放电加工工艺
放电加工中的电极形状设计
放电加工中的电极形状设计放电加工，简称EDM（Electric Discharge Machining）是一种利用电火花冲击零件材料的加工方法，可加工各种导电材料、形状较复杂的零件以及硬度较高的材料。
在放电加工中，电极是不可或缺的加工工具，其形状设计对加工精度、效率及工艺稳定性等方面均具有重要影响。
不同形状的电极在放电加工时具有不同的特点和优势。
下面将主要探讨若干种常见的电极形状设计，分别是点电极、线电极和针电极，并分析它们在放电加工中的表现。
1. 点电极点电极在放电加工中的应用十分广泛，工作原理是以电极上的一点与工件表面产生电火花，破坏工件表面形成几何形状，从而达到加工效果。
点电极的特点是容易制造，加工简单，且能够加工出形状精度较高的微小孔洞和细小角度。
另外，点电极也具有较高的加工效率，但是相比其他形状的电极，其加工的表面质量较差。
2. 线电极线电极是指将导电材料加工成一定的线形，作为电极在放电加工时进行加工。
线电极的优点在于，加工出来的槽形表面质量较好，且能够加工出形状较实用的切槽与工件表面形成印痕。
线电极可以加工出形状较长的工件，因此在工业生产中应用较广泛，例如模具、挡板、刀具等。
3. 针电极针电极是电极形状中最常用的一种，其特点是可以加工出微小的凹陷形状并且工作效率很高，有很好的精度和表面处理。
针电极可以加工出形状较小的工件，并且能够刻有更复杂的图案。
在针电极的加工中，衡量其优劣的关键关注点是电极结构的几何形状、表面条件和导电材料的品质。
如何精心选择和设置针电极的形状是放电加工中的重中之重。
为达到持久的放电效果，我们在制作针电极时，可将精度设定到极其细微，减少电极与工件表面热氧化形成的尖点，并且可以加入精密矩阵使其能够更加牢固。
在使用针电极时，我们通常需要对其进行修切，调整其发出的电火花大小，并注入油或冷却液使其保持冷却，保证其在高负载时的持久性能。
总结在放电加工中，电极形状的合理设计和选择对于加工效率和加工精度至关重要。
电火花(EDM)放电加
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。
电火花加工
2.电火花线切割加工
该方法是利用移动的细金属丝作工具电极，按预定的轨迹 进行脉冲放电切割。按金属丝电极移动的速度大小分为高速 走丝和低速走丝线切割。我国普通采用高速走丝线切割，近 年来正在发展低速走丝线切割，高速走丝时，金属丝电极是 直径为φ0.02～φ0.3mm的高强度钼丝，往复运动速度为8～ 10m/s。低速走丝时，多采用铜丝，线电极以小于0.2m/s的 速度作单方向低速运动。线切割时，电极丝不断移动，其损 耗很小，因而加工精度较高。其平均加工精度可达 0.0lmm， 大大高于电火花成形加工。表面粗糙度Ra值可达1.6 或更小。
1.电火花成形加工
该方法是通过工具电极相对于工件作进给运动， 将工件电极的形状和尺寸复制在工件上，从而加工 出所需要的零件。它包括电火花型腔加工和穿孔加 工两种。电火花型腔加工主要用于加工各类热锻模、 压铸模、挤压模、塑料模和胶木膜的型腔。电火花 穿孔加工主要用于型孔（圆孔、方孔、多边形孔、 异形孔）、曲线孔（弯孔、螺旋孔）、小孔和微孔 的加工。近年来，为了解决小孔加工中电极截面小、 易变形、孔的深径比大、排屑困难等问题，在电火 花穿孔加工中发展了高速小孔加工，取得良好的社 会经济效益。
电火花加工具有如下特点：可以加工任何高 强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度 的导电材料；加工时无明显机械力，适用于 低刚度工件和微细结构的加工：脉冲参数可 依据需要调节，可在同一台机床上进行粗加 工、半精加工和精加工；电火花加工后的表 面呈现的凹坑，有利于贮油和降低噪声；生 产效率低于切削加工；放电过程有部分能量 消耗在工具电极上，导致电极损耗，影响成 形精度。 国内外数控电火花线切割机床都 采用了不同水平的微机数控系统，实现了电 火花线切割数控化。目前电火花线切割广泛 用于加工各种冲裁模（冲孔和落料用）、样 板以及各种形状复杂型孔、型面和窄缝等。
电火花加工技术
电火花加工技术的应用及其发展1.电火花加工技术的简介从前苏联科学院拉扎连柯夫妇在1943年研制出世界上第一台实用化电火花加工装置以来,电火花加工技术得到了飞速的发展,电火花加工技术是历史最悠久的特种加工方法之一，在模具制造业，航空和航天，电子等众多领域得到了广泛的应用。
电火花加工又称放电加工，也有称电脉冲加工，它是一种直接利用热能和电能进行加工的工艺。
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，工件和工具不接触，而是靠工具与工件之间的脉冲性火花放电，产生局部，瞬间的高温把金属材料逐步的蚀除掉。
由于放电的过程产生火花所以也称电火花加工。
