吴斌

摘 要：通过对电火花成形机的结构及发展历史的了解，同时阐述电火花的加工原理及特点，加工速度的影响因素等，最后运用于实际生产中，在模具制造加工方面得到广泛应用。

关键词：电火花 电极 加工 速度

中图分类号：TG5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（b）-0073-01

1 电火花成形机的组成

电火花成形加工机床主要包括主机（床身）、电源箱（控制系统）、工作液循环过虑系统及附件等组成。

（1）主机：用于支承、固定加工电极及工作，实现电极在加工过程中稳定的伺服进给运动。

（2）电源箱：包括脉冲电源、伺服进级系统和其他电气控制系统。（如平动头）

（3）工作液循环过虑系统：包括供液泵、过滤器、各种控制阀门、管道。

2 电火花加工的产生与发展

2.1 产生背景

在我们日常生活中，家电插座或电器开关开、合时，经常会出现噼噼啪啪响声，并且冒出蓝白色火花，使得插座开关接触恶化。20世纪中期，苏联学者对这种现象进行了研究，发现这种电火花加工，新的金属去除加工方法。电火花加工是在加工过程中，使电极和工件表面之间不断产生高频脉冲火花放电。火花放电时，放电时电极与工件之间瞬时产生大量的热，达到极高温度足以使金属材料局部熔化，甚至于汽化蚀除。

2.2 发展过程

电火花加工是一种新型的金属加工方法，随后脉冲电源和控制系统随着时间的推进改进很大，从而迅速发展起来。控制系统越来越好，从电阻-电容等回路，到出现了晶体管和可控硅脉冲电源等控制加工方法，提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗。到后来出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲等多种脉冲电源，在实际生产中对加工精度、表面粗糙度和降低工具电极损耗等方面有很大的进展。随着现代生产科技的不断发展，电火花加工已高效得运用于机械加工制造领域。

3 电火花加工的基本原理及特点

3.1 基本原理

电火花加工是根据工作液中的两极间脉冲高频放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称电蚀加工。电火花加工是在绝缘的工作液（一般是煤油）中进行的，工具电极与工件表面之间通过脉冲性放电，工件表面局部、瞬时产生的极高温度，使工件表面的气化、金属熔化、抛离工件表面的加工方法，通过电腐蚀现象来去除多余的金属层，从而保证与达到零件的尺寸、形状及表面质量等，达到预定的加工要求。为了保证加工质量，需要改善下列条件。

（1）我们在平时加工过程中，要根据电极材料、加工工件材料以用质量要求等方面要素来综合考虑放电间隙。一般根据实际的加工情况而定。如果间隙太大，火花放电就起不到加工作用。如果间隙太小或者接近，就达不到效果，产生不了火花。

（2）火花放电加工要在间歇条件下进行，时间较短。这样有助于提高加工表面的质量，不会影响到其他面。对加工过程中的排泄也的很大帮助。

（3）火花放电必须在绝缘性能较好的液体介质中进行，如皂化液、煤油或去离子水等。液体介质（工作液）越好，对于加工越的的有利。工作液的好坏也会影响到工作表面质量。无论是那种工作液再加工过程中，都会被工件表面的排泄物变得浑浊。

3.2 特点

（1）电火花加工与金属切削加工有很大区别。在充满工作液的条件下，工具电极与工件表面不接触电火花加工。

（2） 电火花加工利用脉冲产生火花热能来去除金属材料，所以被加工表面比较坚硬，如需再次加工会有一定的难度。

（3） 加工过程中没有切削力作用。因此，防止了加工中工件的位移和变形现象。

3.3 适用范围

（1）可以加工任何难加工的金属材料和导电材料。由于加工材料的去除是靠放电时的电、热作用实现的，可以突破传统切削加工对刀具的限制，可以实现用软的工具加工硬、韧的工件。目前电极材料多采用紫铜或石墨。

（2）可以加工形状复杂的表面。特别适用于复杂表面形状工件的加工，如模具中复杂型腔的加工等。（见图1）

4 电火花加工速度影响

模具制造生产中，一些形状比较复杂，材质比较坚硬，其他设备难以加工的场合，就需要电火花机来加工，一般都会采用粗、中、精分档加工方式。粗加工采用大功率、低损耗的实现，而中、精加工电极相对损耗大，但一般情况下中、精加工余量较少，因此电极损耗也极小。有时还可以用二个以上电极进行精加工。以下几方面对加工速度有较大影响。

