電火花加工的主要用途課件

數(shù)控電火花加工EDM

數(shù)控電火花加工EDM1電火花加工又稱為放電加工（ElectricalDischargeMachining，簡(jiǎn)稱為EDM），是與機(jī)械加工完全不同，直接利用電能和熱能進(jìn)行加工的一種新工藝。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。電火花加工是在一定介質(zhì)中，利用兩極之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象對(duì)材料進(jìn)行加工，以使零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量達(dá)到預(yù)定要求的加工方法。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。前言電火花加工又稱為放電加工（ElectricalDischa2電火花加工的主要用途課件3電火花加工的產(chǎn)生隨著工業(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。電火花是一種自激放電，電火花放電的兩個(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?；鸹ㄍǖ辣仨氃诰S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。電火花加工的產(chǎn)生隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，具有高熔4電火花加工的特點(diǎn)

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.直接利用電能加工，便于實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)化。5.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。電火花加工的特點(diǎn)1.脈沖放電的能量密度高，便于加工用普通的5電火花加工機(jī)床的組成及作用

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)。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)。

電火花加工機(jī)床的組成及作用機(jī)床必須具備三個(gè)要素，即：脈沖電6電火花成形加工的基本原理其基本原理如圖一所示：是被加工的工件做件電極，石墨或者紫銅做工具電極。脈沖電源發(fā)出一連串的脈沖電壓，加到工件電極和工具電極上，此時(shí)工具電極和工件均淹沒于具有一定絕緣性能的工作液中。在自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置的控制下，當(dāng)工具電極與工件的距離小到一定程度時(shí)，在脈沖電壓的作用下，兩極間最近處的工作液被擊穿，工具電極與工件之間形成瞬時(shí)放電通道，產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，使金屬局部熔化甚至汽化而被蝕除下來，形成局部的電蝕凹坑。這樣隨著相當(dāng)高的頻率，連續(xù)不斷的重復(fù)放電，工具電極不斷地向工件進(jìn)給，就可以將工具電極的形狀復(fù)制到工件上，加工出所需要的和工具形狀陰陽相反的零件。圖電火花加工原理示意圖1—自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置

2—脈沖電源

3—工具電極4—工作液

5—工件

6—工作臺(tái)

7—過濾器

7—工作液泵電火花成形加工的基本原理其基本原理如圖一所示：圖電火花加工7綜合起來，一次脈沖放電的過程可分為幾個(gè)階段：(1)極間介質(zhì)的電離、擊穿及放電通道的形成(2)介質(zhì)熱分解、電極材料熔化、汽化熱膨脹(3)電極材料的拋出(4)極間介質(zhì)的消電離綜合起來，一次脈沖放電的過程可分為幾個(gè)階段：(1)極間介質(zhì)的8電火花成型加工的基本條件a)實(shí)現(xiàn)工具電極和工件電極之間必須維持合理的距離，即相應(yīng)于脈沖電壓和相應(yīng)于介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度的距離。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，若兩極短路，則在兩電極間沒有脈沖能量消耗，也不能實(shí)現(xiàn)電腐蝕加工。b)兩極間必須入介質(zhì)。電火花成型加工通常使用煤油或去離子水做為工作液。c)輸送到兩極間的脈沖能量密度應(yīng)足夠大。一般為105～106A/cm2。能量密度足夠大，才可以使被加工材料局部熔化或者氣化，被加工材料表面形成一個(gè)腐蝕痕，從而實(shí)現(xiàn)電火花加工。d)放電必須是短時(shí)間的脈沖放電。一般放電時(shí)間為1μs～1ms。這樣才能使放電時(shí)產(chǎn)生的熱量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的范圍內(nèi)，保持火花放電的冷極特性。e)脈沖放電須重復(fù)多次進(jìn)行，并且多次脈沖放電在時(shí)間和空間是分散的。f)脈沖放電后的電蝕產(chǎn)物應(yīng)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。電火花成型加工的基本條件a)實(shí)現(xiàn)工具電極和工件電極之間必須91、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。2、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)。

影響電火花成型加工的因素1、極性效應(yīng)影響電火花成型加工的因素103、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)的最大加工速度，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)廠給出的是最大加工電流，在最佳加工狀態(tài)下所能達(dá)到的最高加工速度。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)床的最大加工速度指標(biāo)。4、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。

電極損耗分為絕對(duì)損耗和相對(duì)損耗。3、加工速度115、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。6、二次放電是指已加工表面上由于電蝕產(chǎn)生物再次進(jìn)行的非正常放電，它集中表現(xiàn)在加工深度方向產(chǎn)生斜度和加工棱角邊變鈍等方面。7、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。

5、表面粗糙度12兩電極蝕除量之間的矛盾脈沖放電時(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。兩電極蝕除量之間的矛盾13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，尚沒有徹底解決。

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，故工具電極的絕對(duì)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。加工速度與加工表面粗糙度之間的矛盾14電火花加工常用名詞、術(shù)語及符號(hào)1、放電間隙：放電間隙指加工時(shí)工具和工件之間產(chǎn)生火花放電的一層距離間隙。在加工過程中，則稱為加工間隙S，它的大小一般在0.01-0.5mm之間，粗加工時(shí)間隙較大，精加工時(shí)則較小。加工間隙又可分為端面間隙SF和側(cè)面間隙SL2、脈沖寬度ti（μs）：脈沖寬度簡(jiǎn)稱脈寬，它是加到工具和工件上放電間隙兩端的電壓脈沖的持續(xù)時(shí)間（見圖）為了防止電弧燒傷，電火花加工只能用斷斷續(xù)續(xù)的脈沖電壓波。粗加工可用較大的脈寬ti>100μs，精加工時(shí)只能用較少的脈寬ti<50μs。

