一 模具的电火花和线切割加工原理
线切割加工的原理
线切割加工的原理线切割加工是一种以电脑数控技术为基础，通过金属导电性材料上高速脉冲电火花的连续击打，使工件材料在高温和高能量作用下熔化和蒸发，从而实现对工件进行切割的一种非常精密的加工方法。
线切割的原理主要包括以下几个方面：1. 放电现象：线切割加工是利用了电火花放电的现象。
其原理是在工件和电极之间形成了一个电场，当电场强度超过材料击穿强度的时候，就会发生电火花放电。
电火花放电时，高压电源将电流直接加到工件上，形成了工件上两极性的电压差，从而形成了电场。
当这个电场强度大到一定程度时，会产生电晕放电现象，所谓电晕是由于电场的强度太大而引起的空气电离和放电现象。
2. 破坏现象：放电时电弧在熔化和气化工件表面的同时，也造成了精细切割的破坏。
由于放电时的电弧为非细缝式，能量较大，它对钢材、铝合金等金属的破坏是比较明显的。
在放电过程中，电火花放电能量垂直影响范围内的工件，因此放电时引起的物理损伤比冲击力更为显著。
3. 耗材选择：线切割引入了金属线作为电极，常用的有铜丝、单晶线等。
耗材的选择和材料的搭配非常重要，不同的材料需要使用不同的电极来进行线切割。
一般情况下，使用低导电性能的线材电极，可以减少材料的热影响区域和电阻热。
4. 控制系统：线切割加工中，主要使用数字控制系统来控制放电行为。
数字控制系统可以根据用户提供的图形设计，自动生成能够控制电火花放电次数和方向的加工程序。
通过这种方式，可以实现对工件进行高精度、高效率的切割。
5. 工作过程：工件放在工作台上，通过电脑数控系统进行编程，控制工作台在XY轴上的移动，使得工件在电极的控制下进行切割。
电极采用金属线，通过电弧放电将工件材料莫尔或气化，从而实现对工件的切割。
在整个切割过程中，液体冷却剂不断向加工区域提供冷却和清洁作用，防止工件和电极过热和磨损，保证切割效果。
线切割加工具有高精度、多孔、细和断屑的特点，可以用于各种高难度、高要求的工件切割和加工。
同时，线切割加工没有物理接触，不会产生应力和变形，因此适用于大多数金属材料的加工。
电火花线切割机工作原理及加工工艺制定
电火花线切割机工作原理及加工工艺制定第一节概述电火花加工又称电蚀加工或放电加工，它采用金属丝导线作为工具电极切割工件，利用工件与工具电极之间的间隙脉冲放电所产生的局部瞬时高温，对金属材料进行蚀除的一种加工方法。
一、电火花线切割机工作原理电火花线切割机床的工作原理如图6-1所示。
卷绕在丝筒上的电极丝（一般快走丝线切割机用钼丝，慢走丝线切割机用黄铜丝）与高频脉冲电源的负极相接，连续地沿其自身轴线行进，并在张紧状态下由上、下导丝轮支承着通过加工区。
安装在坐标工作台上的工件接脉冲电源的正极。
工作液由喷嘴以一定的压力喷向加工区。
当脉冲电压击穿电极丝和工件之间的极间间隙时，两者之间随即产生火花放电而蚀除工件。
图百」数控电火花线切割机床工作原理圏1-X作液 2亠泵 3-酸唏 4导向轮5—工杵6—丝简『一脉冲电游呂一电扱丝9—坐标工作台10-数控装置11 一步进跑动机二、电火花加工的极性效应在电火花加工过程中，两极都会受到电腐蚀，但由于所接电源的极性不同，两极的蚀除量不同，这种现象称为极性效应。
习惯上通常把工件接正极时的电火花加工称为正极性加工, 把工件接负极时的电火花加工称为负极性加工。
从提高生产率和减少工具电极损耗的角度来看，极性效应愈显著愈好，采用短脉冲精加工时，应选用正极性加工；采用长脉冲粗加工时，应选用负极性加工。
在实际生产中，极性的选择主要依靠机床参数表或通过试验确定。
三、电火花线切割机的主要加工对象1．加工模具电火花线切割机广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具零件，调整不同间隙补偿量，只需一次编程就可以切割凸模、凸模固定板、凹模卸料板；挤压模、粉末冶金模、弯曲模、塑料模等带锥度的模具。
以及形状复杂、带有尖角的窄缝形小型凹模，可采用整体结构淬火后线切割加工，既能保证模具精度，又可简化模具设计和制造。
2．加工点火化成形加工用的电极带锥度型腔加工的电极，一般穿孔加工的电极，对于用银钨、铜钨合金材料等，用线切割加工特别经济。
电火花线切割加工的原理
电火花线切割加工的原理电火花线切割加工是一种特殊的加工方法，常用于金属材料的切割、模具加工等领域。
其原理是利用电火花放电的高能量，将金属材料上的一小点加热到熔化或汽化的温度，从而实现对材料的切割。
下面将详细介绍电火花线切割加工的原理。
第一，电火花放电原理电火花线切割加工的基础是电火花放电原理。
电火花是在两个电极之间产生高电压放电泄放的现象。
在电火花线切割中，电极是一根线状电极，被称为丝线。
当丝线和工件之间形成一定的电荷差时，电流会通过工件而不是丝线。
这是因为工件是电导体而丝线是绝缘体。
当电流通过工件时，由于局部放电产生的电弧在微观层面掏蚀金属，形成小孔或小坑。
在这个过程中，电弧的温度非常高，可以达到几千摄氏度。
当放电一段时间后，电极的形状将被改变，与工件相隔较近的位置形成突起。
因此，电火花线切割是一种非接触式加工，不会产生切割力或机械剪切。
第二，切割过程在电火花线切割过程中，需要使用一台特殊的设备，称为电火花线切割机。
这台机器包括一个电源、一个丝线电极、一个工作台和一个冷却系统。
首先，需要将待加工的工件固定在工作台上。
然后，在丝线电极上施加高电压的脉冲，使其与工件之间产生电荷差。