4.1 电参数对加工速度的影响

（1）脉冲宽度的影响

脉冲能量的大小是影响加工速度的重要因素。一般情况下，脉冲能量的大小与加工速度成正比。

（2）脉冲间隙的影响

在实际加工过程中，脉冲宽度一定条件下，脉冲间隔小，则加工速度快。脉冲间隙过于小时，也会影响到加工的速度。

（3）峰值电流的影响

当脉冲宽度和脉冲间隔一定时，加工速度或效率与峰流值成正比，即电流越大加工速度越快，但表面质量差。

4.2 非电参数对加工速度的影响

4.2.1 加工面积的影响

在实际生产过和中，加工面积大小，对加工速度影响不大。只有加工面积小到某一临界面积时，加工速度才显著降低。这种现象叫做“面积效应”。在这种情况下只有改善其他加工条件来解决“面积效应”。

4.2.2 排屑条件的影响

加工过程中排屑条件的好坏大大影响了加工进度，加工中不断产生气体、金属屑末等，如没有及时排除冲走，加工很难稳定进行。会使脉冲加工稳定性差，加工效率低。可能在加工中出现积炭现象，无法顺利加工。为了促进排屑，一般都采用冲油或电极抬起等方法。

4.2.3 电极材料及工件材料的影响

加工电极材料一般是紫铜、石墨二类为主。采用不同的电极材料与加工极性，加工速度也大不相同。石墨电极多用于加工型腔比较大的，加工量较多的场合，但电极的损耗比较大。紫铜材料加工精度高，损耗也较小，不易用于大型、大面积范围加工。

参考文献

[1] 伍端阳.数控电火花加工现场应用技术[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2] 宋昌才.数控电火花加工[M].北京：化学工业出版社，2010.endprint

摘 要：通过对电火花成形机的结构及发展历史的了解，同时阐述电火花的加工原理及特点，加工速度的影响因素等，最后运用于实际生产中，在模具制造加工方面得到广泛应用。

关键词：电火花 电极 加工 速度

中图分类号：TG5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（b）-0073-01

1 电火花成形机的组成

电火花成形加工机床主要包括主机（床身）、电源箱（控制系统）、工作液循环过虑系统及附件等组成。

（1）主机：用于支承、固定加工电极及工作，实现电极在加工过程中稳定的伺服进给运动。

（2）电源箱：包括脉冲电源、伺服进级系统和其他电气控制系统。（如平动头）

（3）工作液循环过虑系统：包括供液泵、过滤器、各种控制阀门、管道。

2 电火花加工的产生与发展

2.1 产生背景

在我们日常生活中，家电插座或电器开关开、合时，经常会出现噼噼啪啪响声，并且冒出蓝白色火花，使得插座开关接触恶化。20世纪中期，苏联学者对这种现象进行了研究，发现这种电火花加工，新的金属去除加工方法。电火花加工是在加工过程中，使电极和工件表面之间不断产生高频脉冲火花放电。火花放电时，放电时电极与工件之间瞬时产生大量的热，达到极高温度足以使金属材料局部熔化，甚至于汽化蚀除。

2.2 发展过程

电火花加工是一种新型的金属加工方法，随后脉冲电源和控制系统随着时间的推进改进很大，从而迅速发展起来。控制系统越来越好，从电阻-电容等回路，到出现了晶体管和可控硅脉冲电源等控制加工方法，提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗。到后来出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲等多种脉冲电源，在实际生产中对加工精度、表面粗糙度和降低工具电极损耗等方面有很大的进展。随着现代生产科技的不断发展，电火花加工已高效得运用于机械加工制造领域。

3 电火花加工的基本原理及特点

3.1 基本原理

电火花加工是根据工作液中的两极间脉冲高频放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称电蚀加工。电火花加工是在绝缘的工作液（一般是煤油）中进行的，工具电极与工件表面之间通过脉冲性放电，工件表面局部、瞬时产生的极高温度，使工件表面的气化、金属熔化、抛离工件表面的加工方法，通过电腐蚀现象来去除多余的金属层，从而保证与达到零件的尺寸、形状及表面质量等，达到预定的加工要求。为了保证加工质量，需要改善下列条件。

（1）我们在平时加工过程中，要根据电极材料、加工工件材料以用质量要求等方面要素来综合考虑放电间隙。一般根据实际的加工情况而定。如果间隙太大，火花放电就起不到加工作用。如果间隙太小或者接近，就达不到效果，产生不了火花。

（2）火花放电加工要在间歇条件下进行，时间较短。这样有助于提高加工表面的质量，不会影响到其他面。对加工过程中的排泄也的很大帮助。

（3）火花放电必须在绝缘性能较好的液体介质中进行，如皂化液、煤油或去离子水等。液体介质（工作液）越好，对于加工越的的有利。工作液的好坏也会影响到工作表面质量。无论是那种工作液再加工过程中，都会被工件表面的排泄物变得浑浊。

