放電加工原理

1、放電加工在現(xiàn)代模具制造業(yè)中，與磨床.銑床.車床.線切割等具有同等位置，且是不可 或缺的一個工序。它的工作原理是原蘇聯(lián)人發(fā)明的。它的歷史可追塑到上個世紀六十年代， 類型可分為二極管和三極管式兩種。在此我們介紹一下放電的加工原理：如果從宏觀說明的話：放電的加工原理是通過無限靠近但不接觸的正負帶電體（即電極與 工件），在絕緣液（火花油）作用下，將電能轉變成熱能的過程（瞬間10000度左右）， 從而達到腐蝕加工物成型的目的。如果從微觀說明的話：放電的加工原理是通過機械控制使帶負的電極，無限靠近，但不接 觸帶正電的工件時，產生強大電場。從而產生電子流，沖擊絕緣液微粒的外圍電子，使其 電子數目以金字塔的形

2、式大量增加，然后以極高的加速度與速度轟擊工件表面的原子微粒， 使其產生高溫后在爆破力的作用下脫落。當然，電極的原子微粒也會受到正離子的轟擊從 而產生高溫后在爆破力的作用下脫落。同時，在此過程中產生一定數量的正負離子和大量 的中性微粒。然后，部分正離子移至電極一邊，且吸附于電極表面，使其損耗得補償。部 分負離子則移至工件一邊，且吸附于工件表面。最后當下一波的休止脈沖奏效時，一切脫 落物將隨絕緣液沖走。實踐中，我們使用不同的條件時，有不同的粗糙度，速度，損耗， 火花位。原因是在上述的過程中，在時間上各種變化是否同步達到最好的配合。當然還有 與電極和工件材質的導熱性.熔點.密度等物理特性及介質有很大

3、關系?？偠灾?，放電加工是一項精密加工，作為技術人員，我們一定要知道它的放電加工原理。 希望各位多加努力，多加探索與發(fā)現(xiàn)。相信各位一定能夠超越自我，把握明天！七）電極材料的介紹電極材料必須導電性能良好、損耗小、造型容易、并具有加工穩(wěn)定、效率高、材料來源豐 富、價格便宜等特點。常用的電極材料有紫銅、石墨、銅鎢合金、黃銅。1、純銅電極純銅又稱紫銅，它有良好的塑性、導熱性、耐腐蝕性、良好的導電性、可加工性好。 它質地細密，加工穩(wěn)定性好，相對電極損耗小，易于制成薄片或其他復雜形狀。常用精加 工低損耗規(guī)準獲得輪廓清晰的型腔，因結構致密，加工表面粗糙度高。但因本身熔點低 （1083C），不宜承受較大的電流

4、密度，如果長時間大電流加H（30A以上）容易使電極表 面粗糙、龜裂，從而破壞型腔的表面粗糙度。適用于中、小型復雜、加工精度質量要求高 的型腔模。2、黃銅電極黃銅（含鋅），常用牌號有H59、H62、H80等，它適用于中小規(guī)準情況下加工，穩(wěn)定性好、制造也容易，但是電極的損耗比較大，不容易使加工型腔一次成型，所以一般只 用于簡單的模具加工或通孔加工、取斷絲錐等。3、石墨電極石墨材料是一種難熔材料（熔點3700C），具有良好的抗熱沖擊性、耐腐蝕性，在 高溫下具有良好的機械強度，熱膨脹系數小，在寬脈沖大電流的作用下具有電極損耗小的 特點。具有重量輕、變形小，容易制造的特點。缺點是精加工時損工耗較大，加的

5、表面粗 糙度低于紫銅電極，并容易脫落、掉渣，易拉弧燒傷。石墨電極的分類（1）細石墨（GF ）其平均顆粒在37 um比如EDM AF（平均顆粒小于1um）具有強度高，加工表面粗糙度 小，加工速度高、損耗小的特點，用于精度要求高的加工中。例如，微細加工、復雜的型 腔加工及對表面粗糙度要求高的加工。5EDMC3 （平均顆粒小于5um ）適用強度要求高的 微細電極或用于沖油條件差的場合，例如注塑模、小孔加工EDM13（平均顆粒在15 um），用于對電極強度和精度要求高的加工中，例如注塑模、擠壓模、盲孔加工，低損耗 的粗加工電極等。（2）中石墨（GM ）其平均顆粒在710 um如EDM200、POCO，

6、用于加工大型的模具，電極損耗成為主要考 慮的問題，例如加工壓鑄模、吹塑模、非精密加工的低損耗的粗加工電極。（3）粗石墨（GG ）其平均顆粒在1020um比如EDM100，其物理性能滿足一般的電火花加工要求，價格實 惠，是一種粗加工的電極材料。適用于各種大型模具的粗加工電極。小結：電火花成型加工：是利用火花放電腐蝕金屬的原理，用工具電極對工件進行復制的工藝方 法。成型加工實際上為穿孔和成型加工兩大類的統(tǒng)稱。穿孔加工時的電極損耗可由進給來 補償；而成型加工時的電極損耗將直接影響仿形精度。由于存在放電間隙，工具電極尺寸 必須小于凹模的尺寸。為保證獲得沖頭與凹模之間的配合間隙。加工方法有很多：（1）多