3、脈沖間隔to(μs)：脈沖間隔簡(jiǎn)稱脈間或間隔，也稱脈沖停歇時(shí)間。它是兩個(gè)電壓脈沖之間的間隔時(shí)間(見圖四)。間隔時(shí)間過短，放電間隙來不及消電離和恢復(fù)絕緣，容易產(chǎn)生電弧放電，燒傷工具和工件；脈間選得過長(zhǎng)，將降低加工生產(chǎn)率。加工面積、加工深度較大時(shí)，脈間也應(yīng)稍大。?4、開路電壓或峰值電壓：開路電壓是間隙開路時(shí)電極間的最高電壓，等于電源的直流電壓。峰值電壓高時(shí)，放電間隙大，生產(chǎn)率高，但成型復(fù)制精度稍差。電火花加工常用名詞、術(shù)語及符號(hào)1、放電間隙：155、火花維持電壓：火花維持電壓是每次火花擊穿后，在放電間隙上火花放電時(shí)的維持電壓，一般在25V左右，但它實(shí)際是一個(gè)高頻振蕩的電壓(見圖四)。電弧的維持電壓比火花的維持電壓低5V左右，高頻振蕩頻率很低，一般示波器上觀察不到高頻成分，觀察到的是一水平亮線。過渡電弧的維持電壓則介于火花和電弧之間。

6、加工電壓或間隙平均電壓U（V）

加工電壓或間隙平均電壓是指加工時(shí)電壓表上指示的放電間隙兩端的平均電壓，它是多個(gè)開路電壓、火花放電維持電壓、短路和脈沖間隔等零電壓的平均值。在正常加工時(shí)，加工電壓在30-50V，它與占空比、預(yù)置進(jìn)給量等有關(guān)。占空比大、欠進(jìn)給、欠跟蹤、間隙偏開路，則加工電壓偏大；占空比小、過跟蹤或預(yù)置進(jìn)給量小（間隙偏短路），加工電壓即偏小。

5、火花維持電壓：167、加工電流I（A）

加工電流是加工時(shí)電流表上指示的流過放電間隙的平均電流。精加工時(shí)小，粗加工時(shí)大；間隙偏開路時(shí)小，間隙合理或偏短路時(shí)則大。

8、短路電流IS（A）

短路電流是放電間隙短路時(shí)（或人為短路時(shí)）電流表上指示的平均電流（因?yàn)槎搪窌r(shí)還有停歇時(shí)間內(nèi)無電流）。它比正常加工時(shí)的平均電流要大20-40%。

9、峰值電流IS（A）

峰值電流是間隙火花放電時(shí)脈沖電流的最大值（瞬時(shí)），日本、英國、美國常用IS表示（見圖四），雖然峰值電流不易直接測(cè)量，但它是實(shí)際影響生產(chǎn)率、表面粗糙度等指標(biāo)的重要參數(shù)。在設(shè)計(jì)制造脈沖電源時(shí)，每一功率放大管串聯(lián)限流電阻后的峰值電流是預(yù)先選擇計(jì)算好的。為了安全，每個(gè)50W的大功率晶體管選定的峰值電流約為2-3A，電源說明書中也有說明，可以按此選定粗、中、精加工時(shí)的峰值電流（實(shí)際上是選定用幾個(gè)功率管進(jìn)行加工）。7、加工電流I（A）1710、放電狀態(tài)

放電狀態(tài)指電火花加工時(shí)放電間隙內(nèi)每一脈沖放電時(shí)的基本狀態(tài)。一般分為五種放電狀態(tài)和脈沖類型1）開路（空載脈沖）2）火花放電（工作脈沖，或稱有效脈沖）3）短路（短路脈沖）4）電弧放電（穩(wěn)定電弧放電）5）過渡電弧放電（不穩(wěn)定電弧放電，或稱不穩(wěn)定火花放電）

10、放電狀態(tài)

1811、加工速度vw或VW（mm3/min），vm或Vm（g/min）加工速度是單位時(shí)間（min）內(nèi)從工件上蝕除加工下來的金屬體積（mm3），以質(zhì)量（g）計(jì)算時(shí)用vm或Vm表示，也稱加工生產(chǎn)率。大功率電源粗加工時(shí)vW>500mm3/min，但電火花精加工時(shí)，通常vw<20mm3/min。

12、相對(duì)損耗或損耗比（損耗率）θ（%）

相對(duì)損耗或損耗比是工具電極損耗速度和工件加工速度之比值，并以此來綜合合衡量工具電極的耐損耗程度和加工性能。

11、加工速度vw或VW（mm3/min），vm或Vm（g/1913、面積效應(yīng)：面積效應(yīng)指電火花加工時(shí)，隨加工面積大小變化而加工速度、電極損耗比和加工穩(wěn)定性等指標(biāo)隨之變化的現(xiàn)象。一般加工面積過大或過小時(shí)，工藝指標(biāo)通常降低，這是由“電電流密度”過小或過大引起的。

14、深度效應(yīng)：隨著加工深度增加而加工速度和穩(wěn)定性降低的現(xiàn)象稱深度效應(yīng)。主要是電蝕產(chǎn)物積聚、排屑不良所引起的13、面積效應(yīng)：20電火花加工中常見問題處理1.乳化油沖液后不乳化怎么辦?