当电流通过工件时，局部放电产生的电弧便开始加热工件的表面。
随着放电过程的进行，电弧将形成一个直径很小的孔洞。
此时，需要控制丝线电极和工件之间的间隙，并进行电弧移动。
因为电弧是非接触式的，只需保证电极与工件之间的电荷差，就能在整个切割过程中保持稳定的切割能量。
而电弧的移动路径由机器控制，可以按照预定的路径进行。
为了确保切割过程的良好进行，还需要保持适当的冷却。
电火花线切割机可以通过喷水或其他冷却方式来保持丝线电极和工件的温度在一定范围内。
这是因为电火花放电的高温容易引起电极和工件的烧损，而适当的冷却可以有效降低温度并延长电极使用寿命。
第三，加工特点电火花线切割加工具有以下几个特点：1. 加工速度快：电火花线切割加工不受材料硬度的限制，可以切割硬度很高的金属。
浅析模具制造中的电火花加工
开，以期为该数据集的价值和影响力提供更多的支撑。 参考文献： ［1］国家气象信息中心，湖北省气象局.QX/T 119—2010 气
象数据归档格式 地面［S］.北京：气象出版社，2010. ［2］国家气象信息中心.QX/T 93—2017 气象数据归档格式
影响材料放电腐蚀量（电蚀量）的因素有以下几个方面： ①电参数。通过调节各种电参数（脉冲宽度、脉冲频率和脉 冲能量等），可以改变电蚀量。如提高电流，可以加大电蚀 量。②极性效应。工具电极和工件使用相同的材料进行放电 加工，两者中一个被电蚀量一定比另外一个大，这就是极性 效应。当工具电极和工件使用不相同材料时，其极性效应更 大。③金属材料。当电参数相同时，工件材料的热学性能决 定着电蚀量，如果材料的比热容、熔点、热稳定性等越大， 其电蚀量越小。④工作液。在电火花加工中工作液被当作放 电介质，主要作用是冷却、排屑。常用的工作液具有黏度较 低、性能稳定等特点，如煤油、去离子水和乳化液等。 5.2 影响加工精度的因素
表 1 广东省审核气象历史资料专题库数据集说明信息
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图 3 电火花线切割加工工作原理图
电火花线切割加工不需要单独制造电极，仅用一根电极 ·132·
电火花线切割加工原理
3. 电火花线切割加工是用电极丝作为工具电极与 工件之间产生火花放电进行切割加工，由于电 极丝的直径较小，在加工过程中总的材料蚀除 量较小，所以使用电火花线切割加工比较节省 材料，特别在加工贵重材料时，能有效节约材 料，提高材料的利用率。
4. 在加工过程中可以不考虑电极丝的损耗。在快 走丝线切割加工中采用低损耗的脉冲电源，目 前普遍使用钼丝作为电极丝材料，通过对直径 为0.18mm电极丝的使用检测发现，在其使用寿 命期间直径损耗约0.02mm。
3. 加工模具零件 电火花线切割加工主要应用于冲 模、挤压模及电火花成形加工用 的电极等。由于电火花线切割加 工机床的加工速度和精度不断提 高，制造周期和成本都大大缩短 和减少，且工作液一般为 水基液或去离子水，因此不必担心发生火灾， 可实现安全无人加工。
6. 现在的电火花线切割机床一般都是依靠电脑 来控制电极丝的轨迹和间隙补偿功能，所以 加工凸凹模时，它们的配合间隙可任意调节。 7. 电火花线切割加工是依靠电极丝与工件之间 产生火花放电对工件进行加工，所以无论被 加工工件的硬度、粘度、韧性如何，只要是 导体或半导体的材料都能实现加工。
电火花线切割加工原理
电火花线切割加工是在电火花加工基 础上发展起来的一种工艺形式，它是直接 利用电能和热能进行加工的方法。这种方 法是利用一根移动的金属丝（电极丝）作 为一极，工件为另一极，两极在特定的距 离内放电，在击穿介质的同时释放出瞬间 的高温来融化金属进行切削。
电火花线切割加工特点
1. 它以直径为0.03~0.35mm的金属线为工具 电极，与电火花成形加工相比，它不需制 造特定形状的电极，省去了成形电极的设 计和制造，缩短了生产准备时间，加工周 期短。 2. 电火花线切割加工的主要对象是平面形状， 除了在加工零件的内侧形状拐角处有最小 圆弧半径的限制（最小圆弧半径为金属线 的半径加放电间隙），其他任何复杂的形 状都可以加工。 30
电火花成型与线切割加工实验报告
《电火花成形与线切割加工》实验报告1、线切割加工一、机床的结构及工作原理结构体：1654327 图1 线切割机床结构图1图2 线切割机床结构图2 1－绝缘底板2－工件3－钼丝4－导向轮5－脉冲电源6－支架7－贮丝筒8-送丝机构9-切削液控制机构工作原则：与传统的切削方法不同，电火花加工是一种利用刀具电极与工件两极之间的脉冲放电产生的电腐蚀现象来加工工件尺寸的加工方法。
电偶腐蚀现象最简单的例子之一是电气开关触点的电偶腐蚀，这是由触点打开和关闭时产生的火花引起的，逐渐损坏触点。
火花腐蚀的主要原因是：火花放电时，火花通道内瞬间产生高温热源，使局部金属熔化汽化并腐蚀。
但这种简单的电蚀还不能构成实用的电火花加工。
线切割机加工的基本原理是用移动的金属丝（直径0.02～0.3mm的钼丝或黄铜丝）作为工具电极，在金属丝和工件之间施加脉冲电流产生放电腐蚀。
切割工件。
工件接高频脉冲电源正极，电极丝接负极，即采用正极性处理。
工作流体介质浇注在工件之间。
当电频脉冲电源通电时，随着工作流体的电离和击穿，形成放电通道，电子高速跑向正极，正离子跑向负极，所以电能转化为动能，粒子相互碰撞。
反过来，材料的冲击将动能转化为热能。
