放电的高能量和高温效应，使电极和工件之间产生电火花放电，通过电火花的瞬间高温和高压力作用，将工件材料局部熔化、蒸发和氧化剥离，从而实现对工件的加工和形状加工。
二、电火花加工的优势1. 可以加工高硬度和脆性材料，如模具钢、硬质合金等，具有很高的加工精度和表面质量。
2. 无需直接接触工件，避免了切削力对工件的影响，不会产生变形和应力。
3. 可以加工复杂形状的工件，如内孔、花键等。
4. 适用于小批量和中小型零件的加工，具有较高的生产效率。
三、电火花加工的工艺步骤1. 设计CAD图纸，确定加工轮廓和尺寸。
2. 选择合适的电极材料和电极形状。
3. 将工件和电极固定在加工台上，保持一定的间隙，并通过工作液冷却电极。
4. 设置加工参数，包括脉冲电流、脉冲宽度、脉冲间隔等。
5. 开始加工，通过电极和工件之间的电火花放电来实现材料的加工。
6. 定期检查电极磨损情况，及时更换电极，保持加工质量。
四、电火花加工的应用领域1. 模具制造：电火花加工可以加工出复杂的模具零件，如模具芯腔、模具孔等，提高模具的精度和质量。
2. 航空航天：电火花加工可以用于加工航空发动机的叶片、涡轮盘等高精度零件。
3. 汽车制造：电火花加工可以用于加工汽车发动机的气门座、缸套等零件。
4. 钣金加工：电火花加工可以用于加工钣金件的孔、开槽等。
五、电火花加工的发展趋势1. 精度提高：随着电火花加工技术的不断发展，加工精度将进一步提高，可实现亚微米级的加工精度。
2. 加工速度提高：通过优化电极材料和加工参数，将进一步提高电火花加工的加工速度，提高生产效率。
3. 自动化程度提高：引入机器人和自动化设备，实现电火花加工的自动化生产，减少人工干预，提高生产效率和一致性。
电火花加工的基本原理和优缺点
电火花加工的基本原理和优缺点前言电火花加工是一种常用于制造业的先进加工技术，它可以精确地切割金属材料，实现复杂零件的加工。
本文将介绍电火花加工的基本原理以及其优缺点。
一、电火花加工的基本原理电火花加工是利用脉冲电火花在工件与电极之间产生放电，瞬时高温点熔化工件，通过去除熔融金属颗粒来完成加工的一种技术。
其基本原理如下：1.电极和工件的导电性：电火花加工中，工件材料和电极都需要具备良好的导电性。
工件通常是金属材料，而电极则通常选择铜或铜合金制成。
2.电火花放电：通过控制电极与工件之间的放电间隙和电气参数，使用脉冲电源施加高压电流至电极，产生强大的电场。
当电场强度超过工作介质的击穿电场强度时，电极和工件之间产生放电，形成电火花。
3.电火花的热效应：电火花的放电会使介质发生局部熔化，形成高温熔融的电火花区。
高温电火花区对工件表面进行剥蚀，并将熔融金属颗粒击碎，从而实现加工。
4.工作液的冷却和清洗：为了稳定电火花放电的过程，防止电极和工件过热，电火花加工通常需要使用工作液进行冷却和清洗。
工作液不仅能降低电极和工件的温度，还可以冲洗加工过程中产生的碎屑。
二、电火花加工的优点电火花加工在现代制造业中被广泛应用，并具有以下优点：1.加工精度高：电火花加工能够制造出高精度的零件，加工精度可达到0.001mm，甚至更高。
这使得电火花加工适用于制造精密器件和模具等需求高精度的产品。
2.适用于任意硬度的材料：电火花加工不受被加工材料硬度的限制，可以加工任何导电材料，无论是高硬度的钢铁材料，还是脆性的陶瓷材料，都可以进行有效加工。
3.无影响材料外形特征：由于电火花加工是通过放电熔化工件表面来实现加工的，不需要接触工件表面，因此可以保持材料的原始形状和特征。
