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電火花是一種自激放電，其特點(diǎn)如下： 火花放電的兩個(gè)電極間在放電前具較高的電壓，當(dāng)兩電極接近時(shí)，其間介質(zhì)被擊穿后，隨即發(fā)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(shí)間（通常為10-7-10-3s）后及時(shí)熄滅，才可保持火花放電的“冷極”特性（即通道能量轉(zhuǎn)換的熱能來不及傳至電極縱深），使通道能量作用于極小范圍。通道能量的作用，可使電極局部被腐蝕。 利用火花放電時(shí)產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象對(duì)材料進(jìn)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范圍內(nèi)，在液體介質(zhì)中的火花放電。

二、電火花加工的特點(diǎn)

電火花加工是與機(jī)械加工*不同的一種新工藝。 隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，具有高熔點(diǎn)、高硬度、高強(qiáng)度、高脆性，高粘性和高純度等性能的新材料不斷出現(xiàn)。具有各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)與特殊工藝要求的工件越來越多，這就使得傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法不能加工或難于加工。因此，人們除了進(jìn)一步發(fā)展和完善機(jī)械加工法之外，還努力尋求新的加工方法。電火花加工法能夠適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要，并在應(yīng)用中顯示出很多優(yōu)異性能，因此，得到了迅速發(fā)展和日益廣泛的應(yīng)用。

電火花加工的特點(diǎn)如下：

1.脈沖放電的能量密度高，便于加工用普通的機(jī)械加工方法難于加工或無法加工的特殊材料和復(fù)雜形狀的工件。不受材料硬度影響，不受熱處理狀況影響。

2.脈沖放電持續(xù)時(shí)間極短，放電時(shí)產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)擴(kuò)散范圍小，材料受熱影響范圍小。

3.加工時(shí)，工具電極與工件材料不接觸，兩者之間宏觀作用力極小。工具電極材料不需比工件材料硬，因此，工具電極制造容易。

4.可以改革工件結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化加工工藝，提高工件使用壽命，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

基于上述特點(diǎn)，電火花加工的主要用途有以下幾項(xiàng)：

1） 制造沖模、塑料模、鍛模和壓鑄模。
2） 加工小孔、畸形孔以及在硬質(zhì)合金上加工螺紋螺孔。
3） 在金屬板材上切割出零件。
4） 加工窄縫。
5） 磨削平面和圓面。
6） 其它（如強(qiáng)化金屬表面，取出折斷的工具，在淬火件上穿孔，直接加工型面復(fù)雜的零件等）。

三、電火花加工機(jī)床的組成及作用

從上面所談的情況可以看到，要實(shí)現(xiàn)電火花加工過程，機(jī)床必須具備三個(gè)要素，即：脈沖電源，機(jī)械部分和自動(dòng)控制系統(tǒng)，工作液過濾與循環(huán)系統(tǒng)。下面對(duì)這三要素的作用逐一加以簡(jiǎn)單討論。

1.脈沖電源

加在放電間隙上的電壓必須是脈沖的，否則，放電將成為連續(xù)的電弧。所謂脈沖電源，實(shí)際就是一種電氣線路或裝置，它們能發(fā)出具有足夠能量的脈沖電壓來。

2.機(jī)械部分和自動(dòng)控制系統(tǒng)

其作用是維持工具電極和工件之間有一適當(dāng)?shù)姆烹婇g隙，并在線調(diào)整。

3.工作液凈化與循環(huán)系統(tǒng)

工作液的作用是使能量集中，強(qiáng)化加工過程，帶走放電時(shí)所產(chǎn)生的熱量和電蝕產(chǎn)物。工作液系統(tǒng)包括工作液的儲(chǔ)存冷卻、循環(huán)及其調(diào)節(jié)與保護(hù)、過濾以及利用工作液強(qiáng)迫循環(huán)系統(tǒng)。

上述三要素，有時(shí)也稱為電火花加工機(jī)床的三大件，它們組成了電火花加工機(jī)床這一統(tǒng)一體，以滿足加工工藝的要求。

四、實(shí)現(xiàn)電火花加工的條件

實(shí)現(xiàn)電火花加工，應(yīng)具備如下條件：

1.工具電極和工件電極之間必須維持合理的距離。在該距離范圍內(nèi)，既可以滿足脈沖電壓不斷擊穿介質(zhì)，產(chǎn)生火花放電，又可以適應(yīng)在火花通道熄滅后介質(zhì)消電離以及排出蝕除產(chǎn)物的要求。若兩電極距離過大，則脈沖電壓不能擊穿介質(zhì)、不能產(chǎn)生火花放電，若兩電極短路，則在兩電極間沒有脈沖能量消耗，也不可能實(shí)現(xiàn)電腐蝕加工。

