第17讲 电火花成形加工
电火花成型加工教学
电火花成型加工教学一、教学目标随着科学技术不断发展，具有高熔点、高强度、高脆性、高粘性等性能的新材料不断出现，具有各种复杂结构和特殊工艺要求的工件越来越多，各类新的技术问题不断出现，人们通过各种渠道，借助多种能量形式，不断探求新的工艺途径，于是各种特种加工方法先后应运而生。
目前，电火花成型加工已成为一种重要的特种加工技术。
（一）知识掌握点1．掌握电火花成型加工的基本原理、特点。
2．了解电火化成型加工的基本条件。
3．掌握电火花成型加工中程序的编制方法。
（二）能力训练点1．掌握电火花成型加工机床操作的基本步骤及方法。
2．掌握电极和工件的装夹。
3．掌握电火花加工参数设定。
（三）素质培养点1. 培养学生质量意识。
2．培养学生职业道德。
3．培养学生的创造精神。
二、大纲重点、学习难点及化解办法（一）大纲重点1．掌握电火花成型加工的工作原理和有关组成部分的作用。
2．掌握电火花成型加工程序的编制方法。
3．掌握电火花成型加工机床操作要领。
（二）大纲难点1．熟悉电火花成型加工的基本原理。
2．实现电火花成型加工的基本条件。
3．电火花成型加工基本工艺规律。
（三）难点化解方法1．结合原理示意图讲解基本原理。
2．重点讲解极性效应和覆盖效应。
3. 理论联系实际。
三、教学计划［教学计划设计说明］本教学计划依据教学大纲要求，遵循理论联系实际的原则，本着够用能用的教学目标循序渐进的安排教学内容，说明如下：１．通过入门讲解，使学生对特种加工有一个感性认识。
２．在讲解加工程序编制时依据加工要求进行编程，具有很强的针对性。
３．教师的示范操作给了学生规范化的操作概念，通过示范讲解还解决了学生一些理论上疑惑。
４．学生通过亲自操作机床，真正掌握电火花成型加工机床的操作技能。
总之，本计划安排得当，既符合教学大纲要求，又符合我校教学实际。
四、物质准备1．设备：NH7130NC电火花成型加工机床2．工具：扳手、电极3．材料：紫铜、石墨、合金钢等五、教学过程单元 1电火花成型加工的基本知识[导入] 电火花加工又称为放电加工（Electrical Discharge Machining，简称为EDM），是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺。
电火花加工的原理与应用
电火花加工的原理与应用一、电火花加工的基本原理电火花加工是一种通过放电放出的高频高压脉冲电火花来加工工件的非传统加工方法。
它利用电火花和工件间的电解液进行工件的加工。
电火花加工利用电火花放电将切削工具和工件间的材料排除，以达到加工目的。
电火花放电过程主要包括两个阶段：放电间隙形成和放电间隙充实。
放电间隙形成是指在电极间形成间隙，在间隙放电时材料被脉冲放电的热熔、蒸发和气化作用破坏。
放电间隙充实是指放电孔中形成高速液流，将被放电材料冲刷和排除。
电火花加工的原理基于放电产生的高热能可以将工件上的材料熔化、蒸发和气化。
工件的材料经过电火花放电时，因受到极短时间内的高温和高压的影响，材料原来的形态发生了改变，使得原先固体状态的材料瞬间转变为了等离子体。
二、电火花加工的应用电火花加工广泛应用于以下领域：1. 模具加工电火花加工在模具加工领域有着重要的应用。
由于模具材料通常非常硬，而且形状复杂，传统的机械加工方法很难满足要求。
电火花加工可以通过放电放热能量的方式将模具材料熔化、蒸发和气化，实现对模具材料的加工。
2. 零件修复电火花加工还可以用于零件的修复。
某些零件在使用过程中可能会出现损坏，而且难以通过传统的加工方法修复，此时可以使用电火花加工来修复零件。