图1. 电火花加工的原理图如图1的原理图所示，工件与工具分别连接到脉冲电源的两个不同的极性的电极上。
当两电极加上脉冲电源后，工件和电极保持适当的距离，就会把工件和工具之间的介质击穿，形成放电通道。
放电通道产生瞬间高温，使工件表面的材料融化甚至气化，同时也使工作介质气化。
在放电间隙处迅速热膨胀并产生爆炸。
工件表面一部分材料被蚀除掉抛出，形成微小的电蚀坑。
脉冲放电结束后，经过一段时间间隔，使工作液恢复绝缘，脉冲电源反复作用于工件和工具电极上，上述过程不断重复进行，工件逐渐被加工成想要的形状。
2.电火花加工技术的应用范围由于电火花加工有其独特的优越性，再加上数控水平和工艺技术的不断提高，其利用领域日益扩大，已经覆盖到机械、宇航、航空、电子、核能、仪器、轻工等部门，用以解决各种难加工材料、复杂形状零件等有特殊要求的零件的制造，成为常规切削、磨削加工的重要补充和发展：模具制造是电火花成型加工应用最多的领域，而且非常的典型。
2.1以下简单介绍电火花成则加工在模具制造方面的的应用1．高硬度零件加工对于某些要求硬度较高的模具，或者是硬度要求特别高的滑块、顶块等零件，在热处理后其表固硬度高达50HRc以上，采用机加的方式将很难加工这么高硬度的件．采用屯火花加工可以不受材料硬度的影响。
第二章 电火花加工
2.2电火花加工的机理
• 3热膨胀:
–放电通道中电子和离子高速运动时相互碰撞， 动能转化成热能，在两极之间沿通道形成一 个高达1000～1200℃的瞬时高温热源，在热 源作用区的电极和工件表面金属会很快熔化， 甚至气化 –周围的工作液除一部分气化外，另一部分被 高温分解为游离的碳黑和H2、C2H2 、C2H4、 CnH2n等气体（使工作液变黑，在极间冒出小 气泡）
•脉冲电源参数：
–脉冲宽度ti :放电延续时间，ti应小于0.001s，以使放电气化产
生的热量不会传导扩散到其它部位，只是在极小范围内使金属局部 熔化，直至气化
–脉冲间隔t0 :相邻脉冲之间的间隙时间，使放电介质有足够的时
间恢复绝缘状态（称为消电离）
–脉冲周期T=ti+t0； –峰值电压:工件和电极间隙开路时电极间的最高电压ui –峰值电流:工件和电极间隙火花放电时脉冲电流瞬间的最大值i
–电极材料不必比工件材料硬，不存在机械加工时由于刀具 硬度而无法加工的问题
• 4）直接利用电能、热能进行加工，便于实现加工过 程自动控制 • 5）只能加工导电材料 • 6）加工速度慢 • 7）电极有损耗
四、电火花加工方法分类
• 表2-1
2.2电火花加工的机理
• 包括：电离、放电、热膨胀、抛出金属和 消电离等几个连续的阶段
–煤油工作液，为避免起火可采用燃点较高的机油或煤油 与机油的混合物 –水基工作液，可大幅度提高粗加工效率
三、电火花成型加工的特点及应用
• 1）可加工用机械加工方法难于或无法加工的材料
–如淬火钢、硬质合金钢、耐热合金钢等
• 2）可加工小孔、深孔、窄缝零件
放电加工工艺
放电加工工艺一.緒論二.電火花加工效應三.電火花加工工藝指標四.電火花加工全然抵触及解決五.機床操作及電極製作六.留意事項一.緒論1. 什麽是電火花加工平時我們在開電燈或關電閘時,不時會看到開闢處碰出火花.久而久之,開闢觸片便被電腐蝕,影響開闢壽命.因此一向被人們視為有害放電現象,經過長期觀察發現,這種火花放電在特定場合具有其专门感化,可通過脈衝電源使這種電腐蝕持續進行,在較短時間內產生較大年夜金屬腐蝕量.從而加工出特異形狀之工件.這确实是電火花加工之雛形.電火花是脈衝電源產生的一種自激放電，是一種应用電、熱能量進行加工的方法。
在加工過程中，使对象電極和工件之間不斷産生脈衝性的火花放電，靠放電時局部，暫態産生的高溫把金屬蝕除下來。
亦稱放電加工或電蝕加工。
火花放電不合於弧光放電、輝光放電等其他情势的自激放電，其特點如下：火花放電的兩個電極間在放電前具的較高的電壓，當兩電極接近時，其間介質被擊穿後，隨即發生火花放電。
伴隨擊穿過程，兩電極間的電阻急劇變小，兩極之間的電壓也隨之急劇變低。
火花通道必須在維持暫短的時間（平日爲10-7-10-8μs）後及時熄滅，才可保持火花放電的“冷極”特点（即通道能量轉換的熱能來不及傳至電極縱深），使通道能量感化於極小範圍。
通道能量的感化，可使電極局部被腐蝕。
应用火花放電時産生的腐蝕現象對導電材料進行尺寸加工的方法，叫電火花加工。
電火花加工是在較低的電壓範圍內，在液體介質中的火花放電。
2.電火花加工的特點電火花加工是與機械加工完全不合的一種新工藝。
隨著工業生産的發展和科學技術的進步，具有高熔點、高硬度、高強度、高脆性，高粘性和高純度等机能的新材料不斷出現。
具有各種複雜結構與专门工藝要求的工件越來越多，這就使得傳統的機械加工方法不克不及加工或難於加工。
是以，人們除了進一步發展和完美機械加工法之外，還尽力尋求新的加工方法。
電火花加工法能夠適應生産發展的须要，並在應用中顯示出专门多優異机能，是以，获得了灵敏發展和日益廣泛的應用。