这种非接触加工方式最大程度地避免了材料变形和应力引起的问题。
4.适用于复杂几何形状：电火花加工具有良好的灵活性，可以加工出复杂的几何形状，如细小孔洞、内外轮廓形状复杂的零件等。
电火花习题
项目一1．判断题（√）1）电火花加工中若能合理利用覆盖效应则有助于降低电极的损耗。
（√）2）电加工加工中，电极接负极的叫正极性加工。
（√）3）电火花加工中，应尽量利用极性效应减少电极的损耗。
（×）4）电火花成形机床不能加工硬质合金等极硬的材料。
（×）5）电火花成形机床可以加工各种塑料零件。
（×）6）因局部温度很高，电火花加工不但可以加工可导电的材料，也可以加工不导电的材料。
（×）7）电火花加工中，工具和工件之间存在显著的机械切削力。
2．单项选择题1）下列加工方法中产生的力最小的是（D ）。
A．铣削B．磨削C．车削D．电火花2）下列叙述正确的是（A ）。
A．电火花加工中，工件接脉冲电源正极的加工叫正极性加工。
B．电火花加工中，电极、工件的材料通常都一样。
C．短脉冲加工中，工件往往接负极。
D．电火花加工中，可以不采用脉冲电源。
３）电火花成形机床加工时，为安全起见工作液面要高于工件，一般为（C ）。
A.0～5mmB.5～10mmC.30～50mmD.150～200mm４）某国产机床型号为DM7120，其中D表示（ B ）。
A.线切割机床B.电加工机床C.电火花加工机床D.数控加工机床５）电火花成形机床主要加工对象为（ C ）。
A.木材B.塑料C.金属等导电材料D.陶瓷６）下列液体中，最适宜作为电火花成形机床工作液的是( C )。
A.汽油B.矿泉水C.煤油D.自来水３．问答题1）电火花加工后工件表面是否有许多微小的凹坑？结合电火花加工原理解释原因。
是，电火花加工原理2）电火花加工后电极的表面是否还是电极材料的原有颜色？如果不是，请解释原因。
不是，覆盖效应3）根据加工前后测量的电极长度，查看电极尺寸是否缩短？如果电极尺寸缩短，比较一下电极缩短量与加工出的深度值是否相等？如果不等，请解释原因。
缩短，极性效应项目二1．判断题（√）1）脉冲间隔的主要作用之一是使工作液体恢复结缘。
电火花 加工工艺规律
极
性
电极材料
常用电极材料中黄铜的损耗最大，紫铜、铸铁、钢次之， 石墨和铜钨、银钨合金较小。紫铜在一定的电规准和工艺条 件下，也可以得到低损耗加工
石墨做粗加工电极， 紫铜做精加工电极
工件材料
加工硬质合金工件时电极损耗比钢工件大
用高压脉冲加工或用 水作工作液，在一定条 件下可降低损耗
工 作 液
常用的煤油、机油获得低损耗加工需具备一定的工艺条件； 水和水溶液比煤油容易实现低损耗加工(在一定条件下)， 如硬 质合金工件的低损耗加工，黄铜和钢电极的低损耗加工
①电火花加工表面粗糙度随单个脉冲能量的增
加而增大。
②当峰值电流一定时，脉冲宽度越大，单个脉
冲的能量就大，放电腐蚀的凹坑也越大、越深， 所以表面粗糙度就越差。
③在脉冲宽度一定的条件下，随着峰值电流的
增加，单个脉冲能量也增加，表面粗糙度就变 差。
④在一定的脉冲能量下，不同的工件电极材料
表面粗糙度值大小不同，熔点高的材料表面粗 糙度值要比熔点低的材料小。
1
0
1000 2000 3000 4000
2 A / mm
图3-14 加工面积对电极相对损耗的影响
/%
2 紫铜 1 石墨
0
0.05
0.1
2) P / (kg / cm
