典型机械产品构造—电火花机床
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典型机械（电）产品构造
第四章 电火花加工机床
典型机械产品构造—电火花机床
特种加工定义：特种加工是当传统 切削加工方法车、铣、钻、镗、 刨、磨、拉、齿形加工对产品 （或材料）无法实施或保证不了 规定的精度要求时，而应用物理 的电、化学、光、声、热等方法 进行加工的手段。
典型机械产品构造—电火花机床
特种加工与传统加工方法的比较： 传统加工方法依靠机械能、切削（磨
典型机械产品构造—电火花机床
冒烟现象，并听到轻微的爆炸声。
A 工
具
电
B
脉
极
冲
(a)
(b)
(c)
电
源
工件电极
(d)
(e)
(3) 电极材料的抛出(d)所示。
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。
典型机械产品构造—电火花机床
电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具 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。那么两电极表面的金属材料是如何 被蚀除下来的呢？这一过程大致分为以下几 个阶段(如图所示)：
典型机械产品构造—电火花机床
典型机械产品构造—电火花机床
A 工
具
电
B
脉
极
冲
(a)
(b)
(c)
电
源
工件电极
(d)
(e)
(4) 极间介质的消电离(如图 (e)所示)。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。
作用形式 熔化、气化 熔化、气化 金属离子阳极溶解 阳极溶解、磨削 阳极溶解、研磨 金属离子阴极沉积 金属离子阴极沉积 熔化、气化 熔化、气化 切蚀 熔化、气化 切蚀 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
符号 EDM WEDM ECM(ELM) EGM(ECG) ECH EFM EPM LBM EBM IBM PAM USM AFM HDM CHM CHP PCM ECAM MEEC
A 工
具
电
B
脉
极
冲
(a)
(b)
(c)
电
源
工件电极
(d)
(e)
(1) 极间介质的电离、击穿，形成放电通道(如图 (a)所示)。工具电极与工件电 极缓缓靠近，极间的电场强度增大，由于两电极的微观表面是凹凸不平的， 因此在两极间距离最近的A、B处电场强度最大。
典型机械产品构造—电火花机床
A 工
具
电
B
脉
wenku.baidu.com
电火花用于尺寸加工的条件
a.工具和工件之间保持适当的距离。
b. 电火花放电瞬时的脉冲性放电。
c.加工必须在介质中进行。
.设备组成
a. 脉冲电源 b. 间隙自动调节器 c. 机床本体 d. 工作液及其循环
过滤装置
典型机械产品构造—电火花机床
(a) 单脉冲放电凹坑
(b) 多脉冲放电凹坑
图4-2 电火花表面局部放大图
典型机械产品构造—电火花机床
一、电火花加工的原理和机理
在绝缘工作液中工 具和工件（正、负电 极）之间脉冲式火化 放电局部、瞬时产生 高温，使工件表面的 金属熔化、气化、抛 离工件表面。
利用这一电腐蚀 现象来蚀除多余的金 属，以达到对零件的 尺寸、形状及表面质 量预定的加工要求。
典型机械产品构造—电火花机床
典型机械产品构造—电火花机床
电 火 花 加 工 又 称 放 电 加 工 (Electrical Discharge Machining，简称EDM)：
是一种利用电、热能量进行加工的方法。 加工过程中，工具和工件之间不断产生脉冲性的
火花放电。靠放电时局部、瞬时产生的高温把 金属蚀除下来。因放电过程可见到火花，故称 之为电火花加工。 日、英、美称之为放电加工，苏联称电蚀加工。
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
物料切蚀 加工
超声加工 磨料流加工 液体喷射加工
化学铣削
化学加工 化学抛光
光刻
复合加工
电化学电弧加工 电解电化学机械磨削
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 声能、机械能 机械能 机械能 化学能 化学能 光能、化学能 电化学能 电能、热能
极
冲
(a)
(b)
(c)
电
源
工件电极
(d)
(e)
(2) 电极材料的熔化、气化热膨胀(如图 (b)、(c)所示)。液体介质被电离、击穿， 形成放电通道后，通道间带负电的粒子奔向正极，带正电的粒子奔向负极， 粒子间相互撞击，产生大量的热能，使通道瞬间达到很高的温度。通道高温 首先使工作液汽化，进而气化，然后高温向四周扩散，使两电极表面的金属 材料开始熔化直至沸腾气化。气化后的工作液和金属蒸气瞬间体积猛增，形 成了爆炸的特性。所以在观察电火花加工时，可以看到工件与工具电极间有
典型机械产品构造—电火花机床
电火花加工的起源：
电火花加工中的电蚀现象早在20世纪初就被人们发 现，如插头、开关的启闭所产生的电火花对接触表面的 损害。但真正将电蚀现象运用到实际生产加工中的是： 20世纪中期前苏联的拉扎林科夫妇俩在研究开关触点 遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的 瞬时高温使局部金属熔化、气化而被蚀除掉，从而开创 和发明了电火花加工方法，并于1943年利用电蚀原理 研制出世界上第一台实用化的电火花加工装置。我国在 20世纪50年代初期开始研究电火花设备，并于60年代 初研制出第一台靠模仿形电火花线切割机床，随后研制 出具有我国特色的高速走丝线切割机床。
削）力去除工件上多余的材料（接触式 的、工具硬度高于被加工材料的硬度）。
特种加工用其他能量去除金属材料 （工具硬度可以低于被加工材料的硬度、 非接触式的、工具和工件之间不存在切 削力）。
典型机械产品构造—电火花机床