在放电通道中，正极和负极表面分别成为瞬间热源，达到极高的温度，使工作流体介质汽化、热裂和分图3 电火花线切割机床铭牌8 9解，使金属熔化、沸腾、汽化材料。
在热膨胀、局部微爆、电动力学、流体动力学等综合作用下，被腐蚀的金属颗粒随着电极丝和工作液的运动和冲刷被甩出放电区，形成凹坑。
在金属表面。
在脉冲间隔期间，工作流体的介质被去离子，放电通道中的带电粒子重新结合成中性粒子，恢复了工作流体的绝缘性能。
由于加工过程是连续的，由控制系统控制步进电机，使工作台在水平面内沿两个坐标方向运动，使工件逐渐切削成各种形状。
二、机床界面及主要功能介绍（操作流程及功能）零：设置加工坐标的原点。
起点：使加工起点回到设定的坐标原点。
中心：自动移动到工件的中心。
简述线切割,电火花加工原理
简述线切割,电火花加工原理
线切割是一种以导电材料为工件的电火花加工方法之一。
它利用电火花放电的原理，在工件与电极之间应用电压，使电流经过工件形成高能量的电弧，通过电弧的热和化学反应，将工件进行切割或切割成所需的形状。
电火花加工原理是利用非常细小的放电电流，在工件与电极之间产生火花放电。
当电极靠近工件时，电极和工件之间会产生高压电场，导致放电通路形成。
电流通过工件和电极之间的放电通路时会产生非常高的温度和能量，导致电极和工件材料部分蒸发、熔化或被腐蚀。
线切割的原理如下：首先，使用导电性的铜丝作为电极，通过电极与工件之间的电场形成高能量放电通路；然后，控制电压和间隙大小，使放电通路稳定和可靠；接着，在电极与工件之间产生高频放电，通过电流的高温和能量，使工件表面材料蒸发、熔化或被腐蚀；最后，通过移动电极与工件之间的相对位置，实现对工件的切割或切割成所需的形状。
线切割具有高精度、高效率和广泛适用性的优点，适用于各种导电材料的切割，特别适用于需要高度精密度和复杂形状的工件。
线切割广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造、电子器件等领域。
简述电火花加工和数控线切割加工的原理
简述电火花加工和数控线切割加工的原理电火花加工和数控线切割加工是现代制造业中常用的两种加工方式。
它们都具有高精度、高效率、高自动化等优点，被广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造等领域。
本文将从原理方面对这两种加工方式进行简述。
一、电火花加工电火花加工是一种利用电火花放电进行加工的方法。
它的原理是在工件表面上形成微小的放电坑，通过放电的热量和化学反应来去除工件表面的材料，从而实现加工的目的。
电火花加工的主要设备是电火花加工机。
它由电源、控制系统、工作台、电极等组成。
在加工过程中，工件和电极之间形成一定的放电间隙，通过控制电极的移动和放电参数的调整，可以实现对工件表面的加工。
电火花加工的优点是可以加工高硬度、高强度、高温度材料，如钢、铁、钨钢、钛合金等。
同时，它还可以实现复杂形状的加工，如内孔、螺纹等。
但是，电火花加工的加工速度较慢，加工表面粗糙度较高，需要进行后续的抛光等处理。
二、数控线切割加工数控线切割加工是一种利用高速电火花放电进行加工的方法。
它的原理是通过高频率的电火花放电，在工件表面形成微小的放电孔，然后通过线切割机的控制系统，控制电极的移动轨迹，实现对工件的加工。
数控线切割加工的主要设备是数控线切割机。
它由电源、控制系统、工作台、电极等组成。
在加工过程中，电极通过高速移动，将工件表面的材料切割下来，从而实现加工的目的。
数控线切割加工的优点是加工速度快、加工精度高、表面质量好。
同时，它还可以实现复杂形状的加工，如内孔、螺纹等。
但是，数控线切割加工只适用于导电性材料，如金属、合金等。
总之，电火花加工和数控线切割加工都是现代制造业中常用的加工方式。
它们的原理不同，适用于不同的材料和加工要求。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的加工方式，以实现高效、高质量的加工。
电火花加工、电火花线切割加工的异同点
《深度解析：电火花加工与电火花线切割加工的异同》一、引言电火花加工和电火花线切割加工作为两种常见的金属加工方法，在实际应用中各有其优势和局限。
本文将从深度和广度两方面对这两种加工方法进行全面评估，并探讨它们的异同点，以便读者更全面地理解和应用这两种技术。
二、电火花加工概述1. 电火花加工是指利用电脉冲放电在工件表面形成微小的放电坑，从而加工出所需形状的一种非接触式加工方法。
2. 电火花加工适用于硬质、脆性材料的精密加工，如模具、齿轮等零部件的加工。
3. 电火花加工的工作原理是通过在工件和电极之间形成电场，在高压电脉冲放电的作用下，使得工件表面产生微小的放电坑，从而实现金属去除。
4. 电火花加工的优势在于加工精度高、表面粗糙度小、不会产生应力，但加工效率低，成本高。
三、电火花线切割加工概述1. 电火花线切割加工是利用电脉冲放电将金属工件切割成所需形状的一种非接触式加工方法。
2. 电火花线切割加工适用于厚度较大的金属材料的精密切割，如不锈钢、铝合金等材料的切割。
3. 电火花线切割加工的工作原理是通过在工件和电极之间形成电场，电极持续向下运动，同时产生电脉冲放电，使得工件被切割。
4. 电火花线切割加工的优势在于加工速度快、切割精度高、适用于厚板材料，但切割表面粗糙度较大，容易产生应力。
四、电火花加工与电火花线切割加工的异同点1. 工作原理：电火花加工是通过在工件表面形成微小的放电坑来实现加工，而电火花线切割加工是通过电脉冲放电将工件切割成所需形状。