图3-15 冲油压力对电极相对损耗的影响
⑶电极的形状和尺寸的影响 在电极材料、电参数和其他工艺条件完全相 同的情况下，电极的形状和尺寸对电极损耗影响 也很大(如电极的尖角、棱边、薄片等)。
100
10 0 1 10 100 1000 ti / s
图3-3 脉冲宽度与加工速度的关系曲线
3 vw / (mm/ min)
电火花加工中降低电极损耗的一般原则
电火花加工是一种常用的金属加工方法，它通过电脉冲在工件和电极之间产生放电，从而实现对工件的精密加工。
电火花加工中电极损耗是一个普遍存在的问题，影响着加工效率和加工质量。
降低电极损耗是在电火花加工中非常重要的一项工作。
本文将从几个方面介绍电火花加工中降低电极损耗的一般原则。
一、选择合适的电极材料电火花加工中常用的电极材料有铜、铝、钼等。
合理选择电极材料对于降低电极损耗至关重要。
一般来说，硬度大、导热性好、热膨胀系数小的材料更适合用于电火花加工电极。
钼具有高硬度和低热膨胀系数，是一种较为理想的电极材料。
在电火花加工中选择合适的电极材料有助于降低电极损耗。
二、优化电极设计电火花加工电极的设计对于电极损耗也有一定的影响。
合理设计电极形状、尺寸和结构，可以有效地减少电极的损耗。
采用圆弧形状的电极可以减少电极和工件之间的间隙，降低放电能量损耗，同时可以提高放电稳定性，从而减少电极损耗。
在电火花加工中，优化电极设计是降低电极损耗的重要手段。
三、控制放电参数放电参数的选择直接影响着电极的损耗情况。
合理选择放电电压、电流和脉冲宽度，可以有效地减少电极的损耗。
一般情况下，采用较小的放电电压和电流可以减少电极受热和材料的蒸发，从而减少电极损耗。
合理选择脉冲宽度，控制放电时间和能量的大小，也是减少电极损耗的重要手段。
在电火花加工中，控制放电参数是降低电极损耗的重要途径。
四、加强电极的冷却电极在电火花加工过程中容易受热，导致电极材料的热膨胀和材料损耗，因此加强电极的冷却是降低电极损耗的有效方法。
采用外部冷却装置对电极进行冷却，可以有效地降低电极的表面温度和热膨胀，减少电极损耗。
另外，在电极的表面涂层陶瓷等耐磨材料也可以有效地降低电极损耗。
在电火花加工中，加强电极的冷却是降低电极损耗的有效手段。
电火花加工中降低电极损耗的一般原则包括选择合适的电极材料、优化电极设计、控制放电参数和加强电极的冷却。
通过以上几个方面的努力，可以有效地降低电火花加工中电极的损耗，提高加工效率和加工质量。
电火花加工的原理
电火花加工的原理电火花加工（Electric Discharge Machining，EDM）是一种非传统的金属加工技术，在航天、航空、汽车、模具、电子、医疗器械、手表等领域得到广泛应用。
其基本原理是在工件和电极间通过电弧放电击穿介质，利用电弧放电的高温高压作用，以腐蚀剥蚀的方式将工件上的材料去除，从而达到加工目的。
具有精度高、加工效率高、能够加工高硬度材料等优点。
本文将从原理、加工过程、影响因素、特点等方面对电火花加工进行详细介绍。
一、原理电火花加工是利用电脉冲的闪放放电从工件表面抽掉微小粒子的一种电化学加工方法。
其加工原理是利用电极间放电的高温高压效应，通过金属电极和工件上材料的反复电弧放电腐蚀、气化和溶解，使工件表面逐渐形成所需要的轮廓形状。
电弧放电腐蚀时会释放出高温和高压，将材料去除。
法则是在工件和电极之间形成电弧放电，在电极与工件接触底部的位置放电并生成热脱积过程，继而对工件进行加工。