电火花加工工艺介绍
电火花加工工艺介绍电火花加工是一种先进的非传统的制造工艺，被广泛应用于精密模具制造、零件加工以及微纳制造领域。
它利用电弧的热破坏作用，在工件表面形成电弧行程，通过快速放电产生的高能量脉冲电流，使工件表面的材料熔化和蒸发，从而实现对工件进行精密的切削、锤击和打孔等操作。
以下将介绍电火花加工的工艺特点、加工步骤和应用领域。
1.工艺特点：（1）非接触式加工：电火花加工不需要实际的接触，只需靠电弧放电的热能破坏作用，使工件表面的材料熔化和蒸发，避免了磨损和变形的风险，适用于任何导电材料的加工。
（2）高精度加工：电火花加工能够实现微米级别的高精度加工，可以加工出形状复杂、高精度要求的模具和零件。
（3）加工质量好：电火花加工能够实现无切削力、无刀具磨损的加工方式，加工表面质量好，可以减少后续的抛光和研磨工序。
（4）适用范围广：电火花加工适用于各种硬脆材料的加工，如硬质合金、陶瓷、石英、玻璃等，且不受材料硬度的限制。
2.加工步骤：（1）工件设计：根据加工要求，设计出工件的形状和尺寸，在CAD 软件中进行建模。
（2）电极制作：根据工件形状和尺寸，制作相应形状的电极。
电极通常由铜、铜合金等导电材料制成，使用铜电极可以提高放电效率和加工速度。
（3）夹紧工件和电极：将工件与电极夹具固定在电火花加工机床上，确保工件与电极之间有一定的间隙。
（4）加工参数设置：根据工件材料、形状和尺寸，设置加工参数，如放电电流、放电时间、脉冲频率等。
（5）加工操作：启动电火花加工机床，通过控制系统控制电极和工件之间的距离和放电电流，开始进行电火花加工。
（6）加工完成：根据加工要求，设定加工深度和尺寸，电火花加工机床自动控制放电次数，直到达到要求的加工尺寸为止。
（7）清洁和抛光：将加工完成的工件进行清洗和抛光处理，以获得更好的表面质量。
3.应用领域：（1）模具制造：电火花加工广泛应用于模具制造领域，可以加工出各种形状复杂、高精度要求的模具，并且能够实现模具的高效加工和修复。
2电火花加工.
电火花加工的局限性
主要用于加工金属等金属材料,一 定条件下才可以加工半导体和非 导体材料
电火花加工工艺方法分类
根据工具电极和工件电极的相对 运动的方式和用途不同分类 电火花穿孔成形加工 电火花线切割 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 电火花表面强化与刻字
电火花加工原理图
电火花加工的优点
适合于难切削材料的加工 可以 突破传统切削加工对刀具的限制， 实现用软的工具加工硬韧的工件， 甚至可以加工象聚晶金刚石、立 方氮化硼一类超硬材料。目前电 极材料多采用紫铜或石墨，因此 工具电极较容易加工。
电火花加工的优点
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 加工。由于可以简单地将工具电 极的形状复制到工件上，因此特 别适用于复杂表面形状工件的加 工，如复杂型腔模具加工等。数 控技术电火花加工可以简单形状 的电极加工复杂形状零件。
短脉冲----正极性加工 长脉冲----负极性加工
正极容易吸收工作液中的带有负 电荷的碳微粒，形成熔点和气化 点较高的薄层碳黑膜，能够减小 正极的损耗，保护正极。
影响极性效应的因素：脉宽，脉 间，脉冲峰值电流，放电电压， 工作液以及电极材料等。
交变脉冲，抵消极性效应，增加 电极损耗。
润滑性能和耐磨性； 表面粗糙度提高和加工速度下降的关 系； 工件材料的热学常数； 工具材料性质 单个脉冲能量，加工面积
表面变质层
熔化凝固层 热影响层 显微裂纹
表面力学性能
显微硬度及耐磨性 残余应力 耐疲劳性能
思考题
放电加工原理
放电加工在现代模具制造业中，与磨床．铣床．车床．线切割等具有同等位置，且是不可或缺的一个工序。
它的工作原理是原苏联人发明的。
它的历史可追塑到上个世纪六十年代，类型可分为二极管和三极管式两种。
在此我们介绍一下放电的加工原理：如果从宏观说明的话：放电的加工原理是通过无限靠近但不接触的正负带电体（即电极与工件），在绝缘液（火花油）作用下，将电能转变成热能的过程（瞬间10000度左右），从而达到腐蚀加工物成型的目的。
如果从微观说明的话：放电的加工原理是通过机械控制使带负的电极，无限靠近，但不接触带正电的工件时，产生强大电场。
从而产生电子流，冲击绝缘液微粒的外围电子，使其电子数目以金字塔的形式大量增加，然后以极高的加速度与速度轰击工件表面的原子微粒，使其产生高温后在爆破力的作用下脱落。
当然，电极的原子微粒也会受到正离子的轰击从而产生高温后在爆破力的作用下脱落。
同时，在此过程中产生一定数量的正负离子和大量的中性微粒。
然后，部分正离子移至电极一边，且吸附于电极表面，使其损耗得补偿。
部分负离子则移至工件一边，且吸附于工件表面。
最后当下一波的休止脉冲奏效时，一切脱落物将随绝缘液冲走。
