电火花加工基础知识
电火花加工的基础知识
电火花加工的基础知识在现代制造业中，电火花加工技术是一项非常重要的技术。
它能够通过钨丝电火花放电的方式将金属零件进行切削加工，达到高精度的效果。
本文将从电火花加工基础知识入手，为大家详细介绍电火花加工技术的相关知识。
一、电火花加工的原理电火花加工是通过电火花来切削金属材料的一种加工技术。
在加工过程中，通过钨丝电极和加工材料之间的放电，使金属材料受到高能电子轰击而熔化，然后利用液态金属产生的膨胀压力将它从工件上冲掉，从而实现零件加工的目的。
该技术对于高硬度、难加工的材料有良好的适应性，例如硬质合金、工具钢、模具钢等。
另外，电火花加工还可以进行复杂的形状和轮廓加工，例如切割、切削、开槽、钻孔等，尤其适用于中、小批量、复杂型的工件制造。
二、电火花加工的分类根据电极的方向和运动方式可以将电火花加工分类为：沉降式、线切割式和旋转电极式等三类。
1.沉降式电火花加工沉降式电火花加工也称桥式电火花加工，是使用电极与工件接触后沉降下去进行加工的一种方式。
该方式适用于高精度、大型、重量较大的工件的加工。
沉降式电火花加工的特点是电极的接触精度高，可以加工出较高的表面粗糙度。
但是电极磨损快，切削速度低、加工效率低，且只能进行简单的线性轮廓加工。
2.线切割式电火花加工线切割式电火花加工是通过电极和工件之间的放电进行加工的一种方法。
该方法的特点是线圈电极随工件移动，在放电时以较高的速度反复工件上方和电极之间逐渐形成裂缝，最后利用液态金属的方向将其切割掉。
线切割式电火花加工的特异性在于它可以制造很薄的板（示例——平面包装）。
此种加工方式的特点是可以加工透过的部分，存在于电极距离工件距离一定的范围内。
电极不会接触工件，该加工方法的高速度和较好的加工质量使其广泛应用在短时期或小批量的生产制造中。
3.旋转电极式电火花加工旋转电极式电火花加工是通过旋转电极进行加工的一种方法。
该方法的特点是可进行旋转的加工，因此适用于模具凸模等复杂形状的制造，且可以在切削过程中减少电极磨损。
第二章 电火花加工
电火花加工的原理和设备组成
1) 必须使工具电极和工件被 加工表面之间经常保持一定 的放电间隙，这一间隙随加 工条件而定，通常约为 0.02～0.1mm。 2) 火花放电必须是瞬时的脉 冲性放电(图2-1)。 3) 火花放电必须在有一定绝 缘性能的液体介质中进行， 例如煤油、皂化液或去离子 水等。
放电的热效应
介质热分解、气 化
煤油 水基工作液
电极材料熔化、 气化
图2-6 单个脉冲放电痕 剖面放大示意图 1—无变化区 2—热影响层 3—翻边 凸起 4—放电通道 5—气化区 6—熔化区 7—熔化凝固层
电极材料的抛出
图2-5 放电间隙状况示意图 1—正极 2—从正极上熔化并抛出金属的区域 3—放电通道 4—气泡 5—在负极上熔 化并抛出金属的区域 6—负极 7—翻边凸起 8—在工作液中凝固的微粒 9—工作液 10—放电形成的凹坑
用途
1．线切割穿丝预孔 2．深径比很大的小孔，如喷嘴等
说明
约占电火花机床2%， 典型机床有D703A电火花高速小孔加工机床
电火花表面强化、刻字
特点
1．工具在工件表面上振动 2．工具相对工件移动
用途
1．模具刃口，刀、量具刃口表面强化和镀覆 2．电火花刻字、打印记
说明
约占电火花机床总数的2%～3%， 典型设备有D9105电火花强化器等