在乳化油的生產(chǎn)過程中一般都會(huì)加入一些揮發(fā)性的穩(wěn)定劑，如果在生產(chǎn)過程中不能按工藝要求操作或者使用了劣質(zhì)的基礎(chǔ)油作為原料都有可能產(chǎn)生這種現(xiàn)象，處理這個(gè)問題的最簡(jiǎn)單的辦法就是加入一些可以乳化的乳化油，攪拌后就可以使其乳化，或者加入一些酒精，比例控制在1%-2%左右。2.工件切割不動(dòng)怎么辦?在實(shí)際切割過程中經(jīng)常會(huì)遇到工件切割不動(dòng)的情況，有時(shí)根本無法切割，這種情況一般發(fā)生在高厚度切割或切割象不銹鋼等難加工材料時(shí)，其根本的原因就是工作液不具備良好的拍除蝕除產(chǎn)物的特性，應(yīng)急的辦法是加入一些洗滌精或者將工作液的濃度增加，但最根本的辦法是換用好的工作液。(在某些地區(qū)由于使用硬水沖液也會(huì)產(chǎn)生割不動(dòng)的問題)電火花加工中常見問題處理1.乳化油沖液后不乳化怎么辦?213.鉬絲正反向切割時(shí)切割的速度不一致，甚至一個(gè)方向不走怎么辦?這種情況在高厚度切割時(shí)往往會(huì)遇到，根本原因還是工作液的問題，當(dāng)然也和其它因素如：變頻跟蹤速度、鉬絲張力的均勻一致性等有關(guān)。順便說一句，在切割高厚度工件時(shí)最好將變頻跟蹤打快一點(diǎn)，因?yàn)樵谶^跟蹤時(shí)基本不會(huì)斷絲，但在欠跟蹤時(shí)往往會(huì)導(dǎo)致加工不穩(wěn)，引起斷絲。4.如何減少鉬絲在絲筒兩端斷絲的幾率高速走絲切割鉬絲在絲筒兩端要頻繁換向，所以兩端鉬絲會(huì)反復(fù)收到拉力的沖擊作用，使兩端鉬絲受到疲勞損傷，所以為延長(zhǎng)鉬絲的使用壽命應(yīng)該隔一個(gè)班次(約8小時(shí))就將換向行程開關(guān)向里移動(dòng)一點(diǎn)。這種方法在大電流高效率加工時(shí)尤其重要。3.鉬絲正反向切割時(shí)切割的速度不一致，甚至一個(gè)方向不走怎么225.如何延長(zhǎng)鉬絲的使用壽命鉬絲在每次與工件間放電的同時(shí)自身也會(huì)受到損傷，只是程度很小而已，所以在換上新鉬絲后最好用小能量的加工參數(shù)進(jìn)行切割(使其損傷小一點(diǎn))，等到鉬絲顏色基本發(fā)白后再改用正常的大電流進(jìn)行切割。當(dāng)然在換好鉬絲進(jìn)行切割之前最好先讓鉬絲空運(yùn)行5-10分鐘，使其原有的內(nèi)部應(yīng)力得到釋放。6.如何減少鉬絲在起割點(diǎn)的斷絲幾率一般采用機(jī)床自動(dòng)變頻跟蹤從外部切入工件的方法可以降低鉬絲在起割點(diǎn)斷絲的幾率，同時(shí)要保證冷卻液的良好供應(yīng)，以吸收放電爆炸力使鉬絲產(chǎn)生的擾動(dòng)，工件最好距離上下噴水口5-10mm,使冷卻液可以較好的包裹好鉬絲。5.如何延長(zhǎng)鉬絲的使用壽命23電火花加工的主要用途：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）。電火花加工的主要用途：1)制造沖模、塑料模、鍛模和壓鑄模。24電火花加工最新技術(shù)進(jìn)展放電堆積造型

毛利尚武教授、齋藤長(zhǎng)男教授和三菱電極名古屋制作所合作，在進(jìn)行液中電火花放電表面改性處理時(shí)，在S45C鋼上成功地堆積除WC厚膜（層），并進(jìn)行了將電火花堆積和電火花去除加工相組合對(duì)工件進(jìn)行修復(fù)的試驗(yàn)。毛利尚武教授還用鎢電極（Φ0.1mm）成功地進(jìn)行了電火花堆積。日本名古屋工業(yè)大學(xué)早川伸哉波士等，通過計(jì)算鋼打鋼時(shí)正極和負(fù)極的溫度分布，選擇合適的電參數(shù)，使得工具電極的放電溫度超過器材料的沸點(diǎn)，工件電極的溫度在材料熔點(diǎn)和沸點(diǎn)之間，在空氣中進(jìn)行了電火花堆積造型試驗(yàn)。用此法在氣體中電火花附著堆積出直徑約140μm，高2.2mm的微細(xì)圓柱，工件和電極都是S45C鋼，電極直徑0.1mm，放電電流2.5A，脈沖寬度5μm，工件接脈沖電源負(fù)極，加工時(shí)間6.3h。電火花加工最新技術(shù)進(jìn)展放電堆積造型

毛利尚武教授、齋藤25氣體中放電電火花加工

日本東京農(nóng)工大學(xué)國枝正典教授開展了氣體中放電電火花加工和氣體中線切割加工的研究。該方法使用管狀電極中噴出，在工件與電極間隙形成絕緣介質(zhì)，從而取代絕緣工作液進(jìn)行電火花加工。此方法加工沒有火災(zāi)隱患，不污染環(huán)境，電極損耗率非常低，放電加工時(shí)的反作用小，有利于微細(xì)加工，選擇合適的氣體，可使加工表面在凝固層（白層）非常薄。富山地方大學(xué)巖井等人還利用壓縮空氣作介質(zhì)代替液體介質(zhì)，通過放電修形、修銳金屬基金剛石砂輪。結(jié)果表明，經(jīng)過這樣處理后的砂輪磨削性能同傳統(tǒng)的修形方法幾乎相同。這種方法可以修出曲線輪廓。氣體中放電電火花加工

日本東京農(nóng)工大學(xué)國枝正典教授開展了26鈦合金表面電火花放電著色

日本大阪府立產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的增井清德和難久開展了鈦合金線切割放電著色和鈦合金電火花放電著色的研究。線切割著色使用單向脈沖電源，工件接脈沖電源正極，工具電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工作液為去離子水，電阻率為（1～20）×104Ω.cm。其著色原理是利用線切割的放電作用，在鈦合金形成透明的氧化鈦膜，由于光的干涉，不同厚度的氧化鈦膜將得到不同顏色的干涉光，通過控制氧化鈦膜的厚度就可進(jìn)行不同的顏色著色。鈦合金表面電火花放電著色

日本大阪府立產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所27反復(fù)拷貝法微細(xì)電極電火花加工

日本松下電氣與東京大學(xué)增澤隆久教授合作開發(fā)生產(chǎn)GMG-ED82W型超微細(xì)電火花加工機(jī)床后，為解決高密度、大深徑比、復(fù)雜形狀微細(xì)孔、微細(xì)軸、銷、沖頭等的的加工問題，松下電氣生產(chǎn)技術(shù)研究所的正本健、和田紀(jì)彥開發(fā)了先用WEDG加工法加工微細(xì)電極，然后用該微細(xì)電極加工出具有多孔的中間電極，在用中加電極加工除具有多個(gè)微細(xì)軸形狀的工作電極。用這樣的電極可以一次加工出多個(gè)小孔。姑且將其稱為發(fā)反拷貝法微細(xì)電極電火花加工方法，即μEDMN加工法，其中μ代表微細(xì)，EDM代表電火花加工，n帶便反復(fù)次數(shù)，即反復(fù)多次微細(xì)電火花加工。例如n=1,用WEDG加工法加工簡(jiǎn)單的圓柱微細(xì)電極；n=2，用生產(chǎn)的微細(xì)圓柱電極在薄板上加工多個(gè)微細(xì)孔；n=3，用薄板中間電極在大的圓柱棒或塊狀工件上加工出一體化的具有多個(gè)微細(xì)軸的工作電極，也可作為銷或沖頭等工具；n=4，用上述工作電極進(jìn)行多孔同時(shí)加工。在n>2后，為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電火花放電加工，在進(jìn)給方向上要對(duì)間隙加上振幅數(shù)μm，頻率為數(shù)+Hz的微振動(dòng)。又如，用此方法在STAVAX不銹鋼上加工了直徑100μm、長(zhǎng)度400μm和直徑50μm、長(zhǎng)度100μm公400個(gè)錐度2度的微細(xì)圓錐柱。