电火花加工可以通过放电放热能量的方式，将被修复的零件表面的材料熔化、蒸发和气化，同时将修复的材料填充到零件上。
3. 复杂曲面加工电火花加工可以实现对复杂曲面的加工，这是传统的机械加工方法很难实现的。
通过电火花加工，可以利用放电放热能量将材料熔化、蒸发和气化，实现对复杂曲面的加工。
4. 连续冲模电火花加工可以用于连续冲模加工。
连续冲模加工是模具在连续的冲压过程中进行修复，传统的修复方法无法在连续冲模过程中进行修复。
而电火花加工可以通过放电放热能量的方式将材料熔化、蒸发和气化，实现对冲模的修复。
5. 难加工材料的加工电火花加工在难加工材料的加工中具有优势。
难加工材料指的是那些硬度高、热膨胀系数低、导热系数低等特点的材料。
电火花成形加工的基本原理
电火花成形加工的基本原理电火花加工是在液体介质中进行的，机床的自动进给调节装置使工件和工具电极之间保持适当的放电间隙，当工具电极和工件之间施加很强的脉冲电压（达到间隙中介质的击穿电压）时，会击穿介质绝缘强度最低处，如图所示。
由于放电区域很小，放电时间极短，所以，能量高度集中，使放电区的温度瞬时高达10000-12000℃，工件表面和工具电极表面的金属局部熔化、甚至汽化蒸发。
局部熔化和汽化的金属在爆炸力的作用下抛入工作液中，并被冷却为金属小颗粒，然后被工作液迅速冲离工作区，从而使工件表面形成一个微小的凹坑。
一次放电后，介质的绝缘强度恢复等待下一次放电。
如此反复使工件表面不断被蚀除，并在工件上复制出工具电极的形状，从而达到成型加工的目的。
电火花成形加工原理图1-工件 2-脉冲电源 3-自动进给装置 4-工具电极 5-工作液 6-过滤器 7-泵电火花加工是不断放电蚀除金属的过程。
虽然一次脉冲放电的时间很短，但它是电磁学、热力学和流体力学等综合作用的过程，是相当复杂的。
综合起来，一次脉冲放电的过程可分为以下几个阶段：(1)极间介质的电离、击穿及放电通道的形成当脉冲电压施加于工具电极与工件之间时，两极之间立即形成一个电场。
电场强度与电压成正比，与距离成反比，随着极间电压的升高或是极间距离的减小，极间电场强度也将随着增大。
由于工具电极和工件的微观表面是凸凹不平的，极间距离又很小，因而极间电场强度是很不均匀的，两极间离得最近的突出点或尖端处的电场强度一般为最大。
当电场强度增大到一定数量时，介质被击穿，放电间隙电阻从绝缘状态迅速降低到几分之一欧姆，间隙电流迅速上升到最大值。
由于通道直径很小，所以通道中的电流密度很高。
间隙电压则由击穿电压迅速下降到火花维持电压（一般约为20~30V），电流则由0上升到某一峰值电流。
(2)介质热分解、电极材料熔化、汽化热膨胀极间介质一旦被电离、击穿，形成放电通道后，脉冲电源使通道间的电子高速奔向正极，正离子奔向负极。
模具成型表面的电火花加工
冲压模具的电火花加工
冲压模具的电火花加工主要用于制造具有高精度和复杂结构的冲压模具。通过电火花加工，可以快速、准确地制造出冲压模 具的凹模和凸模等部位，提高冲压件的质量和生产效率。
电火花加工冲压模具时，需要选择合适的电极材料和加工参数，以确保模具的表面质量和加工效率。同时，还需要注意防止 电极损耗和热影响区对模具精度的影响。
02
根据模具的使用要求和加工难度 ，选择合适的模具材料，如硬质 合金、高速钢等。
电火花加工设备的选择
根据加工需求选择合适的电火花加工 设备，包括电火花成型机、电火花线 切割机等。
考虑设备的加工精度、加工效率、稳 定性和可靠性等方面，以确保加工质 量和效率。
电火花加工工艺参数的确定