2. 适用材料：电火花加工适用于硬质、脆性材料的精密加工，而电火花线切割加工适用于厚度较大的金属材料的精密切割。
3. 加工特点：电火花加工具有加工精度高、表面粗糙度小、不会产生应力等特点，而电火花线切割加工具有加工速度快、切割精度高、适用于厚板材料等特点。
五、个人观点与总结在实际应用中，电火花加工和电火花线切割加工各有其独特的优势和适用范围。
在选择加工方法时，需要根据具体材料、加工要求和成本考虑等因素综合评估。
电火花线切割加工原理
放电加工的微观过程
放电加工时，金属材料蚀除的微观过 程可分为以下四个连续的阶段：
1.极间介质的击穿与放电
2.能量的转换、分布与传递
3.电极材料的抛出
4.极间介质的消电离
加工特点
电火花线切割加工属于特种加工。它 与传统的机械加工相比，有如下优点：
1. 非接触式，适合高硬度难切削材料的加工 2.十分适合复杂形孔及外形的加工 3.切缝细，节省宝贵的金属材料 4.加工的尺寸精度高，表面粗糙度好 5.易于实现数字控制 6.加工的残余应力较小火花放电，腐蚀工 件表面，使工件材料局部熔化和气化，从而达到 切割工件，去除材料的目的。
图3 线切割的加工原理
加工的必要条件
要使放电腐蚀原理用于导电材料的尺 寸加工，必须具备以下几个基本条件：
1.必须保持一定的放电间隙 2.必须采用一定频率功率脉冲电源 3.必须在一定绝缘性能的介质中进行放电
线切割加工原理
线切割加工原理
线切割加工原理是一种利用电火花放电原理进行金属加工的方法。
它利用一根细丝作为切割工具，通过高频电压的作用下，在工件表面产生一系列离散的电火花放电，使工件材料发生熔化和蒸发，从而实现对工件材料的切割。
具体的加工过程如下：首先，将待加工的工件与电解液(通常
为蜜蜡)浸泡在一起。
然后，在工件与电解液之间建立正负两极，并通过高频电源将电压施加在两极之间。
电势差引导电解液中的离子移动，形成电火花通道。
在火花通道中，电极上的正电荷与离子相撞击并生成局部高温和高压。
这种高温和高压引起工件表面材料的蒸发和气化，同时引发剧烈的能量释放。
接下来，细丝作为切割工具沿着工件需要切割的轨迹运动，进一步加剧放电过程。
电火花在工件表面不断重复放电，将工件上的材料逐渐烧蚀，直到切割完成。
同时，通过加入冷却液冷却切割区域，可以有效保护细丝不受过热损坏，并保持切割过程的稳定性。
线切割加工具备一定的优点。
首先，由于线切割加工过程中采用的是非接触式加工方式，工件的热变形和应力集中现象大为减少。
其次，与传统机械切割相比，线切割加工可以实现对较硬材料的加工。
此外，线切割加工所需的机床刚度较低，加工精度高。
然而，由于线切割加工速度较低，生产效率一般较低。
总结来说，线切割加工原理通过电火花的放电作用实现工件材
料的切割，具有一定的优点和应用价值。
在适合的应用场景下，线切割加工可以为制造业带来更高的效率和精度。
线切割原理是什么
线切割原理是什么
线切割原理，又称电火花加工或电火花线切割，是一种利用电放电烧蚀工件的加工方法。
其基本原理是通过将工件与电极之间加上一定的电压，形成电荷累积。
当电压达到一定程度时，产生电火花放电，使工件表面的金属被瞬间加热至高温，并发生瞬间蒸发，从而产生渗蚀现象。
电极通过自动控制系统以一定的速度向工件靠近，在电火花放电的同时，电极随着控制系统的移动逐渐向工件表面移动，使工件表面金属层被连续剥离。
该过程重复进行，直到形成所需的切割或加工形状。
线切割原理的关键在于电火花放电，而放电的产生是基于工件与电极之间的电场强度。
当电场强度超过某个临界值时，产生局部电离导致电火花放电。
放电时，电流通过工件与电极之间，造成强烈的热效应，使工件表面的金属发生融化和蒸发，同时产生气体放电等现象。
这些现象都构成了电火花加工的基本过程。
为了实现高精度和高效率的线切割加工，通常需要采用精密控制系统来控制电极的移动速度和方向，以及电极与工件之间的电场强度。
此外，不同的工件材料和形状也会影响线切割的参数设置和加工效果。
在实际应用中，线切割经常被应用于金属加工、模具制造和精密零部件制造等领域。
第十章电火花数控线切割加工机床
五、影响线切割加工的工艺因素(7)
影响线切割加工的主要工艺因素(4)：
放电波形 脉冲放电波形的前沿和后沿以陡些为好。如图10-2所 示，如果脉冲前沿不陡，则气化爆炸力不强，使金属蚀除量少 ，且击穿点早晚不统一，单个脉冲放电能量有差别，使加工表 面粗糙度不均匀，前、后沿不陡，还限制了脉冲频率的提高。 必须指出，前、后沿太陡会加快电极丝损耗。总之，在相同的 工艺条件下，高频分组脉冲常常能获得较好的加工效果。电流 波形的前沿上升比较缓慢时，电极丝损耗较少。不过当脉宽很 窄时，必须有陡的前沿才能进行有效的加工。
•20
五、影响线切割加工的工艺因素(4)
影响线切割加工的主要工艺因素(1)：
脉冲宽度Ti 脉冲宽度的大小标志着单个脉冲能量的 强弱，对加工效率、零件的表面粗糙度和加工稳定性 影响最大。对于不同的工件材料和工件厚度，应合理 地选择适宜的脉冲宽度。脉冲宽度越宽，单个脉冲的 能量就越大，切割效率也越高。由于放电间隔较大， 所以加工较稳定，但是表面粗糙度就差。工件越厚， 脉冲宽度应酌情增大，为保证一定的表面粗糙度要求 ，原则上应以机床走步均匀和不短路为电火花线切割加工，必须具备以下几个条件：