二、加工过程1.热脱积过程当电极和工件接触之后，通过施加不同频率的脉冲电流，一系列闪电放电就在电极和工件之间反复发生，使工件表面材料被局部加热，压力蒸发产生的气体被排出，产生蚀刻物质。
2.形成水孔在每个放电的瞬间，电弧在工件和电极之间形成一个气态介质区域，这个地区的空气和蒸汽被抽出，形成一个小孔或某种形状的孔道。
当内腔填充时，材料被疏松起来。
3.清除工件表面的热脱积产物使用电极和工件之间的冷却剂来吹洗清理的剩余热脱积物质并加速加工物表面的光洁度。
三、影响因素1. 工作液质量也是影响加工精度的关键因素之一。
2. 电极材料和工作电流强度，也会影响加工效果，通常选择耐腐蚀性强的金属材料。
3. 工件材料也很重要，硬材料如钨合金、钢铁铸造件等可以使用电火花加工进行加工。
而软材料则不具备可切削性，难以加工。
4. 脉冲时间控制精度是主要的电火花加工参数。
5. 加工的形状、尺寸、表面状态和要求的加工精度等也会影响加工效果。
电火花电极材料
电火花电极材料电火花加工是一种常见的金属加工方法，它利用电脉冲在工件和电极之间产生放电，从而去除工件表面的材料。
而电火花加工的核心就是电极材料，电极材料的选择直接影响着加工效率和加工质量。
下面我们就来详细讨论一下电火花电极材料的选择和特点。
首先，电火花电极材料的选择要考虑到其导电性能。
由于电火花加工是通过电脉冲产生放电来去除材料，因此电极材料必须具有良好的导电性能，以保证电流能够顺利地通过电极和工件之间产生放电。
常见的电火花电极材料有铜、铜钼合金、铜钨合金等，它们具有良好的导电性能，能够满足电火花加工的要求。
其次，电火花电极材料的热稳定性也是一个重要考量因素。
在电火花加工过程中，电极材料会受到高温和热冲击的影响，因此电极材料必须具有良好的热稳定性，能够在高温环境下保持结构稳定，不发生变形或熔化。
铜、铜钼合金和铜钨合金都具有较好的热稳定性，能够在电火花加工过程中保持良好的性能。
另外，电火花电极材料的耐磨性也是需要考虑的因素。
在电火花加工过程中，电极材料会不断地与工件表面摩擦和放电，因此电极材料必须具有良好的耐磨性，能够在长时间使用后仍然保持良好的表面质量和形状。
铜钨合金是一种常用的电火花电极材料，它具有良好的耐磨性，能够满足电火花加工的要求。
最后，电火花电极材料的加工性能也是需要考虑的因素。
电极材料的加工性能包括可加工性、焊接性和表面处理性等方面，这些性能直接影响着电极的加工和使用。
铜、铜钼合金和铜钨合金都具有良好的加工性能，能够满足电火花加工的要求。
综上所述，电火花电极材料的选择要考虑导电性能、热稳定性、耐磨性和加工性能等因素。
合理选择电极材料，能够有效提高电火花加工的效率和质量，为工件加工提供良好的保障。
希望本文能够对电火花电极材料的选择和应用提供一定的参考和帮助。
电火花加工的三个重要电参数
电火花加工的三个重要电参数电火花加工，听上去是不是有点高大上？其实就是利用电流的力量，给金属零件“开个小会”，让它们变得更精致！今天咱们就来聊聊这个过程中三个超级重要的电参数，别急，保证轻松幽默，绝对不让你打瞌睡。
1. 放电电压1.1 什么是放电电压？放电电压就像是电火花加工里的“开场白”，没它，这场技术盛宴就开不了场。
简单来说，它是电流在电极间跃跃欲试的那种“激情”，通过它，金属表面会产生高温，瞬间蒸发，形成小坑坑。
想象一下，电流就像个不安分的小孩，电压越高，它的兴奋程度就越高，冲劲十足。