工艺参数的确定是电火花加工过程中的关键环节，包括电极 材料、电极尺寸、工作液种类和压力等。
对于一些硬、脆、韧性等难加工材料， 如淬火钢、硬质合金等，电火花加工 能够实现高效、高精度的加工。
精密零件加工
对于一些形状复杂、精度要求高的零 件，如涡轮叶片、精密齿轮等，电火 花加工是一种有效的加工方法。
02
模具成型表面的电火花加 工技术
模具材料的选取
01
模具材料应具备高硬度、高耐磨 性和高耐热性等特点，以确保加 工表面的质量和精度。
根据模具材料和加工要求，调整工艺参数，以获得最佳的加 工效果。
电火花加工的优点与局限性
电火花加工具有高精度、高效率和高柔性的优点，能够加工各种硬、脆、软等材 料。
局限性包括加工过程中会产生大量的废屑和烟尘，需要采取相应的环保措施，同 时加工成本相对较高。
03
电火花加工在模具成型表 面的应用实例
注塑模具的电火花加工
04
电火花成型加工实验报告
电火花成型加工实验报告实验报告：电火花成型加工一、实验目的1.了解电火花成型加工的基本原理和工艺过程。
2.掌握电火花成型加工的操作方法和注意事项。
3.分析电火花成型加工的优缺点及应用领域。
二、实验原理电火花成型加工是指利用脉冲电流产生的高温等离子体在工件表面复杂轮廓上进行加工的一种非传统的精密加工方法。
其工作原理是通过脉冲电流在工件表面上形成电火花放电，从而使工件表面熔化或氧化剥离，形成所需形状的孔洞或凸台等特殊结构。
电火花加工适用于所有导电材料，特别适用于硬度高、脆性大、加工难度大的材料。
三、实验仪器和材料1.电火花加工设备：包括工作台、工作液、发生器等。
2.工件：导电材料，如金属。
3.电源：提供工作电流进行加工。
四、实验步骤1.准备工作：将工件放置在工作台上，调整加工参数。
2.加工操作：开启电源，选择合适的脉冲电流进行加工。
注意观察电火花放电效果，确保加工质量和加工精度。
3.停止加工：当脉冲电流达到预定加工时间后，停止加工，关闭电源，取出工件。
4.清洁工作：将加工过程中产生的废料和杂质清理干净，保持实验环境整洁。
五、实验结果与分析通过实验操作，完成了电火花成型加工的任务。
观察加工后的工件，可以看到形成了所需形状的孔洞或凸台等特殊结构。
加工质量和加工精度取决于加工参数的调整，调整电流大小和加工时间可以控制加工效果。
实验证实，电火花成型加工可以对导电材料进行精密加工，能够满足一些传统加工方法无法实现的任务。
六、实验心得通过本实验，我对电火花成型加工的原理和工艺过程有了更加深入的了解。
电火花成型加工是一种非常重要的非传统加工方法，它可以对导电材料进行高精度的加工，具有一定的优势和应用前景。
在实验操作过程中，要注意安全措施，避免发生意外事故。
此外，需要对加工参数进行合理的调整，以获得较好的加工效果。
这次实验让我更加熟悉电火花成型加工的操作方法和注意事项，对工程制造领域有一定的参考价值。
七、实验展望通过本次实验，我对电火花成型加工有了初步的认识，但仍然有许多不足之处。
电火花成型加工的基本原理
电火花成型加工的基本原理1. 电火花成型加工的定义电火花成型加工是一种精密加工方法，是利用高频脉冲放电的原理，在工作液中沉浸的电极与工件之间产生电火花放电，使工件上的金属被腐蚀溶解，以达到加工目的的方法。
2. 电火花成型加工的基本原理电火花成型加工的核心原理是电脉冲放电加工。
它是一种以工作液作介质，利用高压电脉冲将内部电荷储能器的电能快速放电到工件表面，并在电极与工件之间形成极端高温和强烈的电场状态，从而瞬间腐蚀溶解金属，实现对工件进行加工的高精度加工方法。
