电火花(EDM)放电加
金属表面处理的电火花加工技术
金属表面处理的电火花加工技术1. 前言电火花加工技术（Electrical Discharge Machining, EDM）是一种利用连续或断续的电火花放电来去除金属的非接触式加工方法。
该技术在金属表面处理领域具有广泛的应用，特别是在硬质合金、高速钢、淬硬钢等难加工材料的加工上表现出了显著的优势。
本文将从电火花加工的原理、工艺特点、应用领域等方面进行详细探讨。
2. 电火花加工原理电火花加工技术的基本原理是利用高压电源在工件和工具之间产生连续或断续的电火花放电，放电时产生的高温熔化金属和气体，在气压作用下迅速从放电通道中排出，从而达到去除金属的目的。
放电过程中，工件表面和工具表面都会形成一层熔融层，随着后续的冷却和固化，这层熔融层会形成一种特殊的微观结构，对工件的性能产生重要影响。
3. 电火花加工的工艺特点电火花加工具有以下几个显著的工艺特点：（1）非接触式加工：由于加工过程中不直接接触，因此适用于硬质合金、高速钢、淬硬钢等难加工材料的加工。
（2）加工精度高：电火花加工可以达到非常高的加工精度，加工表面质量好，适用于复杂形状的加工。
（3）加工效率：电火花加工的加工效率相对较低，但随着技术的不断发展和设备的更新，加工效率有所提高。
（4）加工变形小：由于是非接触式加工，加工过程中工件的变形较小。
（5）适用范围广：电火花加工适用于各种金属和非金属材料的加工，特别是在难加工材料的加工上具有显著优势。
4. 电火花加工的应用领域电火花加工技术在金属表面处理领域有广泛的应用，主要应用领域包括：（1）模具制造：电火花加工技术在模具制造领域有广泛应用，如冲压模、压铸模、塑料模等。
（2）航空航天：电火花加工技术在航空航天领域中，用于加工难加工材料，如钛合金、镍基高温合金等。
（3）汽车制造：电火花加工技术在汽车制造领域中，用于加工发动机部件、变速箱齿轮等。
（4）微细加工：电火花加工技术在微细加工领域有重要应用，如微细模具制造、微细零件加工等。
电火花加工
电火花加工（英语：Electrical Discharge Machining，简称EDM），又称放电加工，是特种加工技术的一种，广泛应用在模具制造、机械加工行业。
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复杂形状的工件，通常用于加工导电的材料，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。
应用这种加工方法的机床主要有：∙电火花成型加工机床：工具电极一般采用石墨或紫铜，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：采用去离子水（Deionized water）作为绝缘介质，采用黄铜丝或黄铜镀锌丝作为工具电极（中国大陆发明的往复走丝电火花加工线切割机床通常采用乳化液，采用钼丝作为工具电极）。
目录[隐藏]∙ 1 历史∙ 2 优点∙ 3 缺点∙ 4 线切割∙ 5 电火花加工分类∙ 6 电火花机分类∙7 电火花机放电微观过程[编辑]历史1943年，苏联学者拉扎连科夫妇（Dr. B.R. Lazarenko 及 Dr. N.I. Lazarenko ）发明电火花机，使用电阻、电容回路，即RC回路。
50年代，改进为电阻、电感、电容等回路，即既RLC回路。
60年代，改进为晶体管，可控硅脉冲电源。
70年代，改进为高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲、可调波形脉冲电源。
80年代，采用工业级CPU控制，能实现G码编辑等功能，极大的提升了使用性能。
日本牧野（Makino）公司在1980年发明第一台数字控制电火花加工机。
至1990年代，采用了多轴控制及刀库（ATC）技术。
近些年，无电阻技术、直线导轨技术、混粉技术等一批新工艺也成功运用在电火花机上。
电火花EDM加工原理介绍
3.由于电子在电极两端流动，产生了极高的热能。
随着电流的上升增加，热量快速积聚，使部分火花油、工件和电极气化，形成放电通道，而产生电火 花。
4.随着电流流过电极 ，在电化学反应的作用下，产 生一个氢气泡。
随着不断的电流流过电极，热量不断上升，一个气泡试图向外膨胀，但由于离子受到强烈的电磁场作 用，不断冲向放电通道，这股冲力抑制了气泡的膨胀。此时，电流不断增加，电压继续下降。
此时新的火花（介质）油涌入型腔，冲走杂质，冷却工件和电极表面。在这时候，若没有足够的火花 油及油压把抛离出来的熔融金属冲走，重铸层变厚，蚀除量降低。但是大压力的冲油，又会把电极表面来 不及冷却的熔融层冲走，使电极损耗增大。熔点低的电极材料熔融层更厚，被冲走的会更多，所以当铜和 石墨做电极时，铜电极冲油过大会增加损耗就是这个原理，石墨的结构颗粒度比铜大及熔点比铜高，冲油 压力要比铜更大，排除杂物更好而不会增加损耗。
加工表面连成一片的蚀坑峰谷可用光洁度测量仪测定，通常用峰谷间算术平均值表示，单位是（μm Ra）。
第四节 工件材料
电火花加工时改变的不仅是工件表面，还有它的次表面。加工后的工件表面结构分为三层（图 1-3）。 电火花加工表面冲击层是由被抛出的熔融金属和少量电极微粒冲击而成。这一层很容易去除。 下一层是硬质层（氧化层）。电火花加工实质上改变了硬质层的冶金结构和特性。在介质油的作用下， 熔融金属迅速冷却，未被抛出去的熔融金属就凝固在型腔中形成了硬质层。这层硬而脆的氧化层会出现显 微裂纹。如果这一层太厚，或者通过抛光无法变薄或去除，那么这块工件可能在有些使用条件下过早损坏。 最后一层是受热层或退火层。它只是受热，并没有熔化。硬质层和受热层的厚度由工件材料的散热能 力和加工能量决定。不管如何，改变的金属层都会影响工件表面原来的属性。 数控电火花机床上的自动精加工电路能够有效减少硬质层的形成，但仍然无法消除退火层。