2.兩電極之間必須充入介質(zhì)。在進(jìn)行材料電火花尺寸加工時(shí)，兩極間為液體介質(zhì)（工作液或工業(yè)煤油）；在進(jìn)行材料電火花表面強(qiáng)化時(shí)，兩極間為氣體介質(zhì)。

3.輸送到兩電極間的脈沖能量密度應(yīng)足夠大。在火花通道形成后，脈沖電壓變化不大，因此，通道的電流密度可以表征通道的能量密度。能量密度足夠大，才可以使被加工材料局部熔化或汽化，從而在被加工材料表面形成一個(gè)腐蝕痕（凹坑），實(shí)現(xiàn)電火花加工。因而，通道一般必須有105-106A/cm2電流密度。放電通道必須具有足夠大的峰值電流，通道才可以在脈沖期間得到維持。一般情況下，維持通道的峰值電流不小于2A。

4.放電必須是短時(shí)間的脈沖放電。放電持續(xù)時(shí)間一般為10-7-10-3s。由于放電時(shí)間短，使放電時(shí)產(chǎn)生的熱能來不及在被加工材料內(nèi)部擴(kuò)散，從而把能量作用局限在很小范圍內(nèi)，保持火花放電的冷極特性。

5.脈沖放電需重復(fù)多次進(jìn)行，并且多次脈沖放電在時(shí)間上和空間上是分散的。 這里包含兩個(gè)方面的意義：其一時(shí)間上相鄰的兩個(gè)脈沖不在同一點(diǎn)上形成通道；其二，若在一定時(shí)間范圍內(nèi)脈沖放電集中發(fā)生在某一區(qū)域，則在另一段時(shí)間內(nèi)，脈沖放電應(yīng)轉(zhuǎn)移到另一區(qū)域。只有如此，才能避免積炭現(xiàn)象，進(jìn)而避免發(fā)生電弧和局部燒傷。

6.脈沖放電后的電蝕產(chǎn)物能及時(shí)排放至放電間隙之外，使重復(fù)性放電順利進(jìn)行。

在電火花加工的生產(chǎn)實(shí)際中，上述過程通過兩個(gè)途徑完成。一方面，火花放電以及電腐蝕過程本身具備將蝕除產(chǎn)物排離的固有特性；蝕除物以外的其余放電產(chǎn)物（如介質(zhì)的汽化物）亦可以促進(jìn)上述過程；另一方面，還必須利用一些人為的輔助工藝措施，例如工作液的循環(huán)過濾，加工中采用的沖、抽油措施等等。

五、極性效應(yīng)

電火花加工時(shí)，相同材料兩電極的被腐蝕量是不同的。其中一個(gè)電極比另一個(gè)電極的蝕除量大，這種現(xiàn)象叫做極性效應(yīng)。如果兩電極材料不同，則極性效應(yīng)更加明顯。

六、覆蓋效應(yīng)

在油類介質(zhì)中放電加工會(huì)分解出負(fù)極性的游離碳微粒，在合適的脈寬、脈間條件下將在放電的正極上覆蓋碳微粒，叫覆蓋效應(yīng)。利用覆蓋效應(yīng)可以降低電極損耗。注意負(fù)極性加工才有利做覆蓋效應(yīng)。

七、加工速度

對(duì)于電火花成形機(jī)來說加工速度是指在單位時(shí)間內(nèi)，工件被蝕除的體積或重量。一般用體積表示。若在時(shí)間T內(nèi)，工件被蝕除的體積為V，則加工速度Vw為： Vw=V/t（mm3/min） 對(duì)于線切割機(jī)來說，加工速度是指在單位時(shí)間內(nèi)，工件被切面積。即用mm2/min來表示。 在規(guī)定表面粗糙度（如Ra=2.5μm），相對(duì)電極損耗（如1%）時(shí)的zui大加工速度，是衡量電加工機(jī)床工藝性能的重要指標(biāo)。一般情況下，生產(chǎn)廠給出的是zui大加工電流，在*加工狀態(tài)下所能達(dá)到的zui高加工速度。因此，在實(shí)際加工時(shí)，由于被加工件尺寸與形狀的千變?nèi)f化，加工條件，排屑條件等與理想狀態(tài)相差甚遠(yuǎn)，即使在粗加工時(shí)，加工速度也往往大大低于機(jī)床的zui大加工速度指標(biāo)。