反復(fù)拷貝法微細(xì)電極電火花加工

日本松下電氣與東京大學(xué)增澤28電火花加工放電位置可控形的研究

日本東京農(nóng)工大國枝正典等人，在研究電火花加工放電位置檢測(cè)技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了放電位置的可控形研究。其試驗(yàn)原理基于對(duì)放電等效電路的分析，認(rèn)為由于分布電感的存在，如果施加一個(gè)足夠陡峭的高電壓，則僅進(jìn)點(diǎn)附近的電壓較其它遠(yuǎn)離進(jìn)電處的高壓升高的快一些。也就是說，可以在納秒數(shù)量級(jí)內(nèi)獲得優(yōu)先擊穿的幾率。經(jīng)過較為系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，它們還發(fā)現(xiàn)，施加的高電壓上升速度較快，控制效果也就越好；電極和工件中的分布電感越大，控制效果越好；最佳的高壓機(jī)理放電延遲時(shí)間為略短于普通放電延遲時(shí)間。在線切割機(jī)床上的試驗(yàn)表明：在施加高電壓的進(jìn)展塊附近的放電概率高于另一端。

這一研究進(jìn)展對(duì)于電火花加工的過程控制可能帶來非常深刻的影響，很有可能將過去被動(dòng)的控制策略變成為主動(dòng)控制策略，從而不必依賴延長(zhǎng)放電停歇時(shí)間來保證間隙消電力，避免放電集中導(dǎo)致的拉弧等有害放電。這樣不僅保證加工更加穩(wěn)定。而且可以大幅度提高加工效率。電火花加工放電位置可控形的研究

日本東京農(nóng)工大國枝正典等29電火花成形加工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

先進(jìn)制造技術(shù)的快速發(fā)展和制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇對(duì)電火花成形加工技術(shù)提出了更高要求，同時(shí)也為電火花成形加工技術(shù)加工理論的研究和工藝開發(fā)、設(shè)備更新提供了新的動(dòng)力。今后電火花成形加工的加工對(duì)象應(yīng)主要面向傳統(tǒng)切削加工不易實(shí)現(xiàn)的難加工材料、復(fù)雜型面等加工，其中精細(xì)加工、精密加工、窄槽加工、深腔加工等將成為發(fā)展重點(diǎn)。同時(shí)，還應(yīng)注意與其它特種加工技術(shù)或傳統(tǒng)切削加工技術(shù)的復(fù)合應(yīng)用，充分發(fā)揮各種加工方法在難加工材料加工中的優(yōu)勢(shì)，取得聯(lián)合增值效應(yīng)。相對(duì)于切削加工技術(shù)而言，電火花成形加工技術(shù)仍是一門較年輕的技術(shù)，因此在今后的發(fā)展中，應(yīng)借鑒切削加工技術(shù)發(fā)展過程中取得的經(jīng)驗(yàn)與成果，根據(jù)電火花成形加工自身的技術(shù)特點(diǎn)，選用適當(dāng)?shù)募庸だ碚?、控制原理和工藝方法，并在己有成果的基礎(chǔ)上不斷完善、創(chuàng)新。電火花成形加工機(jī)床向數(shù)控化方向發(fā)展的趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)，但應(yīng)注意不可盲目追求“大而全”，應(yīng)以市場(chǎng)為導(dǎo)向，建立具有開放性的數(shù)控體系?？傮w而言，電火花成形加工技術(shù)今后的發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)是高效率、高精度、低損耗、微細(xì)化、自動(dòng)化、安全、環(huán)保等。電火花成形加工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

先進(jìn)制造技術(shù)的快速發(fā)展和制30電火花成型機(jī)床編程

下面以HCD400K精密數(shù)控電火花成型機(jī)床為例：（1）編程要素

1）坐標(biāo)系坐標(biāo)系的確立，是根據(jù)工具電極與工件之間的相對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)來定的，在該機(jī)床上，需要確立的是一個(gè)由X、Y、Z軸組成的三維坐標(biāo)系。2）文件名即加工程序名，每個(gè)加工程序都必須有文件名，文件名組成最多可以為8個(gè)字符，字符必須為字母和數(shù)字，擴(kuò)展名省略，默認(rèn)為ISO。文件名不能重復(fù)，否則程序?qū)?huì)被覆蓋掉而丟失。3）指令代碼及功能G代碼、M代碼及其功能如前章所述。電火花成型機(jī)床編程下面以HCD400K精密數(shù)控電火花成31（2）平動(dòng)加工

平動(dòng)加工又稱勞倫加工，指在單軸加工時(shí)，其它兩軸進(jìn)行特定軌跡合成動(dòng)作的加工方式，其主要目的是為了改善排屑條件，保證加工表面質(zhì)量。平動(dòng)動(dòng)作的指令格式如下：

1）伺服方式有三種：自由平動(dòng)、步進(jìn)平動(dòng)和鎖定平動(dòng)。自由平動(dòng)：X、Y、Z軸中選定任一軸為加工軸，作標(biāo)準(zhǔn)伺服，其它兩軸進(jìn)行平動(dòng)。主軸各側(cè)面由于平動(dòng)動(dòng)作而間隙放電，產(chǎn)生了排屑效果，適用于液處理不均、排屑不暢的復(fù)雜形狀及盲孔的加工。步進(jìn)平動(dòng)：加工軸作步進(jìn)伺服加工，每一步進(jìn)距為2μm，其它兩軸進(jìn)行平動(dòng)運(yùn)動(dòng)。步進(jìn)平動(dòng)限制了主軸的動(dòng)作，使平動(dòng)運(yùn)行的循環(huán)運(yùn)動(dòng)成為優(yōu)先動(dòng)作，加工速度較慢，適用于深孔排屑比較難的場(chǎng)合。鎖定平動(dòng)：在單軸加工中，主軸的軸向運(yùn)動(dòng)停止并鎖定，其它兩軸進(jìn)行平動(dòng)運(yùn)動(dòng)，是平動(dòng)半徑幅度逐步擴(kuò)大的一種鏜加工方式。能迅速除去粗加工的波紋，是達(dá)到尺寸精度的最快加工手段，主要用于通孔或有底型腔模加工中，并且還能在孔內(nèi)滾花、加工螺孔等。但鎖定平動(dòng)如在加工開始時(shí)極間短路就不能進(jìn)行。2)平動(dòng)平面有三個(gè)：X-Y平面、X-Z平面和Y-Z平面。3)平動(dòng)軌跡有五種：圓形、方形、棱形、對(duì)角、正交。4)平動(dòng)幅度范圍為5-999μm。（2）平動(dòng)加工32平動(dòng)加工的各種情況如下表所示：