《精密加工与特种加工》电火花加工,电解加工重点简答题.doc
1•什么是电火花加工？试简述其加工过程。
电火花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining, 简称EDM）,是通过导电工件（包括半导体）和工具电极（正、负电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余材料，以达到对工件尺寸、形状及表面质量要求的加工技术。
加工过程大致可分为以下四个连续的阶段：1）极间介质的电离、击穿，形成放电通道;2）介质热分解、电极材料熔化与气化热膨胀；3）电极材料的抛出；4）极间介质的消电离。
2.为什么要及时排除电火花加工过程中产生的电蚀产物？加工过程中产生的电蚀产物（如金属微粒、碳粒子、气泡等）如果来不及排除、扩散出去，就会改变间隙介质的成分和降低绝缘强度，结果导致下一个脉冲放电通道不能顺利地转移到其它部位，而始终集中在某一部位，使该处介质局部过热而破坏消电离过程，脉冲火花放电将恶性循环转变为有害的稳定电弧放电，同时工作液局部高温分解后可能结炭，在该处聚成焦粒而在两极间搭桥，使加工无法进行下去，并烧伤电极对。
3.什么是电化学加工？试简述电化学加工的分类及其加工过程。
电化学加工（Electrochemical Machining,简称ECM）包括从工件上去除金属的电解加工和在工件上沉积金属的电铸加工两大类，属于通过电化学反应去除工件材料或在其上镀覆金属材料的非传统加工方法。
加工过程：用两片金属作为电极，通电并浸入电解溶液中，即可形成通路。
导线和溶液中均有电流通过。
此时在金属片和溶液的界面上产生交换电子的反应，即电化学反应。
若所接的电源是直流电，溶液中的离子便作定向移动，正离子移向阴极并在阴极上得到电子进行还原反应，沉积得到金属物质，称为镀覆沉积，即电铸（电镀、涂镀）加工；负离子将移向阳极并在阳极表面失掉电子，阳极金属原子失去电子而成为正离子进入溶液进行氧化反应为电解蚀除，即电解加工。
4.为什么说电化学加工过程中的阳极溶解是氧化过程，而阴极沉淀是还原过程？金属原子失去电子而成为正离子进入溶液（M—e=M+）,化合价升高，为氧化反应；正离子移向阴极并在阴极上得到电子沉积得到金属物质（M++e=M）,化合价降低，为还原反应。
电火花加工的基本原理及四个阶段
电火花加工的基本原理及四个阶段概述电火花加工（Electrical Discharge Machining, EDM）是一种使用离子流引发的电火花来加工材料的非传统加工方法。
它具有高精度、无需机械接触、适用于硬质材料等优点，在模具制造、航空航天、医疗器械等领域得到广泛应用。
本文将介绍电火花加工的基本原理以及涉及的四个阶段。
基本原理电火花加工是通过在工件和电极之间施加高电压产生的强电场中，通过离子击穿和放电放大的作用，使工件表面的材料蒸发、熔化、氧化和脱落，从而实现对工件进行加工的一种方法。
电火花加工的基本原理可分为以下几个步骤：一、电极初始化电极初始化是电火花加工的第一个阶段，也是整个加工过程非常重要的一步。
在电极初始化阶段，电极与工件之间的间隙会被填充上介质，通常为绝缘油。
电极初始化的主要目的是为了保证加工过程中电极与工件之间的电气隔离，并提供离子形成通道所需的条件。
二、击穿阶段击穿阶段是电火花加工的第二个阶段。
在这个阶段，施加在电极和工件之间的高电压会导致液体介质中形成离子通道，并在高电场的作用下形成离子击穿。
离子通道的形成可以导致液相电导率的急剧增加，从而产生电流，使电火花放电得以发生。
三、脉冲放电阶段脉冲放电阶段是电火花加工的第三个阶段。
在击穿阶段之后，电火花会在电极和工件之间发生放电，产生强大的电流。
电火花放电的时间通常在几十微秒到几百微秒之间，而间歇时间则在几微秒到几毫秒之间。
通过周期性的充电和放电过程，电火花能够不断地冲击、腐蚀和剥离工件表面的材料。
四、冲击腐蚀阶段冲击腐蚀阶段是电火花加工的最后一个阶段，也是整个加工过程的主要阶段。
在这个阶段，电火花不断地冲击和腐蚀工件表面的材料，使其熔化、蒸发、氧化和脱落。
通过不断重复脉冲放电和冲击腐蚀过程，工件的形状和尺寸最终得以加工完成。
总结电火花加工以其高精度、无需机械接触、适用于硬质材料等优点在工业领域得到广泛应用。
在电火花加工的过程中，电极初始化、击穿阶段、脉冲放电阶段和冲击腐蚀阶段是不可或缺的四个阶段。
电火花加工
电火花加工技术摘要：电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。
本文简要介绍了电火花加工技术的发展历程、国内外研究现状以及未来发展趋势。
关键词：电火花加工；发展历程；现状；发展趋势一、电火花加工简介电火花加工（英语：Electrical Discharge Machining，简称EDM），是特种加工技术的一种，广泛应用在模具制造、机械加工行业。
放电加工可以用来加工传统切削方法难以加工的超硬材料和复杂形状的工件，通常用于加工导电的材料，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。
其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。
二、电火花加工发展历程1943年，苏联学者拉扎连科夫妇（Dr.B.R. Lazarenko 及 Dr. N.I. Lazarenko ）发明电火花机，使用电阻、电容回路，即RC 回路。