3.2 特点

（1）电火花加工与金属切削加工有很大区别。在充满工作液的条件下，工具电极与工件表面不接触电火花加工。

（2） 电火花加工利用脉冲产生火花热能来去除金属材料，所以被加工表面比较坚硬，如需再次加工会有一定的难度。

（3） 加工过程中没有切削力作用。因此，防止了加工中工件的位移和变形现象。

3.3 适用范围

（1）可以加工任何难加工的金属材料和导电材料。由于加工材料的去除是靠放电时的电、热作用实现的，可以突破传统切削加工对刀具的限制，可以实现用软的工具加工硬、韧的工件。目前电极材料多采用紫铜或石墨。

（2）可以加工形状复杂的表面。特别适用于复杂表面形状工件的加工，如模具中复杂型腔的加工等。（见图1）

4 电火花加工速度影响

模具制造生产中，一些形状比较复杂，材质比较坚硬，其他设备难以加工的场合，就需要电火花机来加工，一般都会采用粗、中、精分档加工方式。粗加工采用大功率、低损耗的实现，而中、精加工电极相对损耗大，但一般情况下中、精加工余量较少，因此电极损耗也极小。有时还可以用二个以上电极进行精加工。以下几方面对加工速度有较大影响。

4.1 电参数对加工速度的影响

（1）脉冲宽度的影响

脉冲能量的大小是影响加工速度的重要因素。一般情况下，脉冲能量的大小与加工速度成正比。

（2）脉冲间隙的影响

在实际加工过程中，脉冲宽度一定条件下，脉冲间隔小，则加工速度快。脉冲间隙过于小时，也会影响到加工的速度。

（3）峰值电流的影响

当脉冲宽度和脉冲间隔一定时，加工速度或效率与峰流值成正比，即电流越大加工速度越快，但表面质量差。

4.2 非电参数对加工速度的影响

4.2.1 加工面积的影响

在实际生产过和中，加工面积大小，对加工速度影响不大。只有加工面积小到某一临界面积时，加工速度才显著降低。这种现象叫做“面积效应”。在这种情况下只有改善其他加工条件来解决“面积效应”。

4.2.2 排屑条件的影响

加工过程中排屑条件的好坏大大影响了加工进度，加工中不断产生气体、金属屑末等，如没有及时排除冲走，加工很难稳定进行。会使脉冲加工稳定性差，加工效率低。可能在加工中出现积炭现象，无法顺利加工。为了促进排屑，一般都采用冲油或电极抬起等方法。

4.2.3 电极材料及工件材料的影响

加工电极材料一般是紫铜、石墨二类为主。采用不同的电极材料与加工极性，加工速度也大不相同。石墨电极多用于加工型腔比较大的，加工量较多的场合，但电极的损耗比较大。紫铜材料加工精度高，损耗也较小，不易用于大型、大面积范围加工。

参考文献

[1] 伍端阳.数控电火花加工现场应用技术[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2] 宋昌才.数控电火花加工[M].北京：化学工业出版社，2010.endprint

摘 要：通过对电火花成形机的结构及发展历史的了解，同时阐述电火花的加工原理及特点，加工速度的影响因素等，最后运用于实际生产中，在模具制造加工方面得到广泛应用。

关键词：电火花 电极 加工 速度

中图分类号：TG5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）06（b）-0073-01

1 电火花成形机的组成

电火花成形加工机床主要包括主机（床身）、电源箱（控制系统）、工作液循环过虑系统及附件等组成。

（1）主机：用于支承、固定加工电极及工作，实现电极在加工过程中稳定的伺服进给运动。

（2）电源箱：包括脉冲电源、伺服进级系统和其他电气控制系统。（如平动头）

（3）工作液循环过虑系统：包括供液泵、过滤器、各种控制阀门、管道。

2 电火花加工的产生与发展

2.1 产生背景

在我们日常生活中，家电插座或电器开关开、合时，经常会出现噼噼啪啪响声，并且冒出蓝白色火花，使得插座开关接触恶化。20世纪中期，苏联学者对这种现象进行了研究，发现这种电火花加工，新的金属去除加工方法。电火花加工是在加工过程中，使电极和工件表面之间不断产生高频脉冲火花放电。火花放电时，放电时电极与工件之间瞬时产生大量的热，达到极高温度足以使金属材料局部熔化，甚至于汽化蚀除。