实践中，我们使用不同的条件时，有不同的粗糙度，速度，损耗，火花位。
原因是在上述的过程中，在时间上各种变化是否同步达到最好的配合。
当然还有与电极和工件材质的导热性.熔点.密度等物理特性及介质有很大关系。
总而言之，放电加工是一项精密加工，作为技术人员，我们一定要知道它的放电加工原理。
希望各位多加努力，多加探索与发现。
相信各位一定能够超越自我，把握明天！七）电极材料的介绍电极材料必须导电性能良好、损耗小、造型容易、并具有加工稳定、效率高、材料来源丰富、价格便宜等特点。
常用的电极材料有紫铜、石墨、铜钨合金、黄铜。
1、纯铜电极纯铜又称紫铜，它有良好的塑性、导热性、耐腐蚀性、良好的导电性、可加工性好。
它质地细密，加工稳定性好，相对电极损耗小，易于制成薄片或其他复杂形状。
电加工技术
第2章电加工技术1 电火花加工的概念与原理1)概念电火花加工又称放电加工，电蚀加工，是通过导电工件和工具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。
加工时，工件和工具电极间通常充有液体电介质。
加工过程中可以看到火花。
电火花加工设备中必须包括脉冲电源、自动进给调节装置、检测装置、进给装置、工作液及其循环系统、工具和工件。
2) 实现电火花加工必须具备下述条件：A、必须使工具和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙。
B、火花放电必须是瞬时的脉冲性的放电，放电持续一段时间后，需停歇一段时间。
C、火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行。
2 电火花加工的优点：1适合于加工任何难切削材料2可以加工特殊及复杂形状的表面和零件局限性：1主要用于金属加工。
在一定条件下可以加工半导体和非导体材料2加工速度较慢3存在电极损耗3 影响材料放电腐蚀的主要因素1) 极性效应2)电参数的影响3)金属材料热学常数的影响4)工作液的影响5)其它因素的影响5 影响加工精度的主要因素1)通常的加工误差机床本身的各种误差；工件和电极的定位和安装误差。
2)与电火花加工工艺有关的误差放电间隙的大小及其稳定性；工具电极的损耗及其稳定性。
6 电火花加工的表面质量1)表面粗糙度2)表面变质层3)表面力学性能3)自动进给调节系统的基本组成A、测量环节——测量间隙的大小B、比较环节——与给定值比较，决定进给速度C、放大环节——比较环节给出的信号需要放大后才能驱动电机D、执行环节——执行机构，电动机A、电火花穿孔成形加工特点：工具和工件只有一个进行伺服进给运动；工具为成形电极，与被加工表面有相同的截面或形状。
电化学加工，是指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。
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2)电解加工电解加工是利用金属在电解液中发生阳极溶解反应而去除工件上多余的材料、将零件加工成形的一种方法。
电火花放电加工工艺
电火花放电加工工艺1. 电极与工件之间距离大于多少时，前两者之间不会产生放电？当电极与工件之间间隙小于一定值时，电极与工件短路了，而不会产生放电腐蚀，我们把该定值称为最小放电间隙。
，当最小放电间隙=一般情况下，我们认为，脉冲宽度在200μS 以上时，电极损耗相对要低，表面光洁度随脉宽减少而增高。
当峰值电流一定时，随着脉宽增加，放电间隙也会有所增加。
而后，趋于常值 0.6mm。
2. 电极材料的选择从加工性(电极制作)，导电性(放电性)，热传导性(消耗特性)，成本来考虑, 电极材料通常选择铜材料。
如在大型电极的情况下，选择比重低，电流加工特性大的石墨材比较多。
一般，作为电极使用的铜材料，有无氧铜，电气铜，快削铜，还有铜钨合金等等。
特别是铜钨合金由于其耐热性，消耗少的特点，常常被用到超硬合金或微小拐角的加工领域中去。
但是由于导电率低下导致加工速度不高，并且，由于其本身是颗粒状粉末冶金材料，对表面粗糙度有影响。
在美国和欧洲，石墨电极被广泛地使用。
但是，在精密加工多的日本使用得并不多。
这主要是由于石墨电极需要专门的电极加工机,而且石墨电极消耗大,表面粗糙度不能得到保证。
比较理想的电极对是：Gr－St；CuW、AgW－St；其余：Cu－AL；Gr-AL；Cu-Zn； Gr-Zn；Cu－Cu；Cu－硬质合金等； 3.放电材料选择石墨】黑炭粉中混入柏油、沥青等压缩烧结后的材料，机械加工性能较好，比重只有铜的1/5 左右。
另外，在粗加工领域其速度与低损耗等放电加工特性较好,所以适于大工件加工。
但是一般的石墨材料，若要达到1%以下的低损耗，其最佳粗糙度也比铜电极差，一般为10～12μmRmax。
另外，有损耗条件下最好的粗糙度为2～3μmRmax，但在粉末混入放电时可得到 1～2μmRmax的粗糙度。