1) 所产生的脉冲应该是单向的，没有负半波或负半波很 小，这样才能最大限度地利用极性效应，提高生产率和 减少工具电极的损耗。 2) 脉冲电压波形的前后沿应该较陡，这样才能减少电极 间隙的变化及油污程度等对脉冲放电宽度和能量等参数 的影响，使工艺过程较稳定。 3) 脉冲的主要参数，如峰值电流e、脉冲宽度ti、脉冲 间隔t0等应能在很宽的范围内调节，以满足粗、中、精 加工的要求。 4) 脉冲电源不仅要考虑工作稳定可靠、成本低、寿命长、 操作维修方便和体积小等问题，还要考虑节省电能。
电火花加工知识讲解
第一节 电火花加工的基本原理及分类
• 2、必须采用自动进给调节装置 • 以保证工具电极与工件电极间微小的放电间隙。间隙过大，极间
第三节 电火花加工中的一些基本规律
➢ 为提高电火花加工的生产率、降低电极的损耗，必须 了解影响材料放电腐蚀的主要因素：
1 极性效应 2 电参数 3 金属材料热学常数 4 工作液 5 其他因素
第三节 电火花加工中的一些基本规律
• 极性效应
在电火花加工过程中，正极和负极都会受到不同程度的 电腐蚀，即使相同材料，正、负极的电蚀量也不相同， 这种单纯由极性不同而电蚀量不同的现象称为“极性效 应”。 “正极性”加工——工件接脉冲电源的正极 “负极性”加工——工件接脉冲电源的负极
电火花加工
第一节 电火花加工的基本原理及分类
➢ 电 火 花 加 工 又 称 放 电 加 工 (Electrical scharge Machining，简称EDM)：
原理：在一定介质中，利用两极（工具电极与工件电极）之间 脉冲性火花放电时的电腐蚀现象对侵蚀多余的金属，以使零件 的尺寸、形状和表面质量达到预定要求的加工方法。
第二节 电火花加工机理
实验结果表明，电火花加工的微观过程是电场力、磁力、热 力、流体动力、电化学和胶体化学等综合作用的结果。人们 对电火花加工过程还不够，还需要进一步研究。
第三节 电火花加工中的一些基本规律
§2.3.1 影响材料放电腐蚀的主要因素 §2.3.2 加工速度与工具损耗速度 §2.3.3 影响加工精度的主要因素 §2.3.4 电火花加工的表面质量
特种加工---电火花加工
纯铜电极加工钢：粗加工宜采用负极性长脉冲加工 （ti<10μm),而精加工则宜改用正极性窄脉冲加工
第三节 电火花加工中的一些基本规律
一、影响材料放电腐蚀的主要因素
1 极性效应 单纯由工件接正、负极的不同而引起电蚀量的不一样， 这种现象叫极性效应。 工件接脉冲电源的正极称为“正极性加工” ，此时工 具电极接负极。 工件接脉冲电源的负极称为“负极性加工” ，此时工 具电极接正极。
极性效应的机理：
电参数：电压脉冲宽度ti、电流脉冲宽度te、脉冲间 隔to、脉冲频率f、峰值电流ie、峰值电压u和极性。
加工规准：通常选定的电参数亦叫“加工规准”， 其影响见P.14-15。
3 金属材料热学常数对电蚀量的影响
热学参数：熔点、沸点（气化点）、热导率、比热容、 熔化热、气化热等
4 工作液对电蚀量的影响
除下来。
电火花机床实例
电火花成形加工加工出来的模具
电火花线切割加工出来的工具
电火花线切割加工出来的产品
电火花加工原理示意图1
脉 冲 电 源
工 具 电 极
B
(a
工件电极
(d
电火花加工的条件：
1）工具电极与工件电极之间必须保持一定的放电间隙
放电间隙通常为几微米至几百微米
2）必须采用脉冲电源产生瞬时的脉冲放电，避免形成 持续电弧放电
3）耐疲劳性能
花线切割加工。
第二节电火花加工
三、电火花加工的基本工艺规律
1．加工速度和工具损耗速度
❖ 加工速度：单位时间内工件的电蚀量，即生 产率；
❖ （２）必须采用脉冲电源。
❖ 因火花放电必须是瞬时的脉冲放电，放电延 续一段时间（通常10-7～10-8s）后，需停歇 一段时间。
❖ （３）必须在有一定绝缘性能的流动的工作 液中进行火花放电.