注：步進(jìn)平動(dòng)和鎖定平動(dòng)的代碼與表中自由平動(dòng)的代碼基本相同,差異在代碼的第一位數(shù)字分別由0改為1和2。平動(dòng)加工的各種情況如下表所示：注：步進(jìn)平動(dòng)和鎖定平動(dòng)的代碼33（3)C代碼（加工條件）

C代碼是經(jīng)驗(yàn)加工條件。選擇范圍000～999，其中：000～099為用戶定義，100～999為系統(tǒng)定義。

（4）程序格式及要求1)格式：G代碼參數(shù)1參數(shù)2參數(shù)32)要求與規(guī)定在一個(gè)語句中，如果既有C代碼，又有M代碼和G代碼，則規(guī)定C條件在前，M代碼在中，G代碼在后，即：C代碼M代碼G代碼在一個(gè)語句中，如果有勞倫，又有C條件和G代碼，則規(guī)定C條件在前，勞倫在中，G代碼在后，即：C代碼LN***step***G代碼程序分為主程序和子程序。在一個(gè)程序中同樣的程序會(huì)多次反復(fù)出現(xiàn)，如果這些相同的程序編成一個(gè)固定的程序，那么程序就簡(jiǎn)單了，這種固定的程序叫做子程序，而能夠調(diào)用子程序的程序叫做主程序。子程序嵌套層數(shù)最多不能超過七層。（3)C代碼（加工條件）34編程實(shí)例

現(xiàn)以加工一直徑為φ20mm，深450μm的孔為例，寫出其加工程序如下：G80Z-；利用接觸感知功能，找最高點(diǎn)G92X0Y0Z0；設(shè)置為坐標(biāo)原點(diǎn)G00M05Z2.0；主軸頭提升2mmC150G01LN002STEP50Z-50；G00M05Z2.0；C130G01LN002STEP80Z-150；G00M05Z2.0；C110G01LN002STEP100Z-250；G00M05Z2.0；C100G01LN002STEP130Z-300；G00M05Z2.0；C300G01LN002STEP150Z-350；G00M05Z2.0；C900G01LN002STEP180Z-400；G00M05Z2.0；C903G01LN002STEP210Z-450；G00M05Z50.0；M02；編程實(shí)例現(xiàn)以加工一直徑為φ20mm，深450μm35電火花加工的主要用途課件36數(shù)控電火花加工EDM

數(shù)控電火花加工EDM37電火花加工又稱為放電加工（ElectricalDischargeMachining，簡(jiǎn)稱為EDM），是與機(jī)械加工完全不同，直接利用電能和熱能進(jìn)行加工的一種新工藝。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。電火花加工是在一定介質(zhì)中，利用兩極之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象對(duì)材料進(jìn)行加工，以使零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量達(dá)到預(yù)定要求的加工方法。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。前言電火花加工又稱為放電加工（ElectricalDischa38電火花加工的主要用途課件39電火花加工的產(chǎn)生隨著工業(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。電火花是一種自激放電，電火花放電的兩個(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。電火花加工的產(chǎn)生隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，具有高熔40電火花加工的特點(diǎn)

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.直接利用電能加工，便于實(shí)現(xiàn)加工過程的自動(dòng)化。5.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。電火花加工的特點(diǎn)1.脈沖放電的能量密度高，便于加工用普通的41電火花加工機(jī)床的組成及作用

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)。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)。

電火花加工機(jī)床的組成及作用機(jī)床必須具備三個(gè)要素，即：脈沖電42電火花成形加工的基本原理其基本原理如圖一所示：是被加工的工件做件電極，石墨或者紫銅做工具電極。脈沖電源發(fā)出一連串的脈沖電壓，加到工件電極和工具電極上，此時(shí)工具電極和工件均淹沒于具有一定絕緣性能的工作液中。在自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置的控制下，當(dāng)工具電極與工件的距離小到一定程度時(shí)，在脈沖電壓的作用下，兩極間最近處的工作液被擊穿，工具電極與工件之間形成瞬時(shí)放電通道，產(chǎn)生瞬時(shí)高溫，使金屬局部熔化甚至汽化而被蝕除下來，形成局部的電蝕凹坑。這樣隨著相當(dāng)高的頻率，連續(xù)不斷的重復(fù)放電，工具電極不斷地向工件進(jìn)給，就可以將工具電極的形狀復(fù)制到工件上，加工出所需要的和工具形狀陰陽相反的零件。圖電火花加工原理示意圖1—自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置

2—脈沖電源

3—工具電極4—工作液

5—工件

6—工作臺(tái)