电火花成型加工所用的放电脉冲能量很小，一般在10～300微焦耳之间，但是放电脉冲几乎都在1微秒以下，放电电流很大，可以达到1～10安培。
由于精度高、能广加工各种形状的工件，被广泛应用于精密的制造技术领域。
3. 电火花成型加工的特点1. 高精度。
由于无接触加工、高频脉冲放电，因此加工精度高，可以达到微米级别。
2. 零件形状复杂。
电火花加工可以加工硬质、脆性、导电性差、复杂形状的基础材料。
3. 精度稳定性高。
相对于传统机械加工，电火花加工不会受到工件摆动、温度波动对加工精度的影响。
4. 周边影响小。
由于电火花加工是在液体中进行的，因此在加工过程中不会产生静电火花，没有机械加工过程产生的切削力和切燃烧的返回力，对周边环境影响较小。
5. 操作简便。
工作过程中的操作简单、可操作性强，不需要过多的操作技能。
4. 电火花成型加工的应用电火花成型加工在机械制造、电子工业、汽车制造、光学仪器制造、航天航空制造等领域都得到了广泛的应用。
对于精密零部件和大型件加工具有极高的效率和精度，尤其是各种复杂的形状和结构的零件，更是几乎成为必须的加工手段之一。
通过电火花成型加工，可以制造出高精度、复杂地形、高质量的模具、模型、模板、刀模等各类零部件；也可以加工各种硬度、脆性材料的复杂形状，并且可以实现加工工艺难以完成的精密加工任务。
因此，电火花成型加工已经成为先进制造产业中必不可少的一种加工手段。
电火花加工工艺课件
宝石、硬质合金等硬脆材料加工
其他领域
电火花加工能够有效地完成这些材料的切 割、打孔等操作。
在航空航天、医疗器械等领域，电火花加 工也有广泛的应用。
02
电火花加工设备
机床类型
立式电火花加工机床
适用于加工小型、中型零件，具有结构简单、操作方 便的优点。
卧式电火花加工机床
适用于加工大型、重型零件，具有加工范围广、切削 力强的特点。
加工效率低下
• 加工效率低下是电火花加工中常 见的问题之一，它会导致加工成 本的增加和生产效率的降低。
加工效率低下
•·
1. 效率低下原因分析： 加工效率低下 的主要原因是电火花放电的能量利用 率较低，同时电极的损耗和更换也会 影响加工效率。
加工效率低下
1. 提高能量利用率： 优化电火花加工参数和电 路参数，提高电火花放电的能量利用率，从而
提高加工效率。
3. 并行加工： 采用多轴联动和多电极同时加工的方 式，提高加工效率和加工大型复杂工件的能力。
2. 解决方案：
2. 快速更换电极： 开发快速更换电极的装置和 工具，减少电极更换的时间和操作，提高加工效 率。
06
电火花加工发展趋势与展望
高效电火花加工技术
高效电火花加工技术是提高加工效率的重要手 段，通过改进电火花加工的电源、控制和工艺 参数，实现快速、高效率的加工。
加工速度
01 加工速度是指在单位时间内完成的工件面 积或体积。
02
提高加工速度是提高生产效率的关键。
03
加工速度受到多种因素的影响，如放电间 隙、电极损耗、电流密度、电压等。
04
在保证加工质量的前提下，需要合理调整 这些参数，以提高加工速度。
电火花成形加工的基本原理及特点
3 电火花成形加工的特点和适用范围
▪ 可以加工特殊及复杂形状的零件
由于加工中工具电极和工件不直接接触，没有机械加工的切削 力，因此适宜加工低刚度工件及微细工件，如加工细长、薄、脆性 零件及微细深孔。由子可以简单地将各工具电极的形状复制到工件 上，因此特别适用于加工复杂表面形状的工件。
3 电火花成形加工的特点和适用范围
电火花成形加工的基本原理及特点
电火花成形加工必须具备以下条件：
2 脉冲放电必须有足够的放电能量。脉冲放电的能 量要足够大，电流密度应大，足以使金属局部熔 化和气化，否则只能使金属表面发热。