❖ 这有利于产生脉冲性火花放电，并排除放电 间隙中的电蚀物，以免间隙中电蚀产物过多 而引起已加工过的侧表面间“二次放电”， 影响加工精度，还可以对电极及工件表面起 较好的冷却作用。
磨性、残余应力 、耐疲劳性能
四、电火花加工的应用
❖ 电火花加工应用在穿孔加工、型腔加工、线 切割加工、电火花磨削与镗磨加工、电火花 展成加工、表面强化、非金属电火花加工或 用于打印标记、刻字、跑合齿轮啮合件、取 出折断在零件中的丝锥或钻头等方面。
1．穿孔加工
a)圆孔
b)方槽 c)异形孔 d)弯孔
❖ 由于工件不断被蚀除，工具电极也有一定的损耗， 间隙将不断扩大。这就要求工具不但要随着工件材 料的不断蚀除而进给，形成工件要求的尺寸和形状， 而且还要不断地调节进给速度，有时甚至要停止进 给或回退以保持恰当的放电间隙。
❖ 由于放电间隙很小，且位于工作液中无法观察和直 接测量，因此必须要有自动进给调节系统来保持恰 当的放电间隙。
性能不好，价格较贵，一般仅用于线切割。 ❖ 石墨：用于型腔加工 ❖ 铜碳、铜钨和银钨合金等合金材料：导热性好，熔
电火花加工知识讲解
第一节 电火花加工的基本原理及分类
• 2、必须采用自动进给调节装置 • 以保证工具电极与工件电极间微小的放电间隙。间隙过大，极间
第一节 电火花加工的基本原理及分类
➢电火花加工的点及其应用
• 主要优点：
• 1、可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及时高 纯度的导电材料。如不锈钢、钛合金、工业纯铁、淬火钢、硬 质合金、导电陶瓷、立方氮化硼和人造聚晶金刚石等。
• 2、加工时无明显机械力，故适用于低刚度工件和细微结构的 加工。由于可以简单地将工具电极的形状复制在工件上，再加 上数控技术的运用，因此，特别适用于复杂的型孔和型腔加工。 甚至可以使用简单的工具电极加工出复杂形状的零件。
电压难以击穿极间的液体介质，不能产生火花放电；间隙过小， 容易产生短路，也不能产生火花放电。电参数对放电间隙的影响 很 大 ， 精 加 工 时 单 边 间 隙 仅 有 0.01mm, 而 粗 加 工 时 则 可 达 0.5mm，甚至更大。 • 3、火花放电必须在具有一定绝缘强度(103~107Ω·cm)的液体介 质中进行 • 常用的液体介质有煤油、皂化液和去离子水等。液体介质又称工 作液，它除了有利于产生脉冲式火花放电外，而且有利于排除放 电过程中产生的电蚀产物和冷却电极及工件表面。
第一节 电火花加工的基本原理及分类
➢电火花加工原理
电火花加工是在如图1-1所示的加工系统中进行的。加工时， 脉冲电源的一极接工具电源，另一极接工件电极。两极均 浸入具有一定绝缘度的液体介质（常用煤油或矿物油）中。 工具电极由自动进给调节装置控制，以保证工具与工件在 正常加工时维持一很小的放电间隙（0.01-0.05mm）。当 脉冲电压加到两极之间，便将当时条件下极间最近点的液 体介质击穿，形成放电通道。
电火花加工资料
电火花成型工技术基础电火花加工又称放电加工（EDM ),是一种直接利用能进行加工的新工艺。
电火花加工与金属切削加工的原理完全不同，在加工过程中，工具和I件之间并不接触，而是靠工具和工件之间不断的脉冲性火花放电，产生局部、瞬时的高温把金属材料逐步熔化和气化蚀除掉。
由于放电过程中可见到火花，故我国称之为电火花加工，曰本、英国、美国称之为放电加工，俄罗斯称之为电蚀加工.目前这一工艺技术已广泛用于加工淬火钢、硬质合金等难加工材料及模具制造业。
己成为切削加工的重要补充和发展。
1-1电火花加工的基本原理电火花加工的原理是基于工具和工件(正、负电极泛间脉冲性放电时的电腐蚀现象来去除多余的金属材料，以达到对零件的尺寸、m 状及表面质量预定的加工要求。
电腐蚀现象很早就被人们发现，如緬头或电器幵关在幵、闭时有时会产生火花而把接触面烧熔。
丨:佾纪40年代舫苏联科学家拉扎连柯夫妇幵始研究并研制出第台电火花加工装置。
•电火花加1:的原押如围所1一自动进给调节装置2—脉冲电源3—工具电极4~工作液5—工件工作台7—过滤器8~工作液泵工件5与工具电极3分别与脉冲电源2的两个不同极性输出端相连接，自动进给调解装置1使工件和电极间保持相当的放电间隙。
两极间加上脉冲电压后，在间隙最小处或绝缘强度最低处将工作液介质击穿，形成放电火花。
放电通道中等离子瞬时高温使工件和电极都被蚀除一小部分材料，使各自形成一个微小的放电小坑（如图a)。