另外，对边长100mm以上的电极，其放电加工性能、电极制作时间等均较铜电极有利。
石墨的材料种类很多，等级分为普通、精密、超精密，因此，有必要根据电极消耗、加工速度等不同的加工目的，区别使用。
电火花加工工艺课件
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电极材料与工作液的选择
电极材料
电极材料的选择对加工精度和效率有重要影响，常用的电极材料有铜、石墨、 钢等。根据加工需求选择合适的电极材料可以提高加工效果。
工作液
工作液在电火花加工中起到冷却、排屑和绝缘的作用。选择合适的工作液可以 提高加工稳定性和表面质量。
加工精度与表面质量
加工精度
指加工后工件的尺寸、形状和位 置精度。提高加工精度可以提高 产品质量和降低废品率。
高温合金等。
精密电火花加工技术
精密电火花加工技术是实现高精度加工的关键技术，通过高精度机床和 电极的设计制造，以及精密控制技术的应用，实现微米级甚至纳米级的 加工精度。
精密电火花加工技术的应用范围不断扩大，可广泛应用于精密模具、光 学元件、医疗器械等领域。
精密电火花加工技术的发展趋势是不断提高加工精度和表面质量，同时 降低对环境的影响，实现绿色制造。
放电时间极短，电流密度 极高，产生大量的热能。
电火花放电的物理过程
01
02
03
04
电极间击穿
在高压电场的作用下，电极间 的气体被电离，形成导电通道
。
电弧形成
导电通道中的带电粒子在电场 作用下高速运动，形成电弧。
电极熔化与汽化
电弧产生的高温使电极表面熔 化甚至汽化。
热能传递
电极熔化与汽化的物质在高温 高压下迅速膨胀，形成强烈的
03 电火花加工工艺参数
加工速度与电极损耗
加工速度
指单位时间内电极的蚀除量，通常以 mm³/min为单位。提高加工速度可 以提高生产效率，但过高的加工速度 可能导致电极损耗加剧。
电极损耗
电极在加工过程中会有一定程度的损 耗，电极损耗的大小直接影响加工精 度和加工效率。选择合适的电极材料 和工作液可以有效降低电极损耗。
电火花零件加工工序流程、工艺注意事项
电火花零件加工工序流程、工艺注意事项1. 引言1.1 概述电火花加工是一种常用的零件加工技术，通过在金属材料上产生高频电火花放电来实现切割和雕刻等加工目的。
该技术具有高精度、高效率和良好的表面质量等优点，在汽车制造、航空航天、模具制造等领域广泛应用。
然而，在进行电火花零件加工过程中，合理的工艺流程和注意事项能够显著影响加工效果。
本文将重点介绍电火花零件加工的工序流程以及需要注意的工艺细节。
1.2 文章结构本文共分为五个部分，每个部分包含多个子章节。
首先，引言部分给出了整篇文章的概述、目的以及文章结构。
其次，第二部分将详细阐述电火花零件加工的工序流程，包括各个操作步骤、设备与工具准备以及加工精度控制等方面内容。
第三部分将呈现一些必须要注意的工艺要点，包括安全操作规范、清洁维护要点和物料选用建议等方面内容。
接下来，第四部分将通过实际操作案例分析，介绍一个电火花零件加工的具体案例，并提出问题解决方法以及成果评估与反思。
最后，在第五部分中，我们将进行结论总结，分析存在的问题和改进方向，并展望未来电火花加工的发展趋势。
1.3 目的本文旨在全面介绍电火花零件加工的工序流程和注意事项，帮助读者了解该加工技术的基本原理和操作流程，并提供一些实用的工艺要点以及问题解决方法。
通过深入研究和分析实际操作案例，本文还旨在总结经验教训并提出改进方向，以推动电火花加工技术在未来的发展中取得更大突破。
希望读者能够从本文中获得有用的知识，并能够应用到自己的工作和学习中。
2. 电火花零件加工工序流程2.1 工序步骤:电火花零件加工是一种常见的金属加工方法，主要用于制造复杂形状、高精度零件。
下面将详细介绍电火花零件加工的具体步骤：1. 零件设计与准备: 根据所需零件的设计图纸和规格要求，进行合理的准备工作，包括选择合适的材料和确定加工路径。
2. CAD/CAM编程: 将设计好的零件图纸输入到计算机辅助设计（CAD）软件中，并进行程序编写，生成加工路径。
模具电火花加工技术
电极运动速度
• 电极运动速度：电极运动速度是电火花加工中的重要参数，它决定了加工效率 和表面质量。电极运动速度的选择需要根据实际加工需求和材料特性进行确定 。
• 电极运动速度对加工效率的影响：较快的电极运动速度可以提高加工效率，但 过快的速度会导致加工不稳定，从而降低加工精度。因此，需要在加工效率和 加工精度之间进行权衡。
电火花机床
加工精度
电火花机床的加工精度直接影响 模具的最终质量，高精度的机床 能够确保模具的尺寸和形状符合
设计要求。
加工效率
电火花机床的加工效率决定了模具 的生产周期，高效的机床能够缩短 模具的制造时间，降低生产成本。
稳定性与可靠性
电火花机床的稳定性与可靠性对于 保证模具的加工质量和一致性至关 重要，优质的机床能够降低故障率 和维护成本。