2.2 发展过程

电火花加工是一种新型的金属加工方法，随后脉冲电源和控制系统随着时间的推进改进很大，从而迅速发展起来。控制系统越来越好，从电阻-电容等回路，到出现了晶体管和可控硅脉冲电源等控制加工方法，提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗。到后来出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲等多种脉冲电源，在实际生产中对加工精度、表面粗糙度和降低工具电极损耗等方面有很大的进展。随着现代生产科技的不断发展，电火花加工已高效得运用于机械加工制造领域。

3 电火花加工的基本原理及特点

3.1 基本原理

电火花加工是根据工作液中的两极间脉冲高频放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称电蚀加工。电火花加工是在绝缘的工作液（一般是煤油）中进行的，工具电极与工件表面之间通过脉冲性放电，工件表面局部、瞬时产生的极高温度，使工件表面的气化、金属熔化、抛离工件表面的加工方法，通过电腐蚀现象来去除多余的金属层，从而保证与达到零件的尺寸、形状及表面质量等，达到预定的加工要求。为了保证加工质量，需要改善下列条件。

（1）我们在平时加工过程中，要根据电极材料、加工工件材料以用质量要求等方面要素来综合考虑放电间隙。一般根据实际的加工情况而定。如果间隙太大，火花放电就起不到加工作用。如果间隙太小或者接近，就达不到效果，产生不了火花。

（2）火花放电加工要在间歇条件下进行，时间较短。这样有助于提高加工表面的质量，不会影响到其他面。对加工过程中的排泄也的很大帮助。

（3）火花放电必须在绝缘性能较好的液体介质中进行，如皂化液、煤油或去离子水等。液体介质（工作液）越好，对于加工越的的有利。工作液的好坏也会影响到工作表面质量。无论是那种工作液再加工过程中，都会被工件表面的排泄物变得浑浊。

3.2 特点

（1）电火花加工与金属切削加工有很大区别。在充满工作液的条件下，工具电极与工件表面不接触电火花加工。

（2） 电火花加工利用脉冲产生火花热能来去除金属材料，所以被加工表面比较坚硬，如需再次加工会有一定的难度。

（3） 加工过程中没有切削力作用。因此，防止了加工中工件的位移和变形现象。

3.3 适用范围

（1）可以加工任何难加工的金属材料和导电材料。由于加工材料的去除是靠放电时的电、热作用实现的，可以突破传统切削加工对刀具的限制，可以实现用软的工具加工硬、韧的工件。目前电极材料多采用紫铜或石墨。

（2）可以加工形状复杂的表面。特别适用于复杂表面形状工件的加工，如模具中复杂型腔的加工等。（见图1）

4 电火花加工速度影响

模具制造生产中，一些形状比较复杂，材质比较坚硬，其他设备难以加工的场合，就需要电火花机来加工，一般都会采用粗、中、精分档加工方式。粗加工采用大功率、低损耗的实现，而中、精加工电极相对损耗大，但一般情况下中、精加工余量较少，因此电极损耗也极小。有时还可以用二个以上电极进行精加工。以下几方面对加工速度有较大影响。

4.1 电参数对加工速度的影响

（1）脉冲宽度的影响

脉冲能量的大小是影响加工速度的重要因素。一般情况下，脉冲能量的大小与加工速度成正比。

（2）脉冲间隙的影响

在实际加工过程中，脉冲宽度一定条件下，脉冲间隔小，则加工速度快。脉冲间隙过于小时，也会影响到加工的速度。

（3）峰值电流的影响

当脉冲宽度和脉冲间隔一定时，加工速度或效率与峰流值成正比，即电流越大加工速度越快，但表面质量差。

4.2 非电参数对加工速度的影响

4.2.1 加工面积的影响

在实际生产过和中，加工面积大小，对加工速度影响不大。只有加工面积小到某一临界面积时，加工速度才显著降低。这种现象叫做“面积效应”。在这种情况下只有改善其他加工条件来解决“面积效应”。

4.2.2 排屑条件的影响

加工过程中排屑条件的好坏大大影响了加工进度，加工中不断产生气体、金属屑末等，如没有及时排除冲走，加工很难稳定进行。会使脉冲加工稳定性差，加工效率低。可能在加工中出现积炭现象，无法顺利加工。为了促进排屑，一般都采用冲油或电极抬起等方法。

4.2.3 电极材料及工件材料的影响

加工电极材料一般是紫铜、石墨二类为主。采用不同的电极材料与加工极性，加工速度也大不相同。石墨电极多用于加工型腔比较大的，加工量较多的场合，但电极的损耗比较大。紫铜材料加工精度高，损耗也较小，不易用于大型、大面积范围加工。

参考文献

[1] 伍端阳.数控电火花加工现场应用技术[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2] 宋昌才.数控电火花加工[M].北京：化学工业出版社，2010.endprint