工件与电极丝之间保持合适的放电间隙； 合适的电规准参数； 一定绝缘性能的工作液； 满足要求的运动：电极丝作走丝运动，工作台作进给
运动；
•8
一、线切割加工原理(5)
线切割加工的主要部件分别完成下面的功能(1)：
输入输出设备 向数控系统输送加工指令或将数控系统 的运算指令输送到执行机构或操作面板上。
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五、影响线切割加工的工艺因素(1)
线切割加工的主要工艺指标(1)：
切割速度υ 是指在保持一定的表面粗糙度的情况下， 单位时间内电极丝中心线在工件上切过的面积总和， 单位为㎜2/min。最高切割速度υmax是指在不计切割方 向和表面粗糙度等条件下，所能达到的切割速度。通 常高速走丝线切割速度为40~80㎜2/min，它与加工电 流大小有关，为比较不同输出电流脉冲电源的切割效 果，将每安培电流的切割速度称为切割效率，一般切 割效率为20㎜2/（min·A）。
电火花线切割加工原理和必备条件
电火花线切割加工原理和必备条件电火花线切割机(WirecutElectricalDischargeMachining简称WEDM)，属电加工范畴，是由前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。
线切割机也于1960年发明于前苏联，我国是第一个用于工业生产的国家。
其基本物理原理是自由正离子和电子在场中积累，很快形成一个被电离的导电通道。
在这个阶段，两板间形成电流。
导致粒子间发生无数次碰撞，形成一个等离子区，并很快升高到8000到12000度的高温，在两导体表面瞬间熔化一些材料，同时，由于电极和电介液的汽化，形成一个气泡，并且它的压力规则上升直到非常高。
然后电流中断，温度突然降低，引起气泡内向爆炸，产生的动力把溶化的物质抛出弹坑，然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体，并被电介液排走。
然后通过NC控制的监测和管控，伺服机构执行，使这种放电现象均匀一致，从而达到加工物被加工，使之成为合乎要求之尺寸大小及形状精度的产品。
电火花线切割机按走丝速度可分为高速往复走丝电火花线切割机(ReciprocatingtypeHighSpeedWirecutElectricalDischargeMachining俗称"快走丝")、低速单向走丝电火花线切割机(LowSpeedone-waywalkWirecutElectricalDischargeMachining俗称"慢走丝")和立式自旋转电火花线切割机(VerticalWireElectricalDischargeMachiningmachinetoolWithRotationWire)三类。
又可按工作台形式分成单立柱十字工作台型和双立柱型(俗称龙门型)。
往复走丝电火花线切割机床的走丝速度为6~12m/s，是我国独创的机种。
电火花加工的产生和加工原理
目录1 绪论 (1)1.1 电火花加工的产生和加工原理 (1)1.1.1电火花加工的来源 (1)1.1.2电火花加工的物理本质和工作原理 (1)1.2 电火花加工的现状及发展 (4)1.2.1电火花线切割加工的现状 (4)1.2.2电火花线切割机的发展策略 (5)1.2.3设计过程 (6)2 工作台设计方案及其分析 (7)2.1数控电火花线切割机床的机构组成及其作用 (7)2.2坐标工作台的组成 (8)2.3 主要参数 (9)2.4 方案确定 (9)2.4.1 床身结构 (9)2.4.2 X-Y工作台 (9)2.5坐标工作台的的传动精度对工艺指标的影响 (11)3 结构设计 (12)3.1 工作台外形尺寸及重量计算 (12)3.2 滚珠丝杠副的设计计算 (13)3.3 导轨的确定 (15)3.4 步进电机的选用 (17)3.5 轴承的设计计算 (18)3.6 X向齿轮副的选用 (19)3.7 Y向齿轮副的选用 (25)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第一章.绪论1.1电火花加工的产生和加工原理电火花加工是一种新的加工技术，自五十年代以来，我国开始研究和试用。
经过不断发展，已得到日益广泛的应用，成为加工各种模具和零件的有效方法。
1.1.1电火花加工的产生电火花加工是利用两极见脉冲放电时产生的电腐蚀现象，对材料进行加工的方法。
早在十九世纪，人们就发现了电器开光的触点开闭时，以为放电，使接触部位烧蚀，造成接触面的损坏。
这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。
起初，电腐蚀被认为是有害的，为减少和避免这种有害的电腐蚀，人们一直在研究电副食产生的原因和防止的办法。
当人们掌握了它的规律之后，便创造条件，转害为益，把电腐蚀用于生产中。
研究结果表明，当两极产生放电的过程中，放电通道瞬时产生大量的热，足以使电极材料表面局部熔化或汽化，并在一定条件下，熔化或汽化的部分能抛离电极表面，形成放电腐蚀的坑穴。
二十世纪四十年代初，人们进一步认识到，在液体介质中进行重复性脉冲放电时，能够对导电材料进行尺寸加工，因此，创立了“电火花加工法”。
电火花线切割加工原理
电火花线切割加工原理电火花线切割加工，也称为电火花放电加工或电火花蚀刻加工，是一种常见的金属加工方法。
它利用电火花放电的原理，通过电极与工件之间的高频脉冲放电，从而在工件表面产生火花，使其被腐蚀并切割。