1.2 放电电压的影响那么，放电电压有啥影响呢？首先，电压高了，金属表面损耗也跟着上升，放电效率嗖嗖地往上涨。
可是，电压不能随便调，过高了可能让加工变得“肆无忌惮”，结果可能是误伤其他部件，真是得不偿失。
就像做饭，火候掌握不好，菜都糊了可就麻烦了！2. 放电电流2.1 放电电流的定义接下来咱们说说放电电流，简单说就是电流通过电极时的“力度”。
它就像你推门的力量，力度不够，门不动；力量过大，门也可能坏掉。
电火花加工里，放电电流决定了电极的“动作幅度”，而这又直接影响了加工的速度和效果。
2.2 放电电流的调节不过，调节放电电流可得小心点，过低会让加工变得像蜗牛爬，效率低得吓人；过高了又容易让电极损耗过快，简直是赔了夫人又折兵！所以，适中的放电电流就像找到了最合适的鞋子，走起来才舒服，效果才好。
3. 脉冲宽度3.1 脉冲宽度的概念最后我们聊聊脉冲宽度。
这玩意儿听上去有点复杂，但其实不然。
脉冲宽度就像是一场舞会的节奏，长短不一，给人不同的感觉。
在电火花加工中，脉冲宽度决定了电流作用的时间长短，影响了材料去除的效率。
3.2 如何选择脉冲宽度如果脉冲宽度设置得太长，金属表面可能会烧焦；而如果太短，材料去除效果又差。
想象一下，咱们在跳舞，舞步不稳，节奏跟不上，结果只能是踩到别人的脚，场面尴尬得不行。
因此，找到合适的脉冲宽度，就像找到对的舞伴，一切都顺畅多了。
火花机电极
火花机（Electrical Discharge Machining，简称EDM）电极是火花机加工中用于放电加工的关键部件之一。
它通常由导电材料制成，如铜、石墨或钨铜合金等，具有良好的导电性和导热性。
火花机电极的主要作用是在加工过程中与工件之间产生放电，通过放电产生的高温和高压来去除工件材料，实现对工件的加工。
电极的形状和尺寸根据具体的加工需求进行设计和制造，可以是圆柱形、圆锥形、异形等各种形状。
在火花机加工过程中，电极和工件之间通过放电产生电弧，电弧的能量将工件材料局部熔化和蒸发，从而实现材料的去除。
电极在放电过程中也会受到一定程度的磨损，因此需要定期更换或修复。
选择合适的电极材料和设计合理的电极形状对于火花机加工的效率、精度和表面质量都有着重要的影响。
不同的电极材料适用于不同的加工材料和加工要求，例如，石墨电极常用于加工钢、合金钢等导电材料，而铜电极常用于加工铝、镁等有色金属材料。
总的来说，火花机电极是火花机加工过程中不可或缺的一部分，它的性能和设计直接影响到加工效果和工件的质量。
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科技之窗·研究制造
就大于碳离子，所以脉冲宽度很窄时，紫铜电极加 工钢时能量在工件阴极的分配比例大于石墨电极 加工钢，故紫铜电极的加工速度高于石墨电极，电 极核耗也大于石墨电极。
2、脉冲宽度为中脉冲时 （大于 10us 小于 100us 左右）
当脉冲宽度增加时，工作液介质在运动粒子 的碰撞电离的速度迅速增加，即 Ｈ 和 Ｃ 离子迅速 增加。在电场作用下，Ｃ 向阳极移动，并在阳极失 去电子变成中性碳粒子覆盖在阳极电极表面形成 覆盖层。由于石墨电极的覆盖效应明显优于紫铜 电极，即失去电子的 Ｃ 多于紫铜电极，因而造成 电离区中 Ｃ 浓度低于紫铜电极电离区的 Ｃ 浓度， 这样就造成介质电离进一步加快，轰击工件阴极 的 Ｈ 也多，因而石墨电极的加工速度增快的速度 大于紫铜电极而逐渐超过紫铜。
!!!!!!!!!