脉冲放电结束后，经过一段时间间隔，使工作液恢复绝缘，下一个脉冲电压又加在两极上，同样进行另一个循基于上述原理，进行电火花加工应具备"F列条件:环，形成另一个小凹坑。
当这种过程以相当高的频率《复进行时，工具电极不断的调整与工件的相对位置，加工出所需要的零件。
所以，从微观上看，加工表面是由很多个脉冲放电小坑组成。
（如图b)(1 )在脉冲放电点必须有足够能量的高频脉冲电源能够金属局部熔化和气化。
电极和工件表面之间必须保持一定的放电间隙大小由加工条件而定，通常为几微米至几百微米。
第二章 电火花加工
第二章 电火花加工
六、电火花加工的工艺类型
按照工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，大致可
以分为以下几种：
电火花穿孔成型加工
工 电火花线切割
艺 电火花内外圆和成型磨削
类 电火花同步共轭回转加工
型
电火花高速小孔加工
电火花表面强化和刻字
第二章 电火花加工
§2-2 电火花加工的机理
火花放电时，电极表面的金属材料究竟是怎样被 蚀除的，这一微观的物理过程即所谓电火花加工的机 理，也就是电火花加工的物理本质。这一过程大致可 分为以下几个连续的阶段：极间介质的电离、击穿， 形成放电通道；介质热分解、电极材料溶化、气化热 膨胀；电极材料的抛出；极间介质的消电离。
3、基本条件
3）火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行， 如：煤油、皂化液等。液体介质称工作液，它们必须 具有较高的绝缘强度，以利于产生脉冲性的火花放电。
第二章 电火花加工
二、设备基本组成
第二章 电火花加工
三、电火花加工的特点
1. 脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于 加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件，不受材料硬度 影响不受热处理状况影响。
§2-3 电火花加工中的一些基本规律
一、影响材料放电腐蚀的主要因素：
1、极性效应 在电火花加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到
不同程度的电蚀。即使是相同材料，例如钢加工钢，正、 负电极的电蚀量也是不同的。这种单纯由于正、负极性不 同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。如果两圾材 料不同，则极性效应更加复杂。在生产中，我国通常把工 件接脉冲电源的正极(工具电极接负极)时，称“正圾性” 加工；反之，工件按脉冲电源的负极(工具电极接正极)时， 称“负极性”加工、又称“反极性”加工。
电火花知识点总结
电火花知识点总结电火花加工是一种精密加工方法，可用于金属材料的切削、孔加工和脱屑工艺，具有高效、高精度、高质量等优点，因此在现代制造业中得到了广泛的应用。
了解电火花加工的相关知识点，可以帮助我们更好地理解和应用这种加工方法。
一、电火花加工的原理电火花加工原理是利用电极产生的电火花在工件表面产生高能量密度的脉冲放电，使工件表面局部溶化并被切屑溶解带冲击而剥离的一种非接触式电火花腐蚀加工方法。
主要由工件和电极组成对工件开始被放电颗粒切削和腐蚀，而在放电间歇时间内冲击的过程。
在腐蚀过程中较大概率出现的表面微进给、腐蚀微间抽，机械变形及微晶结构细化进而品质改善等。
二、电火花加工的工艺1. 电极选择电火花加工电极通常采用硼酸化铜电极，尺寸大小、形状和精度对放电加工有重要影响。
金属电极的设计制造是电火花加工精度的决定因素。
2. 工作液选择工作液是电火花加工中的介质，能够消耗和排出电火花加工中产生的杂质和碎屑，保持加工环境清洁，同时起到协助电火花工作的功能。
3. 放电参数放电参数包括放电电压、电流、电脉冲频率、脉冲宽度和占空比等，是影响加工效果的重要因素。
合理选择放电参数，可以提高加工效率和加工质量。
4. 加工过程控制加工过程控制包括对工件表面形貌、加工孔径、加工深度和加工表面质量等方面进行监控和控制，以确保加工效果达到预期要求。
5. 加工精度控制加工精度控制是电火花加工的核心问题之一，尤其是对于高精度加工要求较高的工件，需要对加工精度进行精细控制，以保证加工质量。