电火花成形加工的基本原理及特点
电火花成形加工必须具备以下条件：
3 工具电极和工件之间必须保持一定的距离以形成 放电间隙。这一间隙随加工条件而定，通常约为 几微米至几百微米。如果间隙尺寸过大，极间电 压不能击穿极间介质，火花放电就不会产生；如 果间隙尺寸过小，很易形成短路，同样不能产 生火花放电。为此，在电火花成形加工中必须有 专门的调节装置以维持正常的放电间隙。
电火花成形加工的基本Байду номын сангаас理及特点
电火花成形加工的基本原理
电火花成形加工的基本原理及特点
电火花成形加工表面形状示意
电火花成形加工的基本原理及特点
电火花成形加工必须具备以下条件：
1 电火花成形加工必须采用脉冲电源提供瞬间脉冲放 电。为防止电弧烧伤，电火花加工只能用断断续续 的脉冲放电波。为了形成极小范围内的瞬时高温， 以使金属局部熔化，甚至气化，必须保证电火花放 电所产生的热量来不及从放电点传导扩散出去，因 而，实际脉冲放电时间应小于0 .001s放电之后，为 使放电介质有足够时间恢复绝缘状态，以免引起持 续电弧放电，烧伤加工表面，还要有一定的脉冲间 隔时间。
电火花加工
什么是电火花加工电火花加工（Electrical Discharge Machining, EDM）又称放电加工，是特种加工的一种。
电火花加工可以用来加工传统切削方法难以加工的超硬材料和複杂形状的工件，通常用于加工导电的材料。
电火花加工可以在诸如钛合金、工具钢、碳钢和硬质合金等难加工材料上加工复杂的型腔或者轮廓。
电火花加工原理是在导电的工具电极和工件之间施加上周期性快速变化的电压脉冲，通过浸没在绝缘介质中的工具电极与工件之间的脉冲性放电所产生的局部高温使工件表面金属熔化、气化，从而蚀除金属。
因此在加工过程中几乎不存在切削力。
电火花加工在模具製造业应用最广。
应用这种加工方法的机床主要有：电火花成型加工机床：工具电极一般採用石墨或紫铜，工具和工件浸没在煤油基工作液中，通过放电把工具电极上的形状复制到工件上。
电火花线切割加工机床：採用去离子水（ Deionized water ）作为绝缘介质，採用黄铜丝或黄铜镀锌丝作为工具电极（我国首创的往返走丝电火花加工线切割机床通常採用乳化液，采用钼丝作为工具电极）。
电火花加工的简史1943年，两位俄国科学家（Dr. B.R. Lazarenko 及 Dr. N.I. Lazarenko ）发明了电火花加工方法。
日本牧野（Makino）公司在1980年发明第一台数控电火花加工机。
电火花加工优点1、可以制造传统切削加工机所无法生产的特殊形状产品。
2、加工坚硬的材料也可以有好的公差精度。
3、传统加工机的切削力可能会损坏小型的工件，但放电加工没有此情形。
电火花加工的缺点1、不能加工非导体（已经有技术可以加工陶瓷材料）。
2、加工速度缓慢。
电火花成型加工解析
摇动主要用于通孔或有底型腔模加工中，并且还能在孔内滚花、加工螺纹。
五、编程格式及实例
1、G54 G90 G80 ZG92 X0 Y0 Z0 G00 M05 Z10.0 G00 X10. Y20.. C130 G01 Z-5. G02 X50. Y60. I40. G03 X80. Y30. I30. G00 Z10.. M02
G42 带补偿右偏 G42 D1000
G8 回机床“零” G81 Y-
四、摇动加工：（平动加工）
指在单轴加工时，其他两轴进行特定轨迹合成 动作的加工方式。
1、作用： （1）对电极与精加工的偏差进行补偿，控制加工
尺寸精度。 （2）利于排屑，便于稳定加工。 （3）修光工件的表面，提高其粗超度指标。