科技之窗·研究制造
电极材料在电火花加工中 !!!!!!!!!!!!!!!! 对加工速度的影响 !!!!!!!!!!!!!!!!
吕 刚 刘 勇 游向前
摘 要：在电火花加工中，工具电极材料的选择非常重要，它不仅影响到电火花加工的稳 定性，还影响到电火花的加工速度和工具电极的损耗。不同工具电极加工速度之所以不同，其 原因在于能量在工具电极和工件间的分配比例不同，这点有关资料及教材都有定论。为什么会 分配不同，却少有文章详细阐述，现就电火花加工中就常用的紫铜电极和石墨电极在加工铜时 加工速度的差别及原因提出个人观点。
２、在电场作用下，介质电离的正，负离子分别 向阴，阳极加速运动，一部分在运动中相互复合成 中性粒子，一部分分别达到阴，阳极，高速撞击阴 极，阳极，使阴极和阳极材料被蚀除并抛入介质 中，进入介质的电极材料中的带电粒子在电场作 用下也作加速定向运动，一部分被复合，一部分撞 出介质使介质电离，最后一部分又分别撞出阳极 和阴极。
３、除上所述，在电火花负极性加工中，放电通 道由大量的高速运动的带负电的电子，Ｃ 及携带 电子的铁原子及带正电的 Ｈ 和 Ｃｕ（或 Ｃ 离子）及 中性的铁，碳，铜和油性介质粒子组成。在负极性 加工中，到达阴极（工件）的正电粒子的动能之和 越大，则加工速度越高。
三、电火花加工中的覆盖效应 负极性加工中，在电场作用下，带正电的 Ｈ 和 Ｃｕ（Ｃ）向阴极工件移动并轰击工件并在阴极获 得电子被还原。其中 Ｈ 还原形成氢气被排出 Ｃｕ， Ｃ 还原成 Ｃｕ 和 Ｃ 后一部分覆盖在工件上形成覆 盖层，而大部分进入工作液成电蚀产物。 带负电的向阳极移动最终被阳极俘获 Ｃ 离 子及携带电子的铁粒子在阳极失去电子变成中性 的碳粒子和铁粒子，一部分覆盖在阳极电极上形 成覆盖层，其余部分进入介质成电阻产物。 覆盖层能否形成，形成的速度快慢同覆盖微 粒与被覆盖物之间的粘附能力有极大关系，显而 易见的原因，碳粒子覆盖上石墨上明显要优于覆 盖在紫铜上。 四、电火花负极性加工时，紫铜电极和石墨电 极加工铜时加工速度差别的原因 电火花加工中，电场最终主要转化成热能以 蚀除工具电极和工件材料，当加工电流一定时，电 场能也一定，所以在加工工件材料相同时，加工速 度就取决于电场能在工具电极和工件上的分配比 例。当电场上的能量分配较小时，工件上的能量分 配就较大，加工速度就较高，而能量的分配比例又 取决于轰击工具电极和工件的粒子 （主要为带电 粒子） 的动能大小，轰击工件的带电粒子数量越 大，动能越大，加工速度相对就越高，反之则小。 1、脉冲宽度很窄时（小于 10us 左右） 负极性加工，工具电极为阳极，脉冲宽度很窄 时，轰击阳极电极的是以电子为主的负粒子。由于 铜的熔点，沸点等热性指标都低于碳，所以在相同 能量的负粒子轰击下，紫铜电极的蚀除量大于石 墨电极，即进入工作液并轰击阴极工件的 Ｃｕ 多 于 Ｃ 离子，加上铜离子的质量远大于碳，动能也
关键词：电火花，紫铜，石墨，加工速度，脉冲宽度