50年代，改进为电阻、电感、电容等回路，即既RLC回路。
60年代，改进为晶体管，可控硅脉冲电源。
70年代，改进为高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲、可调波形脉冲电源。
80年代，采用工业级CPU控制，能实现G码编辑等功能，极大的提升了使用性能。
日本牧野（Makino）公司在1980年发明第一台数字控制放电加工机。
至1990年代，采用了多轴控制及刀库（ATC）技术。
近些年，无电阻技术、直线导轨技术、混粉技术等一批新工艺也成功运用在电火花机上。
在我国，电火花加工技术经历了手动电火花加工、液压伺服、直流电机、步进电机、交流伺服电机等一系列过程。
控制系统也越来越复杂，从单轴数控到3轴数控、再到多轴联动。
20世纪90年代初期，3轴电火花机在国内还是空白，主要是从日本和瑞士弓I进。
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。
放电加工的原理
放电加工的原理放电加工 (EDM，Electric Discharge Machining）简称电火花加工，是一项采用有限数量的放电电涌火花反应削减金属物体的特种加工工艺，是金属切削加工的完全不同的材料切削方式。
它的生产原理简单，其基本加工要素有工件及工件上浸渍介质（如合金油或烷油）、电极及放电源。
它对不可加工件 (如硬质合金、铬合金）、非线性曲面和精密腔形等具有特殊加工优势，同时可实现窄槽放电、薄壁放电及“死角”等加工内容，在精密机械加工 fabrication行业具有重要的作用。
放电加工是通过利用脉冲电流放电来把工件上的铝合金表面削掉，形成抛光光滑、尺寸精确以及直角精度高的可性表面。
放电加工主要是利用负电极形状的电极与金属工件相互触动，通过电路脉冲把一定量的能量输入工件，从而在液体介质中形成细小气泡，使高压脉冲电液成为细小电晕，根据机床补偿电液的削减原理，实现削型的效果，这可以把金属层上的物质分解出来，极限的化学反应；并发出火花，达到切削目的。
放电加工分为无润滑放电加工、少量润滑放电加工、少量噪声放电加工、少量润滑噪声放电加工、双层放电加工等，针对容易受潮、易腐蚀的期望或需要单边完成加工的情况，经常采用放电加工。
表面处理精度高的放电加工连续利用60HZ的电液放电法实现金属表面光洁，但因为削型表面有油污，因此在机加工后，要进行清洗和抛光。
由于放电加工的表面处理精度高、放电衣物连续，容易生成有害物质，因此还应考虑控制环境污染。
放电加工法可以节省时间，采用脉冲放电加工方式可以减少加工时间，减少传统机械加工过程中的损耗，也可以保持速度的稳定。
由于放电加工的表面不会产生抛光涂层，强度也会比其他机械加工方式要强，它可以解决加工繁琐，准确性低，正确率低等问题，满足更高精度要求，得到用户的一致好评。
电火花加工的主要用途
电火花是一种自激放电，电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107-10-3s）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。
数控电火花加工EDM
前言
电火花加工又称为放电加工（Electrical Discharge Machining，简称为EDM），是与机械加工完全不同， 直接利用电能和热能进行加工的一种新工艺。 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。 电火花加工是在一定介质中，利用两极之间脉冲性火花 放电时的电腐蚀现象对材料进行加工，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。 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。
影响电火花成型加工的因素
1、极性效应 电火花加工时，相同材料两电极的被腐蚀量是不同的。其中一个电 极比另一个电极的蚀除量大，这种现象叫做极性效应。如果两电极 材料不同，则极性效应更加明显。 2、覆盖效应 在油类介质中放电加工会分解出负极性的游离碳微粒，在合适的脉 宽、脉间条件下将在放电的正极上覆盖碳微粒，叫覆盖效应。利用 覆盖效应 可以降低电极损耗。注意负极性加工才有利做覆盖效应。
d) 放电必须是短时间的脉冲放电。一般放电时间为1μs～1ms。这样才能使 放电时产生的热量来不及在被加工材料内部扩散，从而把能量作用局限在 很小的范围内，保持火花放电的冷极特性。
e) 脉冲放电须重复多次进行，并且多次脉冲放电 在时间和空间是分散的。 f) 脉冲放电后的电蚀产物应能及时排放至放电间隙之外，使重复性放电顺利 进行。
电火花加工原理及应用
电火花加工原理及应用电火花加工（EDM）是一种利用电火花在金属工件表面产生高温、高能量的物理效应而加工的一种特殊工艺，也称为放电加工。
它是一种热探针加工，通过放电烧蚀金属材料来完成加工工作。
电火花加工的原理是利用电火花放电的高温能使金属工件表面的金属材料熔化和氧化，并有效地清除金属材料。
在这个过程中，工件与电极之间维持一定的距离，在放电间隙中增加工作液（通常是去离子水），并应用脉冲电压，在电极和工件之间通过放电来烧蚀金属材料，实现对工件进行加工。
电火花加工可以对硬质的导电材料进行高精度复杂形状的加工，同时对材料硬度没有限制，因此在汽车、航空、医疗设备、模具制造等领域有广泛的应用。
在汽车制造中，电火花加工可以用来制造发动机缸体、气门座圈、齿轮直齿、喷口等高精度复杂零部件。
在航空领域，电火花加工可以用来制造导向叶片、燃烧室、推力器等部件。