例如：G01 LN101 STEP20 Z-10
适用于深孔排屑比较难的加工中，此摇动加工速度较慢。
（3）锁定摇动：在单轴加工中，主轴的轴向运动停止并锁定，其它轴进行
摇动运动，是摇动半径幅度逐步扩大的一种镗加工方式。
例如： G01 LN201 STEP20 Z-5
锁定摇动加工能迅速出去粗加工的波纹，是达到尺寸精 度的最快加工手段，锁定
主轴箱
工作台
工作液槽 机床端子箱 床身、立柱
主轴箱
工作台
工作液槽 机床端子箱 床身、立柱
主轴伺服系统采用交流伺服电机 拖动通过圆弧同步齿形带减速及 滚珠丝杠副传动，驱动主轴作上 下伺服运动。
主轴箱
工作台
工作液槽 机床端子箱 床身、立柱
工作台和鞍座的导轨均采用高 品质直线滚动导轨，工作台的 纵、横（X、Y轴）运动采用交 流伺服电机通过联轴节直接驱 动滚珠丝杠来完成。工作台上 有三条T型槽，用于夹紧副工 作台或工件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
加工这些零件的方法是我们将要学习的特种加工。
什么是特种加工？模具制造中常用的有哪些？
特种加工是利用热能、电能、声能、光能、化 学能、电化学能去除材料的加工方法。
模具制造中常用的有：电火花成形加工、线切割 加工、电铸加工、电解加工、超声波加工、激光加工、 照相腐蚀加工。
4
(3)脉冲电源应是单向的。
如图4.2所示。脉冲宽度
(放电延续时间)ti应小于
10-3s，以使放电所产生
的热量来不及从放电点过 多地传导到其他部位，从 而集中在极小范围内使金
图4.2 脉冲流波形 ti—脉冲宽度；t0—脉冲间隔； T—脉冲周期；I0—电流峰值
属局部熔化，直至气化。相邻脉冲之间的间隔时间t0
2
二、电火花加工的原理
电火花加工时，工具
电极和被加工工件分别
接脉冲电源两极，极间
充满加工液。当工具电
极接近工件到放电间隙
时，加工液被击穿发生
火花放电，电流产生的
热能熔化金属，工件在
图4.1 电火花加工原理 1—工件；2—脉冲电源；3—自动进给装置
击穿点被蚀除一个凹坑 4—工具电极; 5—工作液；6—过滤器；7—泵
二、电火花加工的原理
电火花加工是建立在“电蚀现象”基础上。
早在一百多年前，人们就发现电器开关在断开或闭 合时，往往会产生火花放电而把触点腐蚀成粗糙不平 的凹坑，并逐渐损坏。这是一种有害的电腐蚀现象。 随着生产的发展人们对电腐蚀现象的研究逐渐深入， 认识到在液体介质内进行重复性脉冲放电能对导电材 料进行加工，因而开创了电火花加工。
，同时电极也会出现微量的损耗。电蚀产物随加工液
排出，经过短暂的脉冲间隔时间，两极间的加工液恢
复绝缘，从而完成一次加工。如此不断地蚀除工件材
料，从而加工出模具的型腔。型腔的形状由工具电极
的形状决定。 3
1、脉冲放电用于零件加工应具备以下基本条件。 (1)接在不同极性上的工具和工件之间必须保持一定
距离以形成放电间隙。间隙大小与加工电压、加工介 质等有关，一般为0.01mm~0.1mm。为了使脉冲放 电能连续进行，在加工过程中必须保持放电间隙不变。
(2)放电必须在具有一定绝缘性能的液体介质中进行。 液体介质能将电蚀产物从放电间隙中排除并对电极表 面进行冷却。
大多数电火花机床采用煤油做工作液进行穿孔和型 腔加工。在大功率工作条件下，为避免煤油着火，应 采用高燃点润滑油或煤油与润滑油的混合油等做工作 液。近年来，新开发的水基工作液可使粗加工效率大 大提高。
超声波加工、激光加工主要用于非金属零件的加 工。其余的用于金属零件的加工。