7—過濾器

7—工作液泵電火花成形加工的基本原理其基本原理如圖一所示：圖電火花加工43綜合起來，一次脈沖放電的過程可分為幾個(gè)階段：(1)極間介質(zhì)的電離、擊穿及放電通道的形成(2)介質(zhì)熱分解、電極材料熔化、汽化熱膨脹(3)電極材料的拋出(4)極間介質(zhì)的消電離綜合起來，一次脈沖放電的過程可分為幾個(gè)階段：(1)極間介質(zhì)的44電火花成型加工的基本條件a)實(shí)現(xiàn)工具電極和工件電極之間必須維持合理的距離，即相應(yīng)于脈沖電壓和相應(yīng)于介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度的距離。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，若兩極短路，則在兩電極間沒有脈沖能量消耗，也不能實(shí)現(xiàn)電腐蝕加工。b)兩極間必須入介質(zhì)。電火花成型加工通常使用煤油或去離子水做為工作液。c)輸送到兩極間的脈沖能量密度應(yīng)足夠大。一般為105～106A/cm2。能量密度足夠大，才可以使被加工材料局部熔化或者氣化，被加工材料表面形成一個(gè)腐蝕痕，從而實(shí)現(xiàn)電火花加工。d)放電必須是短時(shí)間的脈沖放電。一般放電時(shí)間為1μs～1ms。這樣才能使放電時(shí)產(chǎn)生的熱量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的范圍內(nèi)，保持火花放電的冷極特性。e)脈沖放電須重復(fù)多次進(jìn)行，并且多次脈沖放電在時(shí)間和空間是分散的。f)脈沖放電后的電蝕產(chǎn)物應(yīng)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。電火花成型加工的基本條件a)實(shí)現(xiàn)工具電極和工件電極之間必須451、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。2、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)。

影響電火花成型加工的因素1、極性效應(yīng)影響電火花成型加工的因素463、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)的最大加工速度，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)廠給出的是最大加工電流，在最佳加工狀態(tài)下所能達(dá)到的最高加工速度。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)床的最大加工速度指標(biāo)。4、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。

電極損耗分為絕對(duì)損耗和相對(duì)損耗。3、加工速度475、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。6、二次放電是指已加工表面上由于電蝕產(chǎn)生物再次進(jìn)行的非正常放電，它集中表現(xiàn)在加工深度方向產(chǎn)生斜度和加工棱角邊變鈍等方面。7、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。

5、表面粗糙度48兩電極蝕除量之間的矛盾脈沖放電時(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。兩電極蝕除量之間的矛盾49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，尚沒有徹底解決。

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，故工具電極的絕對(duì)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。加工速度與加工表面粗糙度之間的矛盾50電火花加工常用名詞、術(shù)語及符號(hào)1、放電間隙：放電間隙指加工時(shí)工具和工件之間產(chǎn)生火花放電的一層距離間隙。在加工過程中，則稱為加工間隙S，它的大小一般在0.01-0.5mm之間，粗加工時(shí)間隙較大，精加工時(shí)則較小。加工間隙又可分為端面間隙SF和側(cè)面間隙SL2、脈沖寬度ti（μs）：脈沖寬度簡(jiǎn)稱脈寬，它是加到工具和工件上放電間隙兩端的電壓脈沖的持續(xù)時(shí)間（見圖）為了防止電弧燒傷，電火花加工只能用斷斷續(xù)續(xù)的脈沖電壓波。粗加工可用較大的脈寬ti>100μs，精加工時(shí)只能用較少的脈寬ti<50μs。

3、脈沖間隔to(μs)：脈沖間隔簡(jiǎn)稱脈間或間隔，也稱脈沖停歇時(shí)間。它是兩個(gè)電壓脈沖之間的間隔時(shí)間(見圖四)。間隔時(shí)間過短，放電間隙來不及消電離和恢復(fù)絕緣，容易產(chǎn)生電弧放電，燒傷工具和工件；脈間選得過長(zhǎng)，將降低加工生產(chǎn)率。加工面積、加工深度較大時(shí)，脈間也應(yīng)稍大。?4、開路電壓或峰值電壓：開路電壓是間隙開路時(shí)電極間的最高電壓，等于電源的直流電壓。峰值電壓高時(shí)，放電間隙大，生產(chǎn)率高，但成型復(fù)制精度稍差。電火花加工常用名詞、術(shù)語及符號(hào)1、放電間隙：515、火花維持電壓：火花維持電壓是每次火花擊穿后，在放電間隙上火花放電時(shí)的維持電壓，一般在25V左右，但它實(shí)際是一個(gè)高頻振蕩的電壓(見圖四)。電弧的維持電壓比火花的維持電壓低5V左右，高頻振蕩頻率很低，一般示波器上觀察不到高頻成分，觀察到的是一水平亮線。過渡電弧的維持電壓則介于火花和電弧之間。

6、加工電壓或間隙平均電壓U（V）

加工電壓或間隙平均電壓是指加工時(shí)電壓表上指示的放電間隙兩端的平均電壓，它是多個(gè)開路電壓、火花放電維持電壓、短路和脈沖間隔等零電壓的平均值。在正常加工時(shí)，加工電壓在30-50V，它與占空比、預(yù)置進(jìn)給量等有關(guān)。占空比大、欠進(jìn)給、欠跟蹤、間隙偏開路，則加工電壓偏大；占空比小、過跟蹤或預(yù)置進(jìn)給量?。ㄩg隙偏短路），加工電壓即偏小。

5、火花維持電壓：527、加工電流I（A）

加工電流是加工時(shí)電流表上指示的流過放電間隙的平均電流。精加工時(shí)小，粗加工時(shí)大；間隙偏開路時(shí)小，間隙合理或偏短路時(shí)則大。

8、短路電流IS（A）

短路電流是放電間隙短路時(shí)（或人為短路時(shí)）電流表上指示的平均電流（因?yàn)槎搪窌r(shí)還有停歇時(shí)間內(nèi)無電流）。它比正常加工時(shí)的平均電流要大20-40%。

9、峰值電流IS（A）

峰值電流是間隙火花放電時(shí)脈沖電流的最大值（瞬時(shí)），日本、英國、美國常用IS表示（見圖四），雖然峰值電流不易直接測(cè)量，但它是實(shí)際影響生產(chǎn)率、表面粗糙度等指標(biāo)的重要參數(shù)。在設(shè)計(jì)制造脈沖電源時(shí)，每一功率放大管串聯(lián)限流電阻后的峰值電流是預(yù)先選擇計(jì)算好的。為了安全，每個(gè)50W的大功率晶體管選定的峰值電流約為2-3A，電源說明書中也有說明，可以按此選定粗、中、精加工時(shí)的峰值電流（實(shí)際上是選定用幾個(gè)功率管進(jìn)行加工）。7、加工電流I（A）5310、放電狀態(tài)

放電狀態(tài)指電火花加工時(shí)放電間隙內(nèi)每一脈沖放電時(shí)的基本狀態(tài)。一般分為五種放電狀態(tài)和脈沖類型1）開路（空載脈沖）2）火花放電（工作脈沖，或稱有效脈沖）3）短路（短路脈沖）4）電弧放電（穩(wěn)定電弧放電）5）過渡電弧放電（不穩(wěn)定電弧放電，或稱不穩(wěn)定火花放電）