在医疗设备制造中，它可以用于制造高精度的假体和医疗器械。
在模具制造中，它可以用来加工模具，使成品更加精确。
电火花加工的优势是可以实现高精度的加工，不受工件硬度的限制，加工后不会产生应力，不会导致材料硬度变化，表面质量好，并且可以实现对复杂形状的加工。
因此，在需要进行微小、复杂、高精度加工的领域有着广泛的应用。
然而，电火花加工也存在一些局限性，如加工效率低、表面粗糙度较大、加工深度有限、加工平面需求限制等。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的加工方法。
总的来说，电火花加工作为一种先进的加工技术，在金属加工领域发挥着重要的作用，特别是在对材料硬度要求高、精度要求高的加工领域有着独特的优势。
随着科学技术的不断发展，电火花加工技术必将在未来得到更加广泛的应用。
放电加工技术
放电加工技术放电加工技术（Electrical Discharge Machining，简称EDM）是一种广泛应用于工业领域的非传统加工方法。
它利用放电电流在工件与电极之间形成的放电通道来溶解和剥离工件上的材料，从而实现对工件的精密加工。
本文将介绍放电加工技术的原理、应用、发展以及未来趋势。
一、放电加工技术的原理放电加工技术的基本原理是利用电火花放电进行加工。
在放电加工过程中，电极和工件之间注入绝缘液，在外加电压的作用下，形成电火花放电通道。
通过高能量的电火花放电，工件上的材料会被熔融、蒸发和剥离。
随着电极的移动，工件上的材料将逐渐被加工掉，最终得到所需的形状。
二、放电加工技术的应用1. 工模制造：放电加工技术可用于制作模具和模型。
由于其能够实现高精度和高表面质量，因此被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子电器等领域的模具制造过程中。
2. 高硬度材料加工：传统加工方法难以对高硬度材料（如钢、硬质合金）进行精密加工。
而放电加工技术可以以非接触的方式对高硬度材料进行切削、打孔等加工操作，极大地拓宽了高硬度材料的加工范围。
3. 精密零件加工：放电加工技术在制造精密零件方面有着独特的优势。
通过调整放电参数和电极设计，可以实现亚微米级的加工精度，因此被广泛应用于微机械、光学仪器等领域。
三、放电加工技术的发展放电加工技术自20世纪50年代问世以来，得到了长足的发展。
随着电子技术和自动化技术的进步，放电加工机床的自动化程度不断提高，加工效率和精密度也得到了大幅提升。
同时，在放电加工技术领域的研究中，一些新的变体技术和改进方法也得到了广泛应用。
例如，线切割电火花、钻孔电火花、电化学加工等技术的出现，使得放电加工技术在不同领域中都有了更加具体的应用。
四、放电加工技术的未来趋势随着科技的不断发展，放电加工技术也将继续演进。
以下是一些可能的未来趋势：1. 创新材料加工：随着新材料的涌现，放电加工技术将面临新的挑战。
研究人员将不断探索适用于新材料的放电加工方法，以满足工业对新材料加工的需求。
电火花加工
1.电火花加工发展电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。
1943年，苏联学者拉扎连科夫妇研究发明电火花加工，之后随着脉冲电源和控制系统的改进，而迅速发展起来。
最初使用的脉冲电源是简单的电阻-电容回路。
50年代初，改进为电阻-电感-电容等回路。
同时，还采用脉冲发电机之类的所谓长脉冲电源，使蚀除效率提高，工具电极相对损耗降低。
随后又出现了大功率电子管、闸流管等高频脉冲电源，使在同样表面粗糙度条件下的生产率得以提高。
60年代中期，出现了晶体管和可控硅脉冲电源，提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗，并扩大了粗精加工的可调范围。
到70年代，出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲和可调波形脉冲等电源，在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具电极损耗等方面又有了新的进展。
在控制系统方面，从最初简单地保持放电间隙，控制工具电极的进退，逐步发展到利用微型计算机，对电参数和非电参数等各种因素进行适时控制。
进行电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，并浸入工作液中，或将工作液充入放电间隙。
通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。
在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能，温度可高达一万摄氏度以上，压力也有急剧变化，从而使这一点工作表面局部微量的金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中，迅速冷凝，形成固体的金属微粒，被工作液带走。
这时在工件表面上便留下一个微小的凹坑痕迹，放电短暂停歇，两电极间工作液恢复绝缘状态。
紧接着，下一个脉冲电压又在两电极相对接近的另一点处击穿，产生火花放电，重复上述过程。
这样，虽然每个脉冲放电蚀除的金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用，就能蚀除较多的金属，具有一定的生产率。
在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙的条件下，一边蚀除工件金属，一边使工具电极不断地向工件进给，最后便加工出与工具电极形状相对应的形状来。