表 常用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
第四章 电火花加工机床
典型机械产品构造—电火花机床
特种加工定义：特种加工是当传统 切削加工方法车、铣、钻、镗、 刨、磨、拉、齿形加工对产品 （或材料）无法实施或保证不了 规定的精度要求时，而应用物理 的电、化学、光、声、热等方法 进行加工的手段。
典型机械产品构造—电火花机床
特种加工与传统加工方法的比较： 传统加工方法依靠机械能、切削（磨
典型机械产品构造—电火花机床
冒烟现象，并听到轻微的爆炸声。
A 工
具
电
B
脉
极
冲
(a)
(b)
(c)
电
源
工件电极
(d)
(e)
(3) 电极材料的抛出(d)所示。
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。
典型机械产品构造—电火花机床
电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具 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。那么两电极表面的金属材料是如何 被蚀除下来的呢？这一过程大致分为以下几 个阶段(如图所示)：
典型机械产品构造—电火花机床
典型机械产品构造—电火花机床
A 工
具
电
B
脉
极
冲
(a)
(b)
(c)
电
源
工件电极
(d)
(e)
(4) 极间介质的消电离(如图 (e)所示)。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。
作用形式 熔化、气化 熔化、气化 金属离子阳极溶解 阳极溶解、磨削 阳极溶解、研磨 金属离子阴极沉积 金属离子阴极沉积 熔化、气化 熔化、气化 切蚀 熔化、气化 切蚀 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
符号 EDM WEDM ECM(ELM) EGM(ECG) ECH EFM EPM LBM EBM IBM PAM USM AFM HDM CHM CHP PCM ECAM MEEC
A 工
具
电
B
脉
极
冲
(a)
(b)
(c)
电
源
工件电极
(d)
(e)
(1) 极间介质的电离、击穿，形成放电通道(如图 (a)所示)。工具电极与工件电 极缓缓靠近，极间的电场强度增大，由于两电极的微观表面是凹凸不平的， 因此在两极间距离最近的A、B处电场强度最大。
典型机械产品构造—电火花机床
A 工
具
电
B
脉
wenku.baidu.com
电火花用于尺寸加工的条件
a.工具和工件之间保持适当的距离。
b. 电火花放电瞬时的脉冲性放电。
c.加工必须在介质中进行。
.设备组成
a. 脉冲电源 b. 间隙自动调节器 c. 机床本体 d. 工作液及其循环
过滤装置
典型机械产品构造—电火花机床
(a) 单脉冲放电凹坑
(b) 多脉冲放电凹坑
图4-2 电火花表面局部放大图
典型机械产品构造—电火花机床
一、电火花加工的原理和机理
在绝缘工作液中工 具和工件（正、负电 极）之间脉冲式火化 放电局部、瞬时产生 高温，使工件表面的 金属熔化、气化、抛 离工件表面。
利用这一电腐蚀 现象来蚀除多余的金 属，以达到对零件的 尺寸、形状及表面质 量预定的加工要求。
典型机械产品构造—电火花机床
典型机械产品构造—电火花机床
电 火 花 加 工 又 称 放 电 加 工 (Electrical Discharge Machining，简称EDM)：
是一种利用电、热能量进行加工的方法。 加工过程中，工具和工件之间不断产生脉冲性的
火花放电。靠放电时局部、瞬时产生的高温把 金属蚀除下来。因放电过程可见到火花，故称 之为电火花加工。 日、英、美称之为放电加工，苏联称电蚀加工。
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
物料切蚀 加工
超声加工 磨料流加工 液体喷射加工
化学铣削
化学加工 化学抛光
光刻
复合加工
电化学电弧加工 电解电化学机械磨削
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 声能、机械能 机械能 机械能 化学能 化学能 光能、化学能 电化学能 电能、热能
极
冲
(a)
(b)
(c)
电
源
工件电极
(d)
(e)
(2) 电极材料的熔化、气化热膨胀(如图 (b)、(c)所示)。液体介质被电离、击穿， 形成放电通道后，通道间带负电的粒子奔向正极，带正电的粒子奔向负极， 粒子间相互撞击，产生大量的热能，使通道瞬间达到很高的温度。通道高温 首先使工作液汽化，进而气化，然后高温向四周扩散，使两电极表面的金属 材料开始熔化直至沸腾气化。气化后的工作液和金属蒸气瞬间体积猛增，形 成了爆炸的特性。所以在观察电火花加工时，可以看到工件与工具电极间有
典型机械产品构造—电火花机床
电火花加工的起源：
电火花加工中的电蚀现象早在20世纪初就被人们发 现，如插头、开关的启闭所产生的电火花对接触表面的 损害。但真正将电蚀现象运用到实际生产加工中的是： 20世纪中期前苏联的拉扎林科夫妇俩在研究开关触点 遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的 瞬时高温使局部金属熔化、气化而被蚀除掉，从而开创 和发明了电火花加工方法，并于1943年利用电蚀原理 研制出世界上第一台实用化的电火花加工装置。我国在 20世纪50年代初期开始研究电火花设备，并于60年代 初研制出第一台靠模仿形电火花线切割机床，随后研制 出具有我国特色的高速走丝线切割机床。
削）力去除工件上多余的材料（接触式 的、工具硬度高于被加工材料的硬度）。
特种加工用其他能量去除金属材料 （工具硬度可以低于被加工材料的硬度、 非接触式的、工具和工件之间不存在切 削力）。
典型机械产品构造—电火花机床
表 常用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