电火花加工基本原理

电火花加工的基本原理

电火花加工的原理是基于工具与工件(正负电极)之间的脉冲火花放电的电腐蚀现象来去除多余的金属，从而达到预定的对工件尺寸、形状和表面质量的加工要求。

工件电极和工具电极分别连接到脉冲电源的两个不同极性的电极上。

电极通常由导电性好、熔点高且易于加工的耐腐蚀材料制成，例如铜、石墨、铜钨合金和钼。在加工过程中，工具电极也有损耗，但它小于工件的金属侵蚀，甚至接近于无损耗。

工作液作为排放介质，在加工过程中还起到冷却和排屑的作用。常用的工质是低粘度、高闪点、性能稳定的介质，如煤油、去离子水、乳化液等。

当在两个电极之间施加脉冲电压时，当工件和电极之间保持适当的间隙时，工件和工具电极之间的工作流体介质将被击穿，形成放电通道。

在放电通道内产生瞬间高温，熔化甚至汽化工件表面的物质，同时汽化工作液体介质。在放电间隙处迅速膨胀爆炸，工件表面的一小部分物质被蚀刻掉并甩出，形成一个微小的凹坑。

脉冲放电后，经过一段时间后，工作流体的绝缘性恢复。脉冲反复作用于工件和工具电极，不断重复上述过程，工件材料逐渐被刻蚀掉。

伺服系统不断调整工具电极与工件的相对位置，自动进给，保证正常脉冲放电，直至加工出所需零件。

1.EDM。

工具一般是铜或石墨电极，可以做成任意形状，加工的形状就是对应的腔体。

2.电火花线切割

WEDM可分为线切割和快线。一般用直径0.1~0.3mm的电极丝加工直纹面零件，可以是冲孔零件，也可以是模孔。

电火花加工不仅改变工件的表面，而且改变其次表面。被加工工件的表面结构分为三层(图1-3)。

电火花加工表面的冲击层是由甩出的熔融金属和少量电极颗粒冲击形成的。这层很容易去除。

下一层是硬层(氧化层)。电火花加工从本质上改变了硬质层的金相结构和特性。在介质油的作用下，熔融金属迅速冷却，未被甩出的熔融金属在型腔内凝固，形成一层硬质层。这种硬而脆的氧化层会有微裂纹。如果该层太厚，或者不能通过抛光变薄或去除，那么该工件可能在某些使用条件下过早损坏。

最后一层是加热层或退火层。只是加热了，没有融化。硬质层和加热层的厚度由工件材料的散热能力和加工能量决定。在任何情况下，改变的金属层都会影响工件表面的原始性质。

数控火花机上的自动精加工电路能有效减少硬质层的形成，但仍不能消除退火层。

与传统的加工方法相比，电火花加工有很多优点，比如可以加工任何导电材料，包括那些传统工艺不能加工的硬度更高的金属材料。

电火花加工可以达到刀具无法达到的深度，是高要求深加工的理想加工方法。

电火花加工在加工过程中不会对工件施加额外的机械力，保证了工件的机械性能。此外，电火花加工后的表面光洁度通常比传统工艺好。

然而，与传统的加工技术相比，电火花加工的速度较慢，消耗大量的电能，增加了制造成本。