以下是电火花线切割加工的一些基本原理：1. 原理概述：电火花线切割加工利用电压较高的脉冲电源，使电极与工件之间形成一定的间隙，然后通过高频脉冲放电产生电火花。
电火花在电极和工件之间不断产生并扩散，造成局部区域的电除碳蚀刻和腐蚀，最终实现对工件的切割加工。
2. 放电过程：当电极与工件之间的间隙达到一定数值时，高频脉冲电源会发送电流给电极，形成瞬时放电。
放电过程中，由于电流的高频变化，导致电极与工件之间的间隙迅速产生击穿放电，形成电火花。
电火花在间隙中扩散并烧腐工件表面，使其被切割。
3. 放电参数：电火花线切割加工的放电参数包括放电电流、放电时间、放电重复频率等。
这些参数的设定与材料的性质、切割厚度、要求的切割质量等相关。
过高或过低的放电参数都会对切割效果产生不良影响。
4. 动力与控制系统：电火花线切割加工通常由动力系统和控制系统组成。
动力系统提供高频脉冲电源，产生放电所需的电压和电流。
控制系统则负责监测和控制放电参数，以实现对加工质量和切割速度的调节。
5. 切割精度与表面质量：电火花线切割加工可以实现较高的加工精度和表面质量。
放电过程中，电火花以微米级的精度进行放电，切割出的工件边缘平整度较高，切割面光滑。
但同时，切割速度相较于其他加工方法较慢。
总结起来，电火花线切割加工利用高频脉冲放电的原理，通过电极与工件之间的放电产生电火花，最终实现对工件的切割加工。
该方法具有较高的加工精度和表面质量，但切割速度较慢。
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。
模具成型表面的电火花加工
加工斜度对加工精度的影响 在加工过程中随着加工深度 的增加，二次放电次数增多， 侧面间隙逐渐增大，使被加 工孔入口处的间隙大于出口 处的间隙，出现加工斜度， 使加工表面产生形状误差， 二次放电的次数越多，单个 脉冲的能量越大，则加工斜 度越大，二次放电的次数与 电蚀产物的排除条件有关。 因此，应从工艺上采取措施 及时排除电蚀产物，使加工 斜度减小。目前精加工时斜 度可控制在10，以下。
种方法可以获得均匀的配合间隙，模具质量高，钳
工工作量少。此法适用于加工形状复杂的凹模或多
型腔凹模。
混合法是把不同材料的电极和凸模锡焊或黏接起来， 然后一起加工成形，最后将电极与凸模分开的方法。 这样，既达到直接配合法的工艺效果，又提高了生 产率。
(2)电极材料和结构形式 设计电极前应首先了解电火花加工机床的特性 (包括主轴头的承载能力、工作台的尺寸及负荷)与电规准的加工工艺指标(包 括加工速度、电极损耗、加工间隙)。然后再根据工件型孔要求，确定电极 材料、结构形式、尺寸及技术要求等。
3.Z<2 δ时，电极截面轮廓为凸模截面轮廓每边内偏1／2(z—2 δ )
电极长度取决于凹模有效深度、型孔复杂程度、电极材料、装夹形 式及制造工艺等一系列因素。
L=KH+H1+H2+(0.4~0.8)(n-1)KH
式中：L:电极长度； H:凹模有效深度(需要电火花加工 的深度)；H1:--凹模板底部挖空时 电极需加长的部分； H2:夹持部分长度，一般 10~20mm； n:电极使用的次数； K:与电极材料、加工方式、型孔 复杂程度等有关的系数。
4.3模具的电火花线切割加工
4.3 模具的电火花线切割加工与编程电火花成形加工是采用的成形电极，而线切割采用的是线电极，线切割可以加工带有一定锥度的型孔或型芯等。
一、线切割的加工原理、特点和分类4.3.1加工原理线切割加工时，是在电极丝和工件之间进行脉冲放电。
电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极，每个电脉冲产生一次放电，在放电通道的中心温度可高达10000℃，熔化或汽化金属材料，后汽化了的工作液被热膨胀和局部微爆炸的作用将熔化和汽化的金属抛出，实现对工件材料的电蚀切割加工过程。
一般情况下，线切割的放电间隙为0.01-0.02mm，编程时，线切割的放电间隙取0.01mm计算，放电间隙与脉冲电压密切相关，一般来讲，脉冲电压高，放电间隙会变大。
在切割加工的过程中，为了减少电极丝的损耗和防止电极丝被烧断，除了向放电间隙注入大量的工作液外充分冷却电极丝外，同时，电极丝以7－10m/s的速度相对于工件做轴向运动，高速运动的电极丝有利于将工作液带入放电间隙，也有利于把电蚀物从间隙中带出来，从而避免电弧放电的产生电极丝局部损耗，提高切割的加工精度。
2、加工特点与电火花成形加工相比，有如下特点：①不需要制造成形电极，工件材料的预加工工作量少。
②能方便地加工复杂截面的型柱、型孔和窄缝等。
③脉冲电源的加工电流较小，脉冲宽度较窄，采用正极性加工，即正极接工件，负极接电极丝。
不需要转换电规准，都是一次加工成形。
④采用运动的电极丝，电极的单位损耗少，加工精度就高。
⑤只对工件进行切割，余料可以继续使用，材料利用率高。
⑥工作液选用水基乳化液，不是煤油，安全，可靠，节约。
⑦自动化程度高，操作方便，加工周期短，成本低，加工精度高，（尺寸精度±0.01mm,R a=1.6-0.8μm），可以加工形状复杂的模具，如0.05-0.07mm的窄缝，0.03mm的圆角半径。
⑧不能加工盲孔类或阶梯类成形表面的零件。