模具电极电火花加工
总结词
高效率、高精度
详细描述
模具电极电火花加工是利用电火花在电极材料上腐蚀出所需的形状，从而达到加工目的的技术。该技 术广泛应用于电极制造领域，如电火花线切割、电火花成型等。通过采用先进的电极材料和加工工艺 ，可以大幅提高加工效率和精度，减少电极损耗和加工误差。
高硬度材料电火花加工
04
电火花加工操作流程
加工前准备
检查电源和放电设备是否正常
清洗工作台面
确保电源稳定，放电设备完好无损，能够 正常工作。
清除工作台面上的杂物，保持清洁，以便 放置工件。
准备电极和工具
准备冷却液
根据加工需求，准备合适的电极和工具， 确保其完好无损。
为了降低温度和带走产生的电蚀产物，需 要准备适量的冷却液。
放电间隙对加工精度的影响
放电间隙的大小直接影响到加工精度。较小的放 电间隙可以提高加工精度，但同时也会降低加工 效率。因此，需要根据实际加工需求和材料特性 选择合适的放电间隙。
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。
电解放电复合加工工艺研究及其在精密模具制造中的应用
耗 、 材料 硬 度 无 关 、 与 生产 率 高 、 面 质 量好 、 表 可加 工 三
维 复杂 形状 等 。
在 电火 花 加工 中 ，常 用 的 油类 碳 氢 化 合 物介 质 在
放 电过 程 中会 产 生 大量 碳 墨 ，严重 影 响 放 电 过 程 和 电
蚀 产 物 的排 除 ， 响 加 工 速 度 。人 们 在 探 索介 质 时 ， 影 发 现 水 具 有 流 动 性 好 、 却 性 好 、 燃 、 味 、 廉 等 特 冷 不 无 价 点， 于是进 行 了水 中 的 电火 花加 工 研究 。由于 水是 一 种 弱 电解 质 ，因而 会 产 生 电解 过 程 ，对 加 工 过 程 产 生 影
形式。
电解 放 电复 合 加 工 是 电解 和 电 火 花 共 同作 用 去 除 金属 的加工 方 法 。由 于将 两 种加 工 方法 组 合在 一 起 ， 扬 长避 短 ， 相 补 充 ， 互 因而 具 有 独特 的工 艺 性 和更 好 的加
工效 果 。
电解 加工 是 一 种 利 用 金属 阳极 电 化 学 溶解 原 理 去 除材 料 的制 造技 术 ， 有许 多独 特 的 优点 ， 具 如无 工 具 损
维普资讯
《 具 制 造 》 ２ ０ ．ｏ 模 ０ ２Ｎ ． ９总第 １ ４期 大 到 一定 值 即逃 逸 电极 ，以分 子 扩散 或叠 合 对 流 的 形
式 迁 移 到液 体 中 ，传递 到粘 附 于 电极 上 的正 在 增 大 的
气 泡气 液 界 面上 。
４ ３ 不 同 电解 液 及 浓度 不 仅 影 响 放 电 过 程 ，而且 还 影 响 电 解作 用 和 放 电作 用 的进 行 。如 采 用 Ｎ ＮＯ 电解 液 加工 ａ
放电加工注意事项
放电加工注意事项放电加工是一种先进的金属加工技术，通过电火花放电的方式，在工件表面形成高温、高压的等离子体，以达到加工的目的。
在进行放电加工时，需要注意以下几个方面的要点和注意事项。
1. 设备和工具选择在进行放电加工前，首先要选择适当的设备和工具。
设备选择应根据加工任务的要求来确定，包括放电机床、电极材料、冷却系统等。
还需要选择适当的刀具和夹具来固定工件。
2. 工艺参数设置在进行放电加工时，需要合理设置相关的工艺参数。
包括放电脉冲电流、脉冲宽度、脉冲间隔等。
这些参数直接影响到加工效果和质量，应根据具体情况进行调整。
3. 工件准备在进行放电加工前，需要对待加工的工件进行准备。
首先要清洁表面，去除杂质和油污，以免影响放电效果。
同时还要对工件进行固定，确保其稳定性和精度。
4. 加工液选择在进行放电加工时，常常需要使用加工液来冷却和清洁工件和电极。
加工液的选择要根据加工材料和要求来确定，常用的有水、油和酒精等。
5. 安全操作放电加工是一项高风险的操作，需要严格遵守安全规程。
在进行放电加工时，要戴好防护眼镜和手套，确保自身安全。
同时还要保持工作区域整洁，避免发生意外事故。
6. 质量控制在进行放电加工时，要进行质量控制，确保加工结果符合要求。
可以通过测量尺寸、表面粗糙度等指标来评估加工质量，并及时调整工艺参数以达到最佳效果。
7. 维护保养放电加工设备需要定期进行维护保养，以确保其正常运行和延长使用寿命。
包括清洁设备、更换磨损部件、检查电极磨损情况等。
8. 环境保护在进行放电加工时，要注意环境保护。
应合理使用资源，减少废物产生，并做好废物的处理和回收利用。
9. 人员培训在进行放电加工前，要对操作人员进行培训，使其熟悉设备和工艺，掌握相关操作技能。
并定期进行技术培训和考核，提高人员的技术水平和安全意识。
10. 持续改进放电加工是一项不断发展和改进的技术，在实际应用中需要不断总结经验，改进工艺参数和方法，以提高加工效率和质量。