在电火花加工中，工具电极材料的选择非常 重要，它不仅影响到电火花加工的稳定性，还影响 到电火花的加工速度和工具电极的损耗，下面就 电火花负极性加工时紫铜电极和石墨电极加工钢 时对加工速度的影响作一比较。
一、紫铜和石墨加工钢时对加工速度的影响 据周旭光等编著的《特种加工技术》一书，介 绍紫铜和石墨电极加工钢时随脉冲宽度的变化呈 如图曲线关系
3、脉冲宽度为宽脉冲时（大于 100us 左右） 当脉冲宽度进一步增加，工具电极的覆盖效 应和工作液介质的电离达到动态平衡，Ｈ 离子数 维持一定数量，不再增加，由于排屑条件恶化及热 传到的原因，加工速度不升反降。 （１）由于石墨电极覆盖效应明显，达到动态平 衡的脉冲宽度比紫铜电极小得多，加上覆盖效应明 显后，到达工件阴极的 Ｃ 离子数量减少，因而石墨 电极加工速度随脉冲的进一步增加而迅速下降。 （２）紫铜电极覆盖效应小于石墨，所以达到动 态平衡的脉冲宽度远大于石墨电极，所以达到最 大加工速度时的脉冲速度大大宽于石墨电极，由 于覆盖效应小于石墨电极，到达工件阴极的 Ｃｕ 减少数也小于石墨电极 Ｃ 的减少量，加上铜的质 量大于碳，所以脉宽进一步增加时紫铜电极的加 工速度下降较为缓慢，最终又高于石墨电极的加 工速度。 （３）由于石墨电极覆盖效应优于紫铜，电离区 中介质电离和覆盖效应时复合作用的平衡点石墨 电极要高于紫铜电极，因而造成在相同加工电流 时石墨电极的最高加工速度高于紫铜电极。
参考文献： [ 1] 周旭光 《特种加工技术》 西安：西安电
子科大出版社，2004 年 7 月 [ 2] 刘晋春 《特种加工》第 5 版 北京：机
械工业出版社，2008 年 5 月 [ 3] 魏引焕、张晓燕 电火花加工中电极材
料的选择及其对加工质量的影响 陕西：陕西科技 大学学报，2005 年 05 期
38 南方农机·201加，两种电极 的加工速度都增加，但石墨电极的增加速度高于 紫铜电极，当脉冲在 １０ｕｓ 左右时，石墨电极的加 工速度超过紫铜电极。
（２）当脉宽增加到 １００ｕｓ 左右石墨电极的加 工速度达到最大值。随着脉冲宽度继续增加石墨， 电极的加工速度以较快速度下降。而紫铜电极的 加工速度仍然 － 处于随脉冲宽度增加而增加的阶 段，直到脉冲宽度增加到数百微秒后紫铜的加工 速度才随脉冲宽度的增加而以较慢速度下降。
1、总的变化趋势 无论是紫铜电极还是石墨电极，当脉冲电流 一定时，在脉冲宽度不太大时，随着脉冲宽度的增 加，加工速度增加当脉冲宽度增大到一定数值后， 加工速度不仅不再随脉冲宽度增加而增加，反而 随脉冲宽度的增加而下降，其原因有关文章和书 本叙述很清楚。 2、紫铜电极和石墨电极对加工速度影响的区 别 （１）当脉冲宽度较窄时（小于 １０ｕｓ）石墨电极
（３）总之，石墨电极加工速度随脉冲宽度变化 而变化的速度比紫铜电极更明显，更迅速；石墨电 极在相同脉冲电流时最大加工速度高于紫铜，但 具有较大加工速度的脉冲宽度范围较窄，明显小 于紫铜，那么，石墨，紫铜这两种电极在加工铜时 的加工速度随脉冲宽度的变化在总趋势相似的情 况下为什么会有这些差别呢？就此我提出一下观 点供参考。
2010 年第 1 期·南方农机 39