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。
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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。
edm电火花加工详细流程【新手必看】
电火花加工在电加工行业中应用最为广泛的一种加工方法，约占该行业的90%，电火花加工是20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产的一种利用电、热能进行加工的方法，电火花加工中材料去除是靠放电时的电热作用实现的，材料的可加工性主要取决于材料的导电性及热学特性，下面为大家带来EDM电火花工艺及流程介绍，解析电火花加工工艺优点及局限。
工艺介绍电火花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining，简称EDM）或电蚀加工，是目前最流行的四大加工方法之一，和铣削、车削和磨削并驾齐驱。
与金属切削加工的原理完全不同，电火花加工是通过工具电极和工件电极间脉冲放电时的电腐蚀作用进行加工的一种工艺方法。
由于放电过程中可见到火花，故称之为电火花加工。
根据电火花加工工艺的不同，电火花加工又可分为电火花线切割加工、电火花穿孔成形加工、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化和刻字等。
目前电火花加工技术已广泛用于加工各种高熔点、高强度、高韧性材料，如淬火钢、不锈钢、模具钢、硬质合金等，以及用于加工模具等具有复杂表面和特殊要求的零件。
电火花加工的分类电火花加工在电加工行业中应用最为广泛的一种加工方法，约占该行业的90%。
按工具电极和工件相对运动的方式不同，大致可分为电火花成型加工、线切割加工、电火花磨削加工、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字加工等六大类。
其中线切割加工占了电火花加工的60%，电火花成型加工占了30%。
随着电加工工艺的蓬勃发展，线切割加工就成了先进工艺制作的标志电火花成型加工基本原理脉冲电源的一极接工具电极，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(常用煤油或矿物油或去离子水)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。
edm放电加工小技巧
edm放电加工小技巧EDM（电火花加工）放电加工是一种用于制造金属零件的数控加工方法。
为了提高加工效率和质量，以下是一些建议的小技巧：1. 选择合适的电极和工件材料：根据加工零件的形状、尺寸和材料要求，选择合适的电极材料和尺寸。
同时，确保工件材料与电极材料之间的放电系数相近，以减少加工过程中的损耗。
2. 设定合适的加工参数：包括放电功率、放电时间、脉冲宽度、间隙电压等。
这些参数会影响到加工速度、电极损耗和加工精度。
通过优化这些参数，可以提高加工效率和质量。
3. 保持火花油清洁：火花油的质量会影响放电加工的效果。
确保火花油清洁，避免油中杂质影响放电加工过程。
同时，定期更换火花油，以保持其性能。
4. 监控电极损耗：在加工过程中，密切关注电极的损耗情况。
如果发现电极损耗过快，可以尝试调整加工参数，如降低放电功率或增加脉冲宽度，以减少电极损耗。
5. 控制工件表面粗糙度：通过调整加工参数和电极形状，可以控制工件表面的粗糙度。
在加工过程中，适当降低放电功率和增加脉冲宽度，可以获得更好的表面质量。
6. 预防电极卡住：在加工过程中，避免电极与工件接触过紧，以免导致电极卡住。
如果发现电极移动困难，可以尝试增加间隙电压或减小放电功率，以减轻电极卡住现象。
7. 善用数控系统：充分利用数控系统的功能，如预设加工路径、自动调整间隙电压等。
这有助于提高加工效率和精度。
8. 定期检查和维护设备：放电加工设备需要定期检查和维护，以确保设备处于良好的工作状态。
及时更换磨损部件，如电极、导电块等，以保证加工质量。
9. 培训操作人员：操作人员需要具备一定的放电加工理论知识和技术水平。
通过培训，提高操作人员的技能，可以提高加工质量和效率。
10. 及时调整加工策略：根据加工过程中的实际情况，及时调整加工策略。
如发现加工质量不佳，可以尝试调整加工参数或重新规划加工路径。
通过以上小技巧，可以帮助您在EDM放电加工过程中提高加工效率和质量。
不过，需要注意的是，每个加工过程都有其独特性，因此，在实际操作中，还需要根据具体情况灵活调整和优化加工参数。
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。
放电加工
放电加工放电加工又称电火花加工或电蚀加工或电脉冲加工（Electrical Discharge Machining, EDM），是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法。
电火花加工主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。
近年来由于高精密产业的发展，具有更多高硬度、高强度、高韧性的难加工材料陆续被发展出来，而由于放电加工(EDM)的加工原理，是利用火花放电的高热能，对材料产生熔融去除作用来进行加工，所有可导电材料均能加工。
且不受限于材料本身机械性质影响，因此特别适合用于高强度、高硬度与难以切削材料的加工，为现代非传统加工中最普遍应用的加工方法。