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。
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电火花加工在模具制造中是十分重要的工艺环节，尤其在塑料模制造中更为重要。
大多塑料模零件通常采用电火花加工来完成最终精加工，加工完成的质量直接影响模具零件的装配性能或成型精度。
加工出现的异常问题轻则造成一些不必要的处理方法，重则造成工件整体报废，延长了模具制造周期，增加了模具制造成本，降低了模具质量，因此防范发生加工异常问题具有重要意义。
加工异常问题包括加工中的不正常现象和加工后的质量问题。
2电火花加工常见的异常问题及分析(1)模具零件加工完成后加工部位实测尺寸不合格。
用电火花加工完成的部位通常能达到的精度为0.005mm左右。
模具零件中不同部位的加工精度要求是不一样的，有一些精度要求高的部位尺寸公差控制很严格。
如果加工尺寸不在公差允许范围内，即为不合格尺寸。
不合格尺寸有大于最大极限尺寸和小于最小极限尺寸。
影响加工尺寸大小的因素有以下几种：a.电极尺寸缩放量的影响。
电火花加工时两极间存在火花间隙，为了加工出符合要求的尺寸，对电极缩放适当尺寸来加工。
电极的缩放尺寸在生产中称为电极缩放量。
在加工时，实际产生的火花间隙与电极缩放量的不匹配将直接影响加工尺寸的精度。
在不采用电极平动加工时，如果所产生的火花间隙小于电极缩放量，加工出来的尺寸将小于标准值。
相反，电极缩放量比实际火花间隙要小时会使加工后的尺寸大于标准值。
因此正确确定电极缩放量的大小是保证加工尺寸合格的前提。
确定电极缩放量大小时要视加工部位的不同而合理选用。
塑胶模具加工部位一般分为结构性部位和成型部位。
结构性部位在模具中起配合、定位等作用。
这些部位的加工表面粗糙度无严格要求。
成型部位是用来直接成型塑件的部位。
此类部位的加工尺寸和表面粗糙度都有相应的要求。
电火花加工的成型部位一般在加工完成后采用抛光的方法去除火花纹迹达到预定表面粗糙度要求，所以在确定这类成型部位电极缩放量时应准确确定抛光余量。
一般抛光余量取0.005mm左右，在计算电极缩放量时取实际火花间隙和抛光余量之和。
确定电极火花位大小时还应详细考虑加工部位的加工性能。
如在通孔类排渣良好的情况下，不容易形成二次放电，产生的火花间隙相对比较小，而盲孔类加工因排渣不是很顺，二次放电的机会比较多，而使火花间隙变大。
b．电极实际尺寸、平动量控制的影响。
在不采用电极平动加工时，电极的实际尺寸对加工部位完成的尺寸起决定性的作用。
在正确确定电极火花位以后，应该采用合理的加工方法保证制造电极的精度。
在采用电极平动加工时，平动量的控制对加工尺寸起决定性的作用。
应根据电极实测尺寸的大小，确定正确的平动量来保证加工尺寸符合要求。
c．电参数调节因素的影响。
电参数调节直接关系到加工中实际火花位的大小。
更改电参数条件的各项均会影响火花间隙的大小。
对火花间隙影响最明显的是电流，随着电流的增大火花间隙也相应增大。
脉冲宽度的影响也是如此。
脉冲间隙的增大会使火花间隙变小，但作用不是很明显。
其它相关参数也在间接地影响火花位的大小。
因此在调节电参数时一定要选用合理，更改电参数时要弄清楚会对加工尺寸产生的影响。
d．加工中电极损耗的影响。
在加工过程中不可避免的存在电极损耗，电极损耗使加工完成的尺寸小于标准值。
一定要正确控制好电极损耗来保证加工的尺寸符合标准。
e．加工深度控制的影响。
在加工尺寸中加工进给方向的深度是一个特别重要的尺寸。
深度的控制精度关系着加工尺寸是否合格。
影响深度控制精度的因素首先是加工前对刀精度的影响。
在对刀时如果电极和工件间存在杂物，会使对刀产生偏差，通常会使加工完成的深度小于标准值。
所以在对刀时一定要保证两极间的干净。
其次是预留的加工余量的影响。
加工部位侧面的尺寸控制决定于电极的火花位。
而深度控制则决定于加工时对所要加工的深度尺寸的预留。
预留量的选取同电极火花位选取原则相同。
再次是对刀基准的精度的影响。
电极用来对刀的部位必须是明确的基准，基准面应光洁平整。
最后还要注意在粗加工中电极热膨胀的影响，使其变长而超过为精加工预留的余量，使加工深度偏深，出现精加工时修不光的现象。
(2)加工完成部位表面质量不合格。
表面质量异常问题一般有积炭、粗糙度不符合要求、表面变质层过厚。
下面针对这三种问题具体分析。
a.积炭。
积炭是表面质量异常最严重的问题，对模具零件产生破坏性的效果。
它是电火花加工中放电异常的产物。
一般积炭发生在精加工中，因为精加工时放电间隙小，排渣不容易。
因此在调节电参数时要以观察到放电状态稳定为标准，在放电不稳定的情况下，应该将放电时间减短，抬刀高度增大，脉冲宽度减小，脉冲间隙增大，伺服压力减小等。
粗加工中，在加工面积小时注意峰值电流不要过大。