6. 加工表面质量控制电火花加工的加工表面质量受到多种因素的影响，如放电参数、工作液性能、电极设计等，需要对加工表面质量进行控制和优化。
三、电火花加工的适用范围电火花加工具有广泛的适用范围，可以用于制造各种精密零件和模具，特别适用于硬质材料和复杂结构的加工。
常见的应用包括航空航天、模具制造、汽车制造、电子电器、医疗器械等领域。
四、电火花加工的优缺点1. 优点电火花加工具有高精度、高表面质量、无刀具磨损、可加工硬质材料和复杂结构等优点，可实现高精度、细微加工。
电火花加工基本知识
电火花基本知识一、什么是电火花加工二、电火花加工的特点三、电火花加工机床的组成及作用四、实现电火花加工的条件五、极性效应六、覆盖效应七、加工速度八、工具电极损耗九、表面粗糙度十、放电间隙十一、两电极蚀除量之间的矛盾十二、加工速度与加工表面粗糙度之间的矛盾十三、电火花加工常用名词、术语及符号一、什么是电火花加工电火花是一种自激放电，其特点如下：火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。
伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低。
火花通道必须在维持暂短的时间（通常为10-7-10-3s）后及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极”特性（即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深），使通道能量作用于极小范围。
通道能量的作用，可使电极局部被腐蚀。
利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花加工。
电火花加工是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电。
二、电火花加工的特点电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。
随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性，高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。
具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多，这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。
因此，人们除了进一步发展和完善机械加工法之外，还努力寻求新的加工方法。
电火花加工法能够适应生产发展的需要，并在应用中显示出很多优异性能，因此，得到了迅速发展和日益广泛的应用。
电火花加工的特点如下：1.脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。
不受材料硬度影响，不受热处理状况影响。
2.脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小。
3.加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。
工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。
电火花加工知识
1.电火花加工的优点：
（1）可以加工难以用金属切削方法加工的零 件,不受材料硬度影响。 （2）由于工具电极与工件电极不直接接触,没 有机械切削力。所以在制作工具电极时不必考 虑其受力特性,工具电极可以做的十分微细,能进 行微细加工和复杂型面加工。
电火花加工知识
报告的主要内容
电火花加工的基本概念和特点 电火花加工的分类与发展现状 电火花加工的基本原理 自己的一点心得体会
电火花加工的基本概念和特点
电火花加工的基本概念：
电火花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining 简 称EDM）。它是在加工过程中,使工具和工件之间不断产生脉 冲性的火花放电,靠放电时产生的局部、瞬时的高温将金属蚀 除下来。这种利用火花放电产生的腐蚀现象对金属材料进行加 工的方法叫电火花加工。
的东西要敢于突破.