3、电火花线切割加工的分类①按控制方式可分为靠模仿型控制、光电跟踪控制、数据程序控制及微机控制等；②按电源形式可分为RC电源、晶体管电源、分组脉冲电源及自适应控制电源等；③按加工特点可分为大、中、小型，普通直壁切割型与锥度切割型；④按走丝速度可分为慢走丝方式和快走丝方式两种；4.3.2加工规准的选择在线切割加工中，脉冲电源的电参数选择对电蚀过程是很关键的，它直接影响了工件切割表面粗糙度，蚀除效率，切缝的宽度大小和电极丝的损耗。
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0.01/0.001
10/1.25
离子束 加工
很低
/0.01 μm
/0.01
硬质 合金钢等 难加工 材料的 磨削，如硬质 合 金刀具、量具等
加工 脆硬材料 ，如玻 璃、石 英、宝石、金 刚 石、硅等，可加工型孔、 型腔、小孔等
精密 加工小孔 、窄缝 及成型 切割、蚀刻， 如 金刚石 拉丝模、钟表 宝 石轴承等
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
(a) 电火花加工产品
(b) 线切割加工产品
图2-5 加工产品实例
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
3、机床型号、规格、分类
我国国标规定，电火花成型机床均用D71加上机床工作 台面宽度的1/10表示。例如D7132中，D表示电加工成 型机床(若该机床为数控电加工机床，则在D后加K，即 DK)；71表示电火花成型机床；32表示机床工作台的宽度 为320 mm。
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
三、特种加工的适用范围
可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金 属材料，长于加工复杂、微细表面和低刚度的零件。
四、特种加工的研究
(1) 微细化。如微细电火花加工、微细超声波加工、 微细激光加工、微细电化学加工等，特种微细加工 技术有望成为三维实体微细加工的主流技术。
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
电解磨削
1/50
1/100
0.02/0.001
1.25/0.04
超声波 加工
任何脆性 材料
0.1/10
1/50
0.03/0.005
0.63/0.16
激光加工
电子束 加工
任何材料
不损耗 (三种 加工，没有成型 用的工具)
瞬时去 除 率很高，受功 率限制，平均 去除率不高
(2) 特种加工的应用领域正在拓宽。如，非导电材料 的电火花加工，电火花、激光、电子束表面改性等。
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
(3) 广 泛 采 用 自 动 化 技 术 。 建 立 特 种 加 工 的 CAD/CAM和FMS系统，这是当前特种加工技
术的主要发展趋势。用简单工具电极加工复杂的 三维曲面是电解加工和电火花加工的发展方向。
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
二、特种加工的特点 (1)不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量(如
电、化学、光、声、热等)去除金属材料。
(2) 加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械 切削力，故加工的难易与工件硬度无关。
(3) 各种加工方法可以任意复合、扬长避短，形成 新的工艺方法，更突出其优越性。如电解电火花 加工(ECDM)、电解电弧加工(ECAM) 就是两 种特种加工复合而形成的新加工方法。
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
(2) 从产品形状角度看，电火花加工必须先用数 控加工等方法加工出与产品形状相似的电极；线 切割加工中产品的形状是通过工作台按给定的控 制程序移动而合成的，只对工件进行轮廓图形加 工，余料仍可利用。
(3) 从电极角度看，电火花加工必须制作成型用 的电极(一般用铜、石墨等材料制作而成)；线切 割加工用移动的细金属导线(铜丝或钼丝)做电极。
1.25/0.16
主要适用范围
从数 微米的孔 、槽到 数米的 超大型模具、 工 件等，如各种类型的孔、 各种类型的模具
切割 各种二维 及三维 直纹面 组成的模具及 零 件，也 常用于钼、钨 、 半导体 材料或贵重金 属 切削
从微 小零件到 超大型 工件、 模具的加工， 如 型孔、 型腔、抛光、 去 毛刺等
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
(4) 极间介质的消电离 加工液流入放电间隙，将电蚀产物及残余的热量带 走，并恢复绝缘状态。若电火花放电过程中产生的 电蚀产物来不及排除和扩散，产生的热量将不能及 时传出，使该处介质局部过热，局部过热的工作液 高温分解、积炭，使加工无法继续进行，并烧坏电 极。 因此，为了保证电火花加工过程的正常进行，在两 次放电之间必须有足够的时间间隔让电蚀产物充分 排出，恢复放电通道的绝缘性，使工作液介质消电 离。
目前已实现用四轴联动线切割机床切出扭曲变截 面的叶片。
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
五、特种加工方法的分类