这节课学习的内容是电火花成形加工。
第17讲 电火花成形加工
一、电火花加工的概念
电火花加工又称为放电加工或电蚀加工，它包括 电火花成形加工；电火花线切割加工；电火花成形磨 削；电火花同步回转加工；电火花表面强化和刻字等 工艺方法。
(以下称电极)上。当电压升高到间隙中介质的击穿电
压时，使介质在绝缘强度最低处
被击穿，产生火花放电，如图所
示。瞬间高温使工件和电极表面
都被腐蚀掉一小块材料，形成小
凹坑。电极不断进给，工件不断
被腐蚀，将电极的形状复制在工 图4.3 放电状况微观图
件上，加工出所需的成形 1—阳极；2—阳极气化、熔化区；
表面。
7
2）能量的转换和传递 两极间的介质一旦被击穿，电源就通过放电通道
瞬时释放能量，大部能量转换为热能，使两极放电点 和通道本身温度剧增，两极放电点局部熔化或气化。 通道周围的液体介质除一部分气化外，另一部分被高 温分解为游离的碳黑和气体(使工作液变黑，在极间 冒出小气泡)。上述过程是在极短时间内完成的，因 此，具有突然膨胀、爆炸的特性(可听到噼啪声)。
电流密度越大，能量传递速度越高，电极表面放 电点材料的腐蚀量就越大。
8
3）电蚀屑的抛出 电极表面放电点材料熔化、气化时产生很大的
爆炸力，将熔化和气化了的金属抛入附近的液体介 质中冷却，凝固成细小的圆球状颗粒，其直径因脉 冲能量而异。一般为0.1μm ~500μm，电极表面则 形成一个周围凸起的微小圆形凹坑。
在模具制造中，常用的有电火花成形加工和电火 花线切割加工，它是模具成形表面的重要加工方法。
1
电火花成形加工
电极
压 板
工件型槽
电火花加工是在特定介质中，通过工具电极和工件 之间脉冲放电时的电腐蚀作用，对工件进行加工的一 种方法。 可以加工各种高熔点、高硬度、高强度、 高纯度、高韧性的金属材料，广泛用于模具制造中。
3一熔化的金属微粒；4—工作介质 5—凝固的金属微粒；6—阴极气化
、熔化区；7—阴极；8—气泡；
9—放电通道
6
2、电火花成形加工的机理 电火花成形加工的过程是电火花放电的过程。包
括液体介质击穿和通道形成、能量的转换和传递、电 蚀屑的抛出和间隙消电离四个阶段。
1）液体介质击穿和通道形成 由于工件和电极表面存在着微观的凹凸不平，在
4）间隙介质的消电离 消电离是使放电区的带电粒子复合为中性粒子
称脉冲间隔，它使放电介质有足够时间恢复到绝缘状
态(称为消电离)，以免引起持续电弧放电、烧伤加工
表面而无法用作尺寸加工。
(4)有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属熔 化或气化。
5
电火花加工的原理如图4.1所示。自动进给调节装置
能使工件和工具电极经常保持给定的放电间隙。由脉
冲电源输出的电压加在液体介质中的工件和工具电极
两者相距最近的点上电场强度最大，会使附近的液体 介质首先被电离为电子和正离子。在电场作用下，电 子高速奔向阳极，正离子奔向阴极，并产生火花放电。 在放电过程中，液体介质被击穿，形成放电通道。两 极间液体介质的电阻从绝缘状态的几兆欧姆骤降到几 分之一欧姆。由于放电通道受放电时磁场力和周围液 体介质的压缩，其截面积极小，电流强度可达 105 ~106A/cm2。
第17讲 电火花成形加工
教学目标： 掌握电火花加工的原理和特点； 了解电火花成形机床和附件的组成。
知识点： 电火花加工的工作原理和特点； 极性效应。
切削加工中，能对高硬度材料进行加工的方法有哪些？ 对形状复杂的硬质合金整体凹模可否进行成形磨削？
对精密细小、形状复杂、结构特殊的模具零件， 如细小异形孔，窄槽等，可否进行切削加工？