放电加工最早起源于1770年英国科学家Priestly首先发现放电腐蚀现象。
1919年，德国科学家亦利用该技术制作金属粉末，但应应用范围不广泛故未被重视。
1943年，苏联科学家B. Lasarenko及N. Lasarenko 夫妇发现可以利用放电破坏及腐蚀现象加工工件成型，更率先发展出RC回路金属加工控制的方法及火花蚀刻法，此为放电加工之起源。
日本牧野（Makino）公司在1980年发明第一台数字控制放电加工机。
电火花加工的原理电火花成形加工与传统的机械切削加工原理完全不同，在加工过程中，工具电极与工件并不接触。
进行电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，并浸入工作液中，或将工作液充入放电间隙。
通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当工具电极(简称电极)与工件电极(简称工件)在绝缘介质中相互接近，达到某一小距离时，脉冲电源施加的电压把两电极间距离最小处(大约为0.005-0.10mm)的介质击穿，形成脉冲放电，产生局部、瞬时高温，将电极对的金属材料蚀除。
在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能，温度可高达一万摄氏度以上，压力也有急剧变化，从而使这一点工作表面局部微量的金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中，迅速冷凝，形成固体的金属微粒，被工作液带走。
课题一 电火花技术简要介绍
课题一电火花技术简要介绍一、电火花简介电火花技术, 又称放电加工, 日本叫法是Electrical Discharge Machining, 简称EDM, 苏联称电蚀加工, Electroerosion Machining, 指利用两极间的脉冲放电产生的电腐蚀现象, 对材料进行加工的方法。
电火花与机械加工的区别：机械加工是通过机床部件的相对运动, 用比工件硬的刀具切除工件上多余的部分, 来得到成品零件的；而电火花加工, 工具与工件并不接触, 靠工具和工件之间不断的脉冲性火花放电, 产生局部的瞬间高温, 把金属材料蚀除掉。
电火花腐蚀的主要原因是什么？火花放电时火花通道中瞬间产生大量的热, 达到很高的温度, 足以使任何金属材料局部熔化、气化而蚀除, 形成放电凹坑, 从而将金属材料腐蚀掉。
二、电火花的历史在插头或电器开关触点开、闭时, 往往会产生火花而把接触表面烧毛, 腐蚀成粗糙不平的凹坑而逐渐损坏, 人们不断地避免这种有害的电腐蚀。
1940年, 苏联学者拉扎连科夫妇开始研究发明电火花加工, 之后随着脉冲电源和控制系统的改进, 而迅速发展起来。
最初使用的脉冲电源是简单的电阻-电容回路。
50年代初, 改进为电阻-电感-电容等回路。
同时, 还采用脉冲发电机之类的所谓长脉冲电源, 使蚀除效率提高, 工具电极相对损耗降低。
随后又出现了大功率电子管、闸流管等高频脉冲电源, 使在同样表面粗糙度条件下的生产率得以提高。
60年代中期, 出现了晶体管和可控硅脉冲电源, 提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗, 并扩大了粗精加工的可调范围。
到70年代, 出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲和可调波形脉冲等电源, 在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具电极损耗等方面又有了新的进展。
在控制系统方面, 从最初简单地保持放电间隙, 控制工具电极的进退, 逐步发展到利用微型计算机, 对电参数和非电参数等各种因素进行适时控制。
三、有害的火花放电转化为有用的加工技术的条件图1 电加工的示意图1.使工具电极和工件被加工表面之间保持一定的放电间隙, 几微米-几百微米, 不能间隙太小或太大, 应具备工具电极的自动进给和调节装置。
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电火花加工的基本系统
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电源向电极/工件系统提供直流脉冲。脉宽、 间歇、电压和电流值均由手工设置。电火花机 启动后，伺服微处理器若检测到放电间隙太大， 无法进行电蚀，它将[通知]伺服机制降低主轴 头。 一旦火花产生，主轴头的下降运动就停止。 这时，若火花间隙固定不变，电火花就不断蚀 除工件表面。当蚀除的金属达到一定的程度， 火花间隙变大时，微处理器也能检测到这一情 况，并[通知]伺服机制降低主轴头达到设置的 间隙，继续进行电火花加工。
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到了20世纪90年代，计算机控制系统能够 对所有的加工参数进行控制。它可以自动调节 电流强度、脉宽、间歇、伺服系统和其他设置， 从而提高加工效率。同时，在精加工回路和平 动加工控制方面也有了很大的进步。多轴向加 工及电极或工件的移位和旋转均可以实现程序 控制。
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右图：九张图片逐步显示了 单个电火花加工周期中发生 的情况，说明了热电模型形 成的过程。
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图解1：电压开始上升，带电电极慢慢靠近工件。 电极与工件之间是绝缘油，即电火花加工中的介 质油（火花油）。