10、放電狀態(tài)

5411、加工速度vw或VW（mm3/min），vm或Vm（g/min）加工速度是單位時(shí)間（min）內(nèi)從工件上蝕除加工下來的金屬體積（mm3），以質(zhì)量（g）計(jì)算時(shí)用vm或Vm表示，也稱加工生產(chǎn)率。大功率電源粗加工時(shí)vW>500mm3/min，但電火花精加工時(shí)，通常vw<20mm3/min。

12、相對(duì)損耗或損耗比（損耗率）θ（%）

相對(duì)損耗或損耗比是工具電極損耗速度和工件加工速度之比值，并以此來綜合合衡量工具電極的耐損耗程度和加工性能。

11、加工速度vw或VW（mm3/min），vm或Vm（g/5513、面積效應(yīng)：面積效應(yīng)指電火花加工時(shí)，隨加工面積大小變化而加工速度、電極損耗比和加工穩(wěn)定性等指標(biāo)隨之變化的現(xiàn)象。一般加工面積過大或過小時(shí)，工藝指標(biāo)通常降低，這是由“電電流密度”過小或過大引起的。

14、深度效應(yīng)：隨著加工深度增加而加工速度和穩(wěn)定性降低的現(xiàn)象稱深度效應(yīng)。主要是電蝕產(chǎn)物積聚、排屑不良所引起的13、面積效應(yīng)：56電火花加工中常見問題處理1.乳化油沖液后不乳化怎么辦?

在乳化油的生產(chǎn)過程中一般都會(huì)加入一些揮發(fā)性的穩(wěn)定劑，如果在生產(chǎn)過程中不能按工藝要求操作或者使用了劣質(zhì)的基礎(chǔ)油作為原料都有可能產(chǎn)生這種現(xiàn)象，處理這個(gè)問題的最簡(jiǎn)單的辦法就是加入一些可以乳化的乳化油，攪拌后就可以使其乳化，或者加入一些酒精，比例控制在1%-2%左右。2.工件切割不動(dòng)怎么辦?在實(shí)際切割過程中經(jīng)常會(huì)遇到工件切割不動(dòng)的情況，有時(shí)根本無法切割，這種情況一般發(fā)生在高厚度切割或切割象不銹鋼等難加工材料時(shí)，其根本的原因就是工作液不具備良好的拍除蝕除產(chǎn)物的特性，應(yīng)急的辦法是加入一些洗滌精或者將工作液的濃度增加，但最根本的辦法是換用好的工作液。(在某些地區(qū)由于使用硬水沖液也會(huì)產(chǎn)生割不動(dòng)的問題)電火花加工中常見問題處理1.乳化油沖液后不乳化怎么辦?573.鉬絲正反向切割時(shí)切割的速度不一致，甚至一個(gè)方向不走怎么辦?這種情況在高厚度切割時(shí)往往會(huì)遇到，根本原因還是工作液的問題，當(dāng)然也和其它因素如：變頻跟蹤速度、鉬絲張力的均勻一致性等有關(guān)。順便說一句，在切割高厚度工件時(shí)最好將變頻跟蹤打快一點(diǎn)，因?yàn)樵谶^跟蹤時(shí)基本不會(huì)斷絲，但在欠跟蹤時(shí)往往會(huì)導(dǎo)致加工不穩(wěn)，引起斷絲。4.如何減少鉬絲在絲筒兩端斷絲的幾率高速走絲切割鉬絲在絲筒兩端要頻繁換向，所以兩端鉬絲會(huì)反復(fù)收到拉力的沖擊作用，使兩端鉬絲受到疲勞損傷，所以為延長(zhǎng)鉬絲的使用壽命應(yīng)該隔一個(gè)班次(約8小時(shí))就將換向行程開關(guān)向里移動(dòng)一點(diǎn)。這種方法在大電流高效率加工時(shí)尤其重要。3.鉬絲正反向切割時(shí)切割的速度不一致，甚至一個(gè)方向不走怎么585.如何延長(zhǎng)鉬絲的使用壽命鉬絲在每次與工件間放電的同時(shí)自身也會(huì)受到損傷，只是程度很小而已，所以在換上新鉬絲后最好用小能量的加工參數(shù)進(jìn)行切割(使其損傷小一點(diǎn))，等到鉬絲顏色基本發(fā)白后再改用正常的大電流進(jìn)行切割。當(dāng)然在換好鉬絲進(jìn)行切割之前最好先讓鉬絲空運(yùn)行5-10分鐘，使其原有的內(nèi)部應(yīng)力得到釋放。6.如何減少鉬絲在起割點(diǎn)的斷絲幾率一般采用機(jī)床自動(dòng)變頻跟蹤從外部切入工件的方法可以降低鉬絲在起割點(diǎn)斷絲的幾率，同時(shí)要保證冷卻液的良好供應(yīng)，以吸收放電爆炸力使鉬絲產(chǎn)生的擾動(dòng)，工件最好距離上下噴水口5-10mm,使冷卻液可以較好的包裹好鉬絲。5.如何延長(zhǎng)鉬絲的使用壽命59電火花加工的主要用途：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）。電火花加工的主要用途：1)制造沖模、塑料模、鍛模和壓鑄模。60電火花加工最新技術(shù)進(jìn)展放電堆積造型

毛利尚武教授、齋藤長(zhǎng)男教授和三菱電極名古屋制作所合作，在進(jìn)行液中電火花放電表面改性處理時(shí)，在S45C鋼上成功地堆積除WC厚膜（層），并進(jìn)行了將電火花堆積和電火花去除加工相組合對(duì)工件進(jìn)行修復(fù)的試驗(yàn)。毛利尚武教授還用鎢電極（Φ0.1mm）成功地進(jìn)行了電火花堆積。日本名古屋工業(yè)大學(xué)早川伸哉波士等，通過計(jì)算鋼打鋼時(shí)正極和負(fù)極的溫度分布，選擇合適的電參數(shù)，使得工具電極的放電溫度超過器材料的沸點(diǎn)，工件電極的溫度在材料熔點(diǎn)和沸點(diǎn)之間，在空氣中進(jìn)行了電火花堆積造型試驗(yàn)。用此法在氣體中電火花附著堆積出直徑約140μm，高2.2mm的微細(xì)圓柱，工件和電極都是S45C鋼，電極直徑0.1mm，放電電流2.5A，脈沖寬度5μm，工件接脈沖電源負(fù)極，加工時(shí)間6.3h。電火花加工最新技術(shù)進(jìn)展放電堆積造型