加工方法
电火花加工
电火花成型加工 电火花线切割加工
电解加工
电解磨削
电化学加工 电解研磨
电铸
涂镀
激光束加工
高能束加工
电子束加工 离子束加工
等离子弧加工
主要能量形式 电能、热能 电能、热能 电化学能 电化学能、机械能 电化学能、机械能 电化学能 电化学能 光能、热能 光能、热能 电能、机械能 电能、热能
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
(3) 电极材料的抛出 正负电极间产生的电火花现象，使放电通道产生高 温高压。通道中心的压力最高，工作液和金属气化 后不断向外膨胀，形成内外瞬间压力差，高压力处 的熔融金属液体和蒸汽被排挤，抛出放电通道，大 部分被抛入到工作液中。仔细观察电火花加工，可 以看到桔红色的火花四溅，这就是被抛出的高温金 属熔滴和碎屑。
五、特种加工方法的分类
物料切蚀 加工
化学加工
复合加工
超声加工 磨料流加工 液体喷射加工 化学铣削 化学抛光 光刻 电化学电弧加工 电解电化学机械磨削
声能、机械能 机械能 机械能 化学能 化学能 光切蚀 切蚀 腐蚀 腐蚀 光化学腐蚀 熔化、气化腐蚀 离子溶解、熔化、切割
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
电极 工件
3
2
1—工 件 ； 2—脉 冲 电 源 ；
3—自 动 进 给 调 节 系 统 ； 4—工 具 ； 5—工 作 液 ；
1
6—过 滤 器 ； 7—工 作 液 泵
4 5 6 7
(a) 电 火 花 加 工 原 理 示 意 图
图 电火花加工
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
(4) 从电极损耗角度看，电火花加工中电极相对 静止，易损耗，故通常采用多个电极加工；而线 切割加工中由于电极丝连续移动，使新的电极丝 不断地补充和替换在电蚀加工区受到损耗的电极 丝，避免了电极损耗对加工精度的影响
(5) 从应用角度看，电火花加工可以加工通孔、 盲孔，特别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。
(b) 穿 孔 加 工
电极 工件
(c) 成 型 加 工
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
(a) 加 工 示 意 图
5
4
3
2
1 1—绝 缘 底 板 ； 2—工 件 ； 3—脉 冲 电 源 ； 4—滚 丝 筒 ； 5—电 极 丝
(b) 线 切 割 加 工 原 理 示 意 图
图 线切割加工
(3) 最小角部半径有限制。电火花加工中最小角 部半径为加工间隙，线切割加工中最小角部半径 为电极丝的半径加上加工间隙。
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
2．不同特点 (1) 从加工原理来看，电火花加工是将电极形状
复制到工件上的一种工艺方法。在实际中可以加 工通孔(穿孔加工)和盲孔(成型加工)；而线切割 加工是利用移动的细金属导线(铜丝或钼丝)做电 极，对工件进行脉冲火花放电，切割成型的一种 工艺方法。
电，工件不断地被蚀除，故工件加工表面将由无 数个相互重叠的小凹坑组成。
所以电火花加工是大量的微小放电痕迹逐渐累积 而成的去除金属的加工方式。
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
(a) 单 脉 冲 放 电 凹 坑
(b) 多 脉 冲 放 电 凹 坑
图2-2 电火花表面局部放大图
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
2、电火花加工、电火花线切割加工的特点
1．共同特点
(1) 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 的难易与材料的硬度无关，加工中不存在显著的 机械切削力。
(2) 二者的加工机理、生产率、表面粗糙度等工 艺规律基本相似，可以加工硬质合金等一切导电 材料。
在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成
脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高
温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属
蚀除下来。
其中，两电极表面的金属材料的蚀除过程大致 分为以下几个阶段：
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
A 工
具
电
B
极 脉
冲
(a)
(b)
(c)
电
源
工件电极
第三章 模具的特种加工
3.1 模具的电火花和线切割加工原理
上述步骤在一秒内约数千次甚至数万次地往复式 进行，即单个脉冲放电结束，经过一段时间间隔
(即脉冲间隔)使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲 又作用到工具电极和工件上，又会在当时极间距 离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，蚀出另 一个小凹坑。这样以相当高的频率连续不断地放