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众所周知，火花油（介质油）是良好的绝缘物， 但是电压足够大时可以使它分解成带电离子，因此， 在产生电火花前的高压空载电压设定越高，就越容 易分解电离子 。悬浮在火花油中的石墨微粒和金属 微粒有助于电流的传导，这些微粒能够参与火花油 的电离，直接携带电流，还可以促进火花油被电离 击穿，随着带电离子的增多，火花油绝缘能力开始 下降。
电火花加工的历程
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• 电火花加工对传统加工的挑战
平动头、线切割加工、数控（CNC）加工， 旋转主轴、自动换刀和自适应系统等技术代表 了电火花加工从原先的 [巫术]转变为广为接受、 发展迅速的技术。这些改革使电火花加工机操 作简便，精确度增加，表面光洁度得以改善。 尽管在速度方面，它无法同传统的铣削、研磨 媲美，但已经有了极大的提高。电火花加工的 魅力还在于它可以实现无人管理操作。
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对众多设计师和制造工程师而言，电火花 加工是一种理想的加工过程。许多机械厂已经 开始考虑用电火花加工取代传统加工方法，配 合现有的铣床、磨床、获得更好的加工效果。 电火花在加工硬质材料和其他难以加工的材料 时表现最出色。人们能够使用这种没有接触的 加工方法制造加工脆性零件和薄壁零件。
电火花 （EDM） 加工工艺基础
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一、电火花的发展史
您了解吗？ • 电火花工艺是在什么时期出现的？
• 电火花（EDM）机床是哪个国家发明 的？ • EDM机床历经了怎么样的变革？
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1、电火花加工工艺的起源
见过闪电劈击地面的人其实都见识了电火 花加工（EDM）的威力，闪电是电火花加工最 原始的形式（图1）。在古罗马时期的神话中， 人们传说当伍尔坎（火与锻冶之神）锻造他的 剑时，锤打的声音就是雷声，而锤打时溅出的 火花便是闪电。其实，这种古老的传说与电火 花加工的原理相去不远了。
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由于这两项改革，1943年5月10日，由前 苏联科学家B.P .拉扎连柯教授、院士发明的 电火花加工工艺不再是偶尔用之的修补的工 具，而成为生产工具。使用电火花机能够获 得精确、可靠、恒定的结果。
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• 发展时期
苏联科学家们的发明，受到美国的极大关 注，人们开始致力于电火花加工的设置，并形 成了大量的基本理论。尽管各理论观点不尽相 同，但有关火花间隙中电火花加工的原理在主 要理论中是普遍认同的。 到五十年代，人们不仅注重可控制火花间 隙，而且致力于发展电源。人们开始使用真空 管来提供直流电（DC）保证持续的脉冲时间， 可以提高加工速度，减少电极损耗。但真空管 无法负载足够大的电流，开关转换也不够快， 因此无法精准控制脉宽和间隙。
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2. 电极材料
由于技术的不断改善和发展，电火花加工各 方面的竞争日趋激烈。 20世纪 60 年代，人 们开始仔细研究电极的材料，开展了大量实 验寻找经济、易于加工、损耗率低的材料。
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石墨是在60年代中期开始被用作电极材料， 但那时它只占很小的市场份额。虽然当时的石 墨十分廉价，加工方便，比大多数的金属都耐 高温，并且损耗比普通金属要低，但是另一方 面，它无法加工到精密尺寸，质量不均匀，而 且由于石墨颗粒粒组成方向不同，用于电极时 导电等向性表现就不一至。
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3. 电火花机床
• 电火花加工的基本系统
在基本的活塞型电火花加工系统（下图） 中，主轴头在伺服系统驱动下作精确的上下运 动。伺服系统由同电源连接的微处理器控制。 电源的一极与工件相连，工件浸没于介质油中。 油槽与油箱、油泵及过滤系统相连。油泵提供 压力对加工面进行冲油，并使介质油流动；过 滤器用于去除介质油中的杂质；而油箱用于提 供和储存加工中使用和排出的介质油。电源的 另一极与电极相连。
左图1：在钛氧化物上进行电火花加工。来自 电极（云层）的能量形成闪电，并通过电介 质（空气）作用于工件（最近的物体）。
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• 早期
在一战之后二战之前，电火花加工工艺开 始进入加工车间。当 时只能应用于去除工 件上损耗的钻头、丝 锥等。操作比较困能， 进给由手工控制，易 导致更多的拉弧而非 火花，因此没有用于 生产上。
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• 可平动的手动电火花加工机床
20世纪70年代平动系统开始发展。通过平 动头，伺服系统能够按预置方式使电极侧向运 动。这样，电极用于切削的不仅是其端面，而 且是它的每个侧面。平动加工可以减少加工型 腔所需的电极数量。也因此，用于粗加工的电 极同样还可用于精加工。