谢谢大家!
70年代随着电火花工艺装备的不断进步,电火花型腔模具成型加工工艺已经成 熟。线切割工艺也从加工小型冷冲模发展到可以加工中型和较大型模具。切割 厚度不断增加,加工精度也不断提高。
80年代以来计算机技术飞速发展,电火花加工也引进了数控技术和电脑编程技 术,数控系统的普及,使人们从繁重、琐碎的编程工作中解放出来,极大的提高了 效率。
实际上,电火花加工的过程远比上述复杂,它是电力、磁力、热力、 流体动力、电化学和胶体化学等综合作用的过程。到目前为止, 人们对电火花加工过程的了解还有限,需要进一步研究。
电火花基本知识
电火花基本知识一、什么是电火花加工二、电火花加工的特点三、电火花加工机床的组成及作用四、实现电火花加工的条件五、极性效应六、覆盖效应七、加工速度八、工具电极损耗九、表面粗糙度十、放电间隙十一、两电极蚀除量之间的矛盾十二、加工速度与加工表面粗糙度之间的矛盾十三、电火花加工常用名词、术语及符号十四、电火花加工粗糙度对照表一、什么是电火花加工电火花是一种自激放电，其特点如下：火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。
伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低。
火花通道必须在维持暂短的时间（通常为10-7-10-3s）后及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极”特性（即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深），使通道能量作用于极小范围。
通道能量的作用，可使电极局部被腐蚀。
利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花加工。
电火花加工是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电。
二、电火花加工的特点电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。
随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性，高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。
具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多，这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。
因此，人们除了进一步发展和完善机械加工法之外，还努力寻求新的加工方法。
电火花加工法能够适应生产发展的需要，并在应用中显示出很多优异性能，因此，得到了迅速发展和日益广泛的应用。
电火花加工的特点如下：1.脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。
不受材料硬度影响，不受热处理状况影响。
2.脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小。
3.加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。
工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。
第四章 电火花加工
3.“二次放电”。
电火花加工时，工具电极与工件之间存在着一定的放电间隙，如果加工过程 中放电间隙能保持不变，则可以通过修正工具电极的尺寸，对放电间隙进行 补偿，以获得较高的加工精度。然而，放电间隙的大小实际上是变化的，影 响着加工精度。除此之外，间隙大小对加工精度也有影响，尤其对复杂形状 的加工表面、棱角部位电场强度分布不均，间隙越大，影响越严重。因此， 应缩小放电间隙，这样不但能提高仿形精度，而且放电间隙越小，可能产生 的间隙变化量也越小；另外还必须尽可能使加工过程稳定。