其次冲油也有很大影响。
不适当的冲油方式、冲油压力使电蚀物无法顺利排出，使放电状态很不稳定而引起电弧放电。
一般采用的冲油方式是下冲油，朝开口部位冲油，淋油等。
冲油压力控制在接近加工的临界压力范围内，采用的火花油应该较清洁。
整个加工过程中要随时监控加工稳定状况，通过看火花、听声音、观察电流、电压表来评定。
对加工中的不正常现象及时采取相应措施。
b．粗糙度不符合要求。
加工完成的表面粗糙度不符合要求是表面质量异常的常见问题。
一些精密部位通常要求加工出很细微的表面再采用抛光处理，如果加工得粗将会增大抛光量，影响加工形状、尺寸精度。
还有一些产品是要求表面火花纹的，这就要求加工出来的表面粗糙度符合要求，整体均匀。
上述的电规准选择不当和冲油因素也是产生表面粗糙度不符合要求的重要原因。
另外还有电极表面粗糙度、电极材料、加工留量等因素的影响。
电极表面粗糙度直接影响加工表面的粗糙度。
加工时是将电极的表面复制到工件表面，因此精加工的电极通常都要抛光处理。
电极材料质量差，组织不均匀，含杂质等会使加工出来的工件表面粗糙度不均匀，达不到预定要求，选择电极材料时应该根据加工部位的要求合理选用。
粗加工的加工留量对精加工效果的影响很大。
如果留的太少，会产生精加工修不光的现象。
一般粗加工为精加工留0.15mm进行修光。
大电极比小电极可适当少留一些。
一些同样的型腔多个数目加工时应该及时更换电极，因为电极在加工多个部位以后，其表面质量会变差，使加工的工件表面粗糙度不一样。
c．表面变质层过厚。
放电时产生的瞬时高温高压，以及工作液快速冷却作用，使工件表面在放电结束后产生与原材料工件性能不同的变质层。
一般情况下，表面变质层对加工结果的影响是不利的。
尤其是表面变质层过厚，会使加工表面耐磨性、耐疲劳性大大降低，对工件使用寿命产生不利的影响。
表面变质层过厚的情况一般发生在加工部位比较小的地方，因为这些加工部位放电能量很大。
像加工出的部位有小的凸形的话，在粗加工中也不能使用大的电流，过大放电能量的热影响会影响工件的表面质量。
(3)加工位置偏差。
加工完成后发现电极打偏了是加工异常的常见问题。
装夹工件、电极的方式要牢靠，不会在加工中发生松动。
保证好电极和工件的校正精度。
在定位时要选用准确的基准，准确的定位方式来进行。
确保定位基准无毛刺、无杂物。
在操作过程中要精心控制定位精度。
在加工开始时要仔细观察加工部位有无偏差，加工中要及时检查加工部位位置有无差别。
细心做好这些要点可防止加工位置偏差异常现象的发生。
(4)加工中的异常。
电火花加工中的异常现象使整个加工过程不能正常进行，一般在加工中常出现的异常问题有：a．加工效率很低。
电火花加工的效率直接影响模具加工效率，应该正确控制。
电参数是影响加工速度的主要原因。
加工电流的大小是电参数中影响最明显的条件。
一般在粗加工中，应该在保证为精加工预留适当余量的原则上选用最大电流，这样既提高了加工效率，也更便于精加工的进行。
如果在粗加工中电流选用过小，首先影响了粗加工的效率，同时因为精加工的余量比较多，也降低了精加工的效率。
提高脉冲频率即加大脉冲宽度，减小脉冲间隙也是提高加工效率的方法。
其它辅助电参数同样也很重要，如可以增长放电时间，减少抬刀次数。
但要以加工稳定为前提，否则加工区工作液不能及时消电离，电蚀产物不能及时排出，反而导致加工效率的下降。
比如在大面积精加工时应该将放电时间长度设为很短，勤抬刀。
只有这样才能保证加工的顺利进行，在放电稳定的情况下，实质上提高了加工效率。
工作液的质量，冲油方式的影响也很明显。
应该选用优质电火花加工液，在冲油时采用合理的冲油方式保证排屑顺利，大电极加工时建议浸油加工。
加工部位应先进行预加工，留适当余量。
加工余量过多会增多加工时间而大大降低加工效率。
粗加工为精加工预留的深度余量不宜太多，尤其在大面积的情况下，因为精加工规则的电蚀能力很低，当余量过多时会提高加工难度而影响加工效率。
b．电极发生变形。
电极发生变形多见于薄小电极的加工中。
这种变形主要是热变形。
其次是伺服压力过大。
对于这类电极的加工，放电能量不能太大，加工过程中热量持续的时间不能太长。
故电流不能选太大，放电时间要短，冲油要充分。
在设计电极时，除结构本身薄小的部位外，其它加工部位的电极应具有足够的强度。
(5)人为的不小心造成的加工异常。
由于人为的不小心而导致加工质量异常在生产中时会发生。
这些现象主要发生在电火花操作员身上，如将坐标数字设置错误，深度设错，电极装夹方向弄反，拿错电极，看错图纸，数控程序编错等，还有设计给数出错等，这些问题不是犯在技术性上，而是最低级的人为错误。
但有时一些小错误造成的后果却是很严重的。
应该尽量避免犯错误，不断的提高自身的技术水平。
防止电火花加工中异常问题的发生对提高模具质量有着重要的意义。
应该正确分析加工中各环节对加工质量的影响，把握好每一个环节，注重每一个加工细节，保证最终的加工质量。