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图解六：当脉冲将近结束时，电流和电压都呈稳 定状态，气泡中的热量和压力达到最大值，一些 金属被熔蚀。此刻，直接位于柱形放电通道下的 金属层处于熔融状态，受到气泡的压力而原地不 动。强烈的电流通过放电通道，其中充满了金属、 火花油和碳气化后的过热等离子体。
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图解七：一进入间歇，电流和电压就降至 零，温度骤然下降，导致气泡爆炸，熔融 的金属被抛离工件表面。
左图中：带电的电极受到火 花油的绝缘作用，不至于把 电传导到整个机身上。
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图解二：随着电离（带电）粒子的增多，火花油的 绝缘力下降。同时在电场最强的部分开始形成一条 狭窄的通道。电压达到峰点，但电流保持为零。
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图解四：当电极靠近工件时，由于火花油绝缘 力下降及电极周围都是电离子，电流开始传导 向工件，并趋於上升，电压开始下降。
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最新型的自适应性控制是实现电火花加工无 人化管理的关键。该装置能够监测火花间隙中 的状态，避免直流拉弧。它可以自动检测到加 工时的不稳定状态并加以调整，在电蚀开始前， 调整火花间隙达到稳定状态。 直流拉弧是由于蚀除下来的工件材料和电极 的碎屑阻塞了火花间隙，由此产生直流电引起 的。这种情况危害很大，因为它会损坏甚至彻 底破坏电极和工件。现在我们可以完全避免直 流拉弧，所以电火花机就可以长期无需人为管 理了。
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图解五：随着电流的增加，热量快速积 聚，电压继续下降。热量使部分火花油、 工件和电极气化，形成放电放电通道。
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图解五：一个气泡试图向外膨胀，但由于离 子受到强烈的电磁场作用，不断冲向放电通 道。这股冲力抑制了气泡的膨胀。此时，电 流不断增加，电压继续下降。
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1964年，美国开发了一种新型石墨，消除了 以上所有的问题。当时，并没有意识到这项发 明将对电火花加工业的发展起到举足轻重的作 用。随著现场实验的断续，新一代石墨的作用 越来越明显，其对于电加工业贡献绝不亚于先 前的固态电源、主轴伺服控制和其它发明。这 项贡献为美国的电极材料市场带来了巨大的变 革。在美国以前百分之八十的厂商使用的是金 属，石墨的比例不到百分之二十。而到1984年 底，展。
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图解八：新的火花油涌入型腔，冲走杂质， 冷却工件表面。未被抛离的熔融金属凝固 成重铸层。
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图解九：被抛离的金属凝固成圆形小颗粒和电极 上掉下来的碳屑一起分散在火花油中。没在破碎 的气泡浮到油面。如果间歇不够长，那么杂质可 能会集结起来，影响放电的稳定性。在这种情况 下还可能会产生直流拉弧（二次放电），损坏电 极和工件。
如今，电极的损耗可以自动监测，机床 的监测系统使电极的修整和加工方向的调整 都无须操作者动手。 机床可以自动更换电极，连续加工，用 机械手装夹工件，电火花加工机床因此进入 了一个全新的时代。
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• 电火花加工业
最新的电火花机床是模拟技术精湛的操作者 制成，它能在无人监控的情况下获得最佳的加工 效果。这些巨大的进步使制造行业中越来越多的 部门开始使用电火花机床（下图）。
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二、放电过程原理
您知道吗？
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EDM加工靠什么去除工件上的材料？
火花油的作用是什么？ 铜电极与石墨电极有什么不同？
• 一样的火花位同时加工两个型腔快还是逐 个加工快？ • 电极为什么会损耗？
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1.间隙内电火花加工状况
了解EDM加工中电极和工件间发生的加工 情况对我们帮助非常大，了解EDM加工的理论 的基本知识有助于解决技术问题，有助于正确 选择电极材料，有助于理解适合一项工作的材 料为什么有时候在另一项工作中却差强人意的 原因。了解EDM操作原理，有助于操作者提高 工作效率，降低人为出错率。如果加工技术与 操作技巧相结合，那么将会使你成为一个出色 的EDM技师。
电极的平动能够提高加工速度，改善表面 光洁度，改善冲油条件，提高加工精度。 但由于机床上平动的电极是无人控制的， 所以火花间隙中的问题可能导致电极缩回，必 须等到操作人员清理火花间隙，重新启动机器 后才能继续工作 。