八、工具電極損耗

在電火花成形加工中，工具電極損耗直接影響仿形精度，特別對(duì)于型腔加工，電極損耗這一工藝指標(biāo)較加工速度更為重要。

電極損耗分為損耗和相對(duì)損耗。

損耗zui常用的是體積損耗Ve和長(zhǎng)度損耗Veh二種方式，它們分別表示在單位時(shí)間內(nèi)，工具電極被蝕除的體積和長(zhǎng)度。即

Ve=V/t（mm3/min）
Veh=H/t（mm/min）

相對(duì)損耗——工具電極損耗與工件加工速度的百分比。通常采用長(zhǎng)度相對(duì)損耗比較直觀，測(cè)量也比較方便。在線切割加工中，電極絲的損耗對(duì)工件質(zhì)量的影響不大，故一般不加以討論。但快走絲機(jī)床使用鉬作為電極絲，是重復(fù)放電，所以絲的損耗影響到電極絲的使用壽命，在實(shí)際加工中應(yīng)予適當(dāng)考慮。

在電火花成形加工中，工具電極的不同部位，其損耗速度也不相同。

在精加工時(shí)，一般電規(guī)準(zhǔn)選取較小，放電間隙太小，通道太窄，蝕除物在爆炸與工作液作用下，對(duì)電極表面不斷撞擊，加速了電極損耗，因此，如能適當(dāng)增大電間隙，改善通道狀況，即可降低電極損耗。

九、表面粗糙度

表面粗糙度是指加工表面上的微觀幾何形狀誤差。對(duì)電加工表面來講，即是加工表面放電痕——坑穴的聚集，由于坑穴表面會(huì)形成一個(gè)加工硬化層，而且能存潤(rùn)滑油，其耐磨性比同樣粗糙度的機(jī)加表面要好，所以加工表面允許比要求的粗糙度大些。而且在相同粗糙度的情況下，電加工表面比機(jī)加工表面亮度低。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：加工表面粗糙度用Ra（輪廓的平均算術(shù)偏差）和Rz（不平度平均高度）之一來評(píng)定。

工件的電火花加工表面粗糙度直接影響其使用性能，如耐磨性，配合性質(zhì)，接觸剛度，疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性等。尤其對(duì)于高速高潔，高壓條件下工作的模具和零件，其表面粗糙度往往是決定其使用性能和使用壽命的關(guān)鍵。

十、放電間隙

放電間隙，亦稱過切量，加工中是指脈沖放電兩極間距，實(shí)際效果反映在加工后工件尺寸的單邊擴(kuò)大量。對(duì)電火花成形加工放電間隙的定量認(rèn)識(shí)是確定加工方案的基礎(chǔ)。其中包括工具電極形狀，尺寸設(shè)計(jì)，加工工藝步驟設(shè)計(jì)，加工規(guī)準(zhǔn)的切換以及相應(yīng)工藝措施的設(shè)計(jì)。

十一、兩電極蝕除量之間的矛盾

本篇中，已經(jīng)明確闡述了脈沖放電時(shí)間越長(zhǎng)，越有利于降低工具電極相對(duì)損耗。在電火花加工的實(shí)用過程中，粗加工采用長(zhǎng)脈沖時(shí)間和高放電電流，既體現(xiàn)了速度高，又體現(xiàn)了損耗小，反映了加工速度和工具電極損耗這一矛盾的緩解。

但是，在精加工時(shí)，矛盾激化了。為了實(shí)現(xiàn)小能量加工，必須大大壓縮脈沖放電時(shí)間。為達(dá)到脈沖放電電流與脈沖放電時(shí)間參數(shù)組合合理，亦必須大大壓縮脈沖放電電流。這樣，不僅加大了工具電極相對(duì)損耗，又大幅度降低了加工速度。

十二、加工速度與加工表面粗糙度之間的矛盾

為了解決電火花加工工藝的這一基本矛盾，人們?cè)噲D將一個(gè)脈沖能量分散為若干個(gè)通道同時(shí)在多點(diǎn)放電。用這種方法既改善了加工表面粗糙度，又維持了原有的加工速度。

到目前為止，實(shí)現(xiàn)人為控制的多點(diǎn)同時(shí)放電的有效方法只有一種，即分離工具電極多回路加工。

為了實(shí)現(xiàn)整體電極的多通道加工，人們?cè)O(shè)想了各種方法，并進(jìn)行了多年的實(shí)驗(yàn)摸索。但是迄今為止，尚沒有*解決。
在實(shí)用過程中，型腔模具的加工采用粗、中、精逐檔過渡式加工方法。加工速度的矛盾是通過大功率、低損耗的粗加工規(guī)準(zhǔn)解決的；而中、精加工雖然工具電極相對(duì)損耗大，但在一般情況下，中、精加工余量?jī)H占全部加工量的極小部分，故工具電極的損耗極小，可以通過加工尺寸控制進(jìn)行補(bǔ)償，或在不影響精度要求時(shí)予以忽略