微细加工
影响电极损耗的主要因素
1.极性效应：根据工件所接电源极性命名 精加工通常采用正极性短脉冲；粗加工通常采用负极性长脉冲 2.吸附效应：金属碳化物微粒在电场作用下形成带负电碳胶粒，在 一定条件下吸附在正极表面，俗称炭黑膜。 可以保护和补偿电极，降低电极损耗：负极性加工。 峰值电流和频率一定时，黑膜厚度随脉宽增加而增加
微细加工 热影响层介于熔化凝固层和基体之间。热影响层的金属材料
并没有熔化，只是受到高温的影响，使材料的金相组织发生了
变化，它和基体材料之间并没有明显的界限。热影响层中靠近 熔化凝固层部分，由于受到高温作用并迅速冷却，形成淬火区，
其厚度与具体条件有关，一般为2～3倍的Rmax 。显微裂纹一般
仅在熔化层内出现，只有在脉冲很大情况下才有可能扩展到热 影响层。 表面变质层的形成导致电火花加工表面力学性能的改变，通 常硬度和耐磨性能提高，而抗疲劳性能下降。要提高表面完整 性，必须设法减小表面变质层的厚度。
微细加工
3.3自动进给调节系统
1.自动进给调节系统的作用和分类
自动进给调节系统的作用是维持某一稳定的放电间 隙S，保证电火花加工正常而稳定地进行，获得较好 的加工效果。对自动进给调节系统的基本要求是： 1）有较广的速度调节跟踪范围。2）有足够的灵敏 度和快速性。3）有必要的稳定性。4）有足够大的空 载进给速度和短路回退速度。
电火花加工基础知识
第一章 电火花加工基础知识
图1-5 铜“＋”、钢“－”时表面粗糙度与脉冲宽度和脉冲峰值电流的关系曲线
第一章 电火花加工基础知识
图1-6 铜“＋”、钢“－”时单边侧面放电间隙与脉冲宽度和脉冲峰值电流的关系曲线
第一章 电火花加工基础知识
图1-7 铜“＋”、钢“－”时工件蚀除速度与脉冲宽度和脉冲峰值电流的关系曲线
第一章 电火花加工基础知识 4．极间介质的消电离 随着脉冲电压和脉冲电流下降至零，标志了一次脉冲 放电过程的结束。放电通道内的带电粒子重又恢复到中性 粒子状态，恢复了放电通道处间隙介质的绝缘强度，同时 新的工作液不断地进入放电间隙中，使电极的表面温度得 以不断降低，为下一周期的放电作准备。 上述电火花放电机理的四个阶段可以从脉冲电压和脉 冲电流的波形上得到很好的解释，如图1-2所示。
第一章 电火花加工基础知识 2．介质的热分解，电极材料熔化、汽化 介质的热分解，电极材料熔化、 放电通道形成后，脉冲电源使通道中的电子向正极方向 高速运动，同时正离子会向负极运动。在运动过程中，带电 粒子对相互碰撞，产生大量的热，导致放电通道内温度骤升。 通道内的高温把工作液介质汽化，同时也使金属材料熔化， 乃至沸腾、汽化。这些汽化后的工作液和金属蒸气，会瞬间 体积膨胀，如同一个个小的“炸药”。若观察电火花加工过 程，可以看到放电间隙处冒出很多小的气泡，工作液变黑， 并能听到轻微的爆炸声。
第一章 电火花加工基础知识
第一章 电火花加工基础知识
1.1 电火花加工机理 1.2 电火花加工工艺 1.3 电火花加工机床 1.4 电火花加工编程 1.5 电火花机床的维护与保养 1.6 电火花加工新技术 习 题
第一章 电火花加工基础知识
1.1 电火花加工机理
电火花加工的原理是基于工具电极和工件电极之间的脉 冲性的火花放电来蚀除多余的金属，从而达到对零件的尺寸、 形状和表面的加工要求的。放电腐蚀的现象早在20世纪40年 代就被人们发现，如电器开关触电通断时产生火花，造成触 电烧毛或损毁。1940年前后，前苏联的科学家拉扎连柯夫妇 发现了这一现象，并将其成功地运用到电火花加工中。
电火花加工H
电火花加工原理示意图
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二、电火花加工的特点及其应用 1、主要优点 （1）适合于任何难切削加工材料：金刚石、立方氮
化硼 （2）可以加工特殊及复杂形状的表面和零件
没有宏观的切削力，加工低刚性零件； 将电极形状复制。 2、局限性 （1）导电材料 （2）加工速度慢：切削大部分金属，电火花精加工 （3）存在电极损耗：在尖角处，影响成型精度