7、電極更換加工法采用多個電極（分別制造的粗、中、精加工用電極）依次更換來加工同一個型腔。這種方法的優(yōu)點是仿型精度高，尤其適用于尖角、窄縫多的型腔加工。其缺點是需要用精 密機床制造多個電極，另外電極更換時要有高的重復定位精度，需要附件和夾具來配合， 因此用于精密型腔加工。（2）分解電極加工法分解電極法是單電極平動加工法和多電極更換加工法的綜合應用。它工藝靈活性強，仿形精度高，適用于尖角窄縫、沉孔、深槽多的復雜型腔模具加工。根據型腔的幾何形狀，把電極分解成主型腔電極和副型腔電極分別來制造。先用主 型腔電極加工出主型腔，再用副型腔電極加工夾角、窄槽、異形盲孔等部位。這種方法的優(yōu)點是可根據主、副型腔不同

8、的加工條件，選擇不同的電極材料和加工 規(guī)準，有利于提高加工速度和改善表面質量，同時還可簡化電極制造、便于電極修整。缺 點是主型腔和副型腔間的定位精度要求高，當采用高精度的數控機床和完善的電極裝夾附 件時，這一缺點是不難克服的。廣泛采用具有電極庫的35坐標數控電火花機床，事先把 復雜型腔分解為簡單表面和相應的簡單電極，編制好程序，加工過程中自動更換電極和轉 換規(guī)準，實現(xiàn)復雜型腔的加工。同時配合一套高精度輔助工具、夾具系統(tǒng)，可以大大提高 電極的裝夾定位精度，使采用分解電極法加工的模具精度大為提高。電火花成形加工工藝過程：(1)電極材料的選擇為了提高型腔模的加工精度，在電極方面，首先是找耐蝕性高的電

9、極材料，如紫銅、銅鎢 合金、銀鎢合金以及石墨電極等。由于銅鎢合金和銀鎢合金的成分高，價格高機械加工比 較困難，故采用的較少，常用的為紫銅和石墨，這兩種材料的共同特點是在大脈沖粗加工 時都能實現(xiàn)低損耗。紫銅電極容易制成復雜形狀和薄片，尺寸精度好。采用紫銅電極時，加工過程穩(wěn)定、加工表 面粗糙度低、精加工比石墨電極損耗小。但其機械加工性能不如石墨好。石墨電極機械加工成型容易，重量輕，在大脈沖大電流情況下具有更小的電極損耗。缺點 是容易產生電弧燒傷現(xiàn)象，精加工時電極損耗較大。電極的設計加工型腔模時的工具電極尺寸，一方面與模具的大小、形狀、復雜程度有關，而且與電極 材料，加工電流、深度、余量及間隙等因素

10、有關。當采用平動法加工時，還應考慮所選用 的平動量電極制造紫銅電極可采用電火花線切割、一般機械加工、數控銑、電鑄等方式來制造。 石墨電極應采用質細、致密、顆粒均勻、氣孔率小、強度高的高純石墨制造.由于石墨是一種在加壓條件下燒結而成的碳素材料，因此有一定程度的各向異性。使用中 應采用石墨坯塊的非側壓方向的面作電極端面，否則加工中易剝落、損耗大。電極制造方 法有機械加工、加壓振動成型、成型燒結、鑲拼組合、超聲加工、砂線切割等。工件的準備電火花加工前，工件型腔部分要進行預加工，并留適當的電火花加工余量。余量的大小應 能補償電火花加工的定位、找正誤差及機械加工誤差。對形狀復雜的型腔，余量要適當加大。電

11、規(guī)準的選擇、轉換與平動量分配電規(guī)準是指電火花加工過程中一組電參數，如電壓、電流、脈寬、脈間等。電規(guī)準選擇正 確與否，將直接影響著型腔加工工藝指標。應根據工件的要求、電極和工件的材料、加工 工藝指標和經濟效果等因素來確定電規(guī)準，并在加工過程中及時地轉換。在粗加工時，要求較高的生產率和低電極損耗，這時可選用寬脈沖、高峰值電流的粗規(guī)準 進行加工，電流要根據工件而定。剛開始加工時，接觸面積小，電流不宜過大，隨著加工面 積的增大，可逐步加大電流。當粗加工進行到快到要求的尺寸時，應逐步減小電流，改善 表面質量，以盡量減少中加工的修整量。在單電極加工的場合，從中規(guī)準起就要利用平動運動來補償前后兩個加工規(guī)準間放電間隙 差和表面粗糙度差。中規(guī)準為粗、精之間的過渡，與粗規(guī)準之間并沒有明顯界限，選用的 脈沖寬度、電流比粗規(guī)準相應小些。精加工時，采用窄脈寬、小電流的精規(guī)準，將表面粗糙度改善到優(yōu)于Ra2.5微米的范圍。這 種規(guī)準下的電極相對損耗相當大，可達10-25%，但因加工量很少，所以絕對損耗并不大。 在中、精規(guī)準加工時，有時還要根據工件尺寸和復雜性適當轉換幾檔參數。為了得到最高