毛利尚武教授、齋藤61氣體中放電電火花加工

日本東京農(nóng)工大學(xué)國枝正典教授開展了氣體中放電電火花加工和氣體中線切割加工的研究。該方法使用管狀電極中噴出，在工件與電極間隙形成絕緣介質(zhì)，從而取代絕緣工作液進(jìn)行電火花加工。此方法加工沒有火災(zāi)隱患，不污染環(huán)境，電極損耗率非常低，放電加工時(shí)的反作用小，有利于微細(xì)加工，選擇合適的氣體，可使加工表面在凝固層（白層）非常薄。富山地方大學(xué)巖井等人還利用壓縮空氣作介質(zhì)代替液體介質(zhì)，通過放電修形、修銳金屬基金剛石砂輪。結(jié)果表明，經(jīng)過這樣處理后的砂輪磨削性能同傳統(tǒng)的修形方法幾乎相同。這種方法可以修出曲線輪廓。氣體中放電電火花加工

日本東京農(nóng)工大學(xué)國枝正典教授開展了62鈦合金表面電火花放電著色

日本大阪府立產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的增井清德和難久開展了鈦合金線切割放電著色和鈦合金電火花放電著色的研究。線切割著色使用單向脈沖電源，工件接脈沖電源正極，工具電極絲接脈沖電源的負(fù)極，工作液為去離子水，電阻率為（1～20）×104Ω.cm。其著色原理是利用線切割的放電作用，在鈦合金形成透明的氧化鈦膜，由于光的干涉，不同厚度的氧化鈦膜將得到不同顏色的干涉光，通過控制氧化鈦膜的厚度就可進(jìn)行不同的顏色著色。鈦合金表面電火花放電著色

日本大阪府立產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所63反復(fù)拷貝法微細(xì)電極電火花加工

日本松下電氣與東京大學(xué)增澤隆久教授合作開發(fā)生產(chǎn)GMG-ED82W型超微細(xì)電火花加工機(jī)床后，為解決高密度、大深徑比、復(fù)雜形狀微細(xì)孔、微細(xì)軸、銷、沖頭等的的加工問題，松下電氣生產(chǎn)技術(shù)研究所的正本健、和田紀(jì)彥開發(fā)了先用WEDG加工法加工微細(xì)電極，然后用該微細(xì)電極加工出具有多孔的中間電極，在用中加電極加工除具有多個(gè)微細(xì)軸形狀的工作電極。用這樣的電極可以一次加工出多個(gè)小孔。姑且將其稱為發(fā)反拷貝法微細(xì)電極電火花加工方法，即μEDMN加工法，其中μ代表微細(xì)，EDM代表電火花加工，n帶便反復(fù)次數(shù)，即反復(fù)多次微細(xì)電火花加工。例如n=1,用WEDG加工法加工簡(jiǎn)單的圓柱微細(xì)電極；n=2，用生產(chǎn)的微細(xì)圓柱電極在薄板上加工多個(gè)微細(xì)孔；n=3，用薄板中間電極在大的圓柱棒或塊狀工件上加工出一體化的具有多個(gè)微細(xì)軸的工作電極，也可作為銷或沖頭等工具；n=4，用上述工作電極進(jìn)行多孔同時(shí)加工。在n>2后，為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定電火花放電加工，在進(jìn)給方向上要對(duì)間隙加上振幅數(shù)μm，頻率為數(shù)+Hz的微振動(dòng)。又如，用此方法在STAVAX不銹鋼上加工了直徑100μm、長(zhǎng)度400μm和直徑50μm、長(zhǎng)度100μm公400個(gè)錐度2度的微細(xì)圓錐柱。

反復(fù)拷貝法微細(xì)電極電火花加工

日本松下電氣與東京大學(xué)增澤64電火花加工放電位置可控形的研究

日本東京農(nóng)工大國枝正典等人，在研究電火花加工放電位置檢測(cè)技術(shù)原理的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了放電位置的可控形研究。其試驗(yàn)原理基于對(duì)放電等效電路的分析，認(rèn)為由于分布電感的存在，如果施加一個(gè)足夠陡峭的高電壓，則僅進(jìn)點(diǎn)附近的電壓較其它遠(yuǎn)離進(jìn)電處的高壓升高的快一些。也就是說，可以在納秒數(shù)量級(jí)內(nèi)獲得優(yōu)先擊穿的幾率。經(jīng)過較為系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，它們還發(fā)現(xiàn)，施加的高電壓上升速度較快，控制效果也就越好；電極和工件中的分布電感越大，控制效果越好；最佳的高壓機(jī)理放電延遲時(shí)間為略短于普通放電延遲時(shí)間。在線切割機(jī)床上的試驗(yàn)表明：在施加高電壓的進(jìn)展塊附近的放電概率高于另一端。

這一研究進(jìn)展對(duì)于電火花加工的過程控制可能帶來非常深刻的影響，很有可能將過去被動(dòng)的控制策略變成為主動(dòng)控制策略，從而不必依賴延長(zhǎng)放電停歇時(shí)間來保證間隙消電力，避免放電集中導(dǎo)致的拉弧等有害放電。這樣不僅保證加工更加穩(wěn)定。而且可以大幅度提高加工效率。電火花加工放電位置可控形的研究

日本東京農(nóng)工大國枝正典等65電火花成形加工技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

先進(jìn)制造技術(shù)的快速發(fā)展和制造業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇對(duì)電火花成形加工技術(shù)提出了更高要求，同時(shí)也為電火花成形加工技術(shù)加工理論的研究和工藝開發(fā)、設(shè)備更新提供了新的動(dòng)力。今后電火花成形加工的加工對(duì)象應(yīng)主要面向傳統(tǒng)切削加工不易實(shí)現(xiàn)的難加工材料、復(fù)雜型面等加工，其中精細(xì)加工、精密加工、窄槽加工、深腔加工等將成為發(fā)展重點(diǎn)。同時(shí)，還應(yīng)注意與其它特種加工技術(shù)或傳統(tǒng)切削加工技術(shù)的復(fù)合應(yīng)用