熔化、直至沸腾气化。 3、气化后的工作液和金属蒸气，瞬时体积猛增，迅速热膨胀，爆炸。 4、热膨胀、局部爆炸，使熔化、气化了的电极材料抛出、蚀除。 对应于图中3~4段，此时80V降为25V维持电压。
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三 电极材料的抛出
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1、电极材料的抛出 1）放电点瞬时高温、热膨胀，产生很高的瞬时压力； 2）通道中心压力最高，使气化了的气体不断向外膨胀，形成气泡； 3）气泡上下内外压力不相等，压力高处熔融的金属液体和蒸气，被抛出，
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3、电火花加工条件 1）经常保持一定的放电间隙
a 放电间隙大小与加工条件有关，一般为几微米 ~几百位米； b 间隙大：极间电压不能击穿介质，不会产生电
火花； c 间隙小：断路，不能形成火花放电； d 需要工具电极自动调节，保持一定的放电间隙。
• 这一过程，主要分为以下4个阶段 １、极间介质的电离、击穿，形成放电通道 ２、介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀 ３、电极材料的抛出：二次爆炸飞溅 ４、极间介质的消电离
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一、极间介质的电离、击穿，形成放电通道
（1）０～１和１～２段：工具电极与 工件间加电压到约80V；
电场强度与电压正比，与距离反比；
qa—— 正极总蚀除量， qc—— 负极总蚀除量
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电火花加工基础知识
电火花加工是直接利用电能对零件进行加工的一种方法。
加工原理：当工具电极与工件电极在绝缘体中靠近达到一定距离时，形成脉冲放电，在放电通道中瞬时产生大量热能，使工件局部金属熔化甚至气化，并在放电爆炸力的作用下，把熔化的金属抛出，达到蚀除金属的目的。
电火花加工设备应由以下部分组成：
1.脉冲电源。
脉冲电源是放电蚀除的供能装置，它产生具有足够大能量密度的电脉冲，加在工件与工具电极上，产生脉冲放电。
2.间隙自动调节器。
为使工件与工具电极间的脉冲放电正常进行，就必须使其保持一定间隙。
间隙过大，工作电压击不穿液体介质；间隙过小，则形成短路，也无法放电。
因此，必须用间隙自动调节器，自动调节极间距离，使工具电极的进给速度与电蚀速度相适应。
3.机床本体。
用来实现工件和工具电极的装夹、固定及调整其相对位置精度等的机械系统。
4.工作液及其循环过滤系统。
火花放电必须在绝缘液体介质中进行，否则，不能击穿液体介质，形成放电通道，也不能排除悬浮的金属微粒和冷却表面。
电火花加工方式很多，常见的有成型加工、穿孔加工、电火花切割加工、电火花磨削以及电火花雕刻花纹等。
（一）电火花成型加工机床
主要由脉冲电源箱、工作液箱和机床本体组成。
机床本体由主轴头、工作台、床身和立柱组成。
其中，主轴头是电火花成型加工机床的关键部件，它和间隙自动调节装置组成一体。
主轴头的性能直接影响电火花成形加工的加工精度和表面质量。
工作台的作用是支承和装夹工件。
（二）电火花切割加工机床
电火花切割加工机床是利用一根运动着的金属丝（钼丝或硬性黄铜丝），作为工具电极，在工具电极和工件电极之间通以脉冲电流，使之产生电腐蚀，工件被切割成所需要的形状。
数控电火花切割机床由机床本体、数控装置、脉冲电源和工作液循环系统四大部分组成。
其中，坐标工作台由上、下两层拖板构成，两层拖板的长丝杠分别由两个步进电动机驱动，工作台上装有工件安放架。
（三）电火花加工特点
1.加工硬、脆、软、韧、高熔点、高纯度的导电材料；
2.无切削力，可以加工薄壁零件；
3.加工中不受热的影响，提高加工质量；
4.参数可调节，可以进行不同的加工；
5.直接使用电能加工，便于实现自动化。