【第七八讲】2.2电火花加工的特点及分类
电火花加工特点及用途
电火花技工的特点1 “以柔克刚”。
加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间基本没有宏观机械作用力，因此能用“软”的工具电极加工“硬”的工件材料。
如用石墨、紫铜电极可加工淬火钢、硬质合金，甚至金刚石。
2“精密微细”。
由于脉冲放电的能量密度可精确控制，两极间又无宏观机械作用力，因此可实现精密微细加工。
如模具和零件窄缝、窄槽、微细小孔等加工，加工精度可达微米级，甚至亚微米级。
3“仿形逼真”。
直接利用电能加工，便于实现加工过程的自动化、智能化、现代计算机技术的应用使加工工件仿形更加逼真。
4 直接利用电能进行加工，便于实现加工过程的自动化，并可减少机械加工工序，加工周期短，劳动强度低，使用维护方便。
电火花技工的主要用途1加工各种金属及其合金材料，导电超硬材料（如聚晶金刚石、立方氮化硼、金属陶瓷等），特殊的热敏材料，半导体和非导体材料。
2加工各种复杂形状的型孔及型腔工件，包裹加工圆孔、方孔、多变孔、异型孔、曲线孔、螺纹孔、微孔、深孔等型孔工件，及各种型面的的型腔工件。
3各种工件与材料的切割，包括材料的切断、特殊结构零件的切断，切割微细窄缝及微缝组成的零件（如金属栅网、慢波结构、异形孔喷丝板、激光器件）。
4加工各种成形刀、样板、工具、量具、螺纹等。
5 工件的磨削，包括小孔、深孔、内圆、外圆、平面磨削等。
6刻写打印铭牌和标记7表面强化和改性，如金属表面高速淬火、渗氮、渗碳、涂覆特殊材料及合金化8辅助用途，如去除折断在零件中的锥丝、钻头、修复磨损件、跑合齿轮啮合等。
文案编辑词条B 添加义项?文案，原指放书的桌子，后来指在桌子上写字的人。
现在指的是公司或企业中从事文字工作的职位，就是以文字来表现已经制定的创意策略。
文案它不同于设计师用画面或其他手段的表现手法，它是一个与广告创意先后相继的表现的过程、发展的过程、深化的过程，多存在于广告公司，企业宣传，新闻策划等。
基本信息中文名称文案外文名称Copy目录1发展历程2主要工作3分类构成4基本要求5工作范围6文案写法7实际应用折叠编辑本段发展历程汉字"文案"(wén àn)是指古代官衙中掌管档案、负责起草文书的幕友,亦指官署中的公文、书信等;在现代，文案的称呼主要用在商业领域，其意义与中国古代所说的文案是有区别的。
电火花线切割加工的基本原理及特点 教学PPT课件
5 激光加工——应用
(1)激光打孔 ：广泛应用于金刚石拉丝模、钟 表宝石、轴承、陶瓷、玻璃等非金属材料和硬 质合金、不锈钢等金属材料的小孔加工和多种 材料的成形切割加工。
(2)激光切割：用于切割钢板、不锈钢、镍、铜、 锌、铝、石英、陶瓷、半导体以及布匹、木材、 纸张、塑料等各种金属或非金属材料。
（3）预置进给速度对工艺指标的影响
2.5电火花线切割加工工艺
1．零件图的工艺分析 （1）凹角和尖角的尺寸分析 （2）表面粗糙度及加工精度分析 2．工艺准备 1）电极丝准备 ① 电极丝材料的选择：钨丝、钼丝、黄铜丝 ② 电极丝直径的选择 2）工件准备 ① 以外形为校正和加工基准 ② 以外形为校正基准，内孔为加工基准。
G01 Z0 F105 105mm/min慢速下落至工作平面
G01 Y60.07 直线进给至a G03 X-30.07 Y52.002 J-60.07 逆时针加工ab弧 G01 Y-70.07 直线bc G01 X30.07 直线cd G01 Y-52.002 直线de G03 X0 Y60.07 I-30.07 J52.02 逆时针加工ea弧 G01 Y62.07 加工直线至穿丝点 G0 Z50 上抬丝臂 G91 G28 G0 回机床坐标原点
3.1 电解加工
3.1.1电解加工的基本原理
电解加工是利用金属在电解液中可以发生电化学 阳极溶解的原理将工件加工成形的。
加工时，工件接直流电源的正极称为工件阳极， 工具接电源的负极称为工具阴极，工具以恒速向 工件慢慢地进给，使两极之间保持一定的间隙。 具有一定压力的电解液从间隙中流过，这时阳极 工件的金属被逐渐电解腐蚀，电解产物被高速流 动的电解液带走。
（1）电解抛光的基本原理
（2）电解抛光的特点
电火花加工PPT课件
3.晶体管脉冲电源
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（三）、自动进给调节系统 包括伺服进给系统和参数控制系统
伺服进给系统：控制放电间隙 要求：
（1）有较广的速度调节跟踪范围 （2）有足够的灵敏度和快速性 （3）有较高的稳定性和抗干扰能力
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电液压式伺服进给系统
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（四）工作液过滤和循环系统
工作液循环系统油路图
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3 电火花线切割机床简介
的热量来不及扩散到其他部位，提高成形性和加工精度。
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3）脉冲波形是单向的
4）脉冲波形的主要参数（峰值电流、脉冲宽度、脉冲间 隙）有较宽的调节范围，以满足粗、中、精加工的要求
5）有适当的脉冲间隔时间，使放电介质有足够的时间消 除电离并冲去金属颗粒，以免引起电弧而烧伤工件
脉冲电源的种类：
1.张弛式脉冲电源 2.闸流管脉冲电源
4）提高了加工表面的粗糙度，特别是底平面
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（二）、 脉冲电源：
作用：把正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流 向工件和工具电极间加工间隙提供所需的放电能量以蚀 除金属。 脉冲电源的输入380V、50Hz的交流电， 其输出应满足如下要求：
1）要有一定的脉冲放电能量，否则不能使工件气化
2）火花放电必须是短时间的脉冲放电，这样使放电产生
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个人观点供参考，欢迎讨论！
电火花机床. 原理图
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电火花机.床
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（一）、机床本体：
组成： 床身、立柱、主轴头及附件、工作台等部分 作用：实现工件和工具电极的装夹固定和运动的机械系统 平动头：解决修光侧壁和提高尺寸精度
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电火花加工
电火花加工1.电火花加工的基本概念2.电火花加工的特点3.电火花加工的分类4.电火花加工的基本原理电火花加工的基本概念•电火花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining 简称EMD）。
它是在加工过程中,使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电,靠放电时产生的局部、瞬时的高温将金属蚀除下来。
这种利用火花放电产生的腐蚀现象对金属材料进行加工的方法叫电火花加工电火花加工的优点1.可以加工难以用金属切削方法加工的零件,不受材料硬度影响。
2.由于工具电极与工件电极不直接接触,没有机械切削力。
所以在制作工具电极时不必考虑其受力特性,工具电极可以做的十分微细,能进行微细加工和复杂型面加工3.电火花加工是通过脉冲放电来蚀除金属材料的,而脉冲电源的参数随时可调,因此在同一情况下,只需调整电参数即可切换粗、半精、精、超精加工。
电火花加工的局限性1.电火花加工生产效率低。
2.被加工的工件只能是导体.3.存在电极损耗,这就影响了成型精度4.加工表面有变质层。
5.加工过程必须在工作液中进行。
电火花加工时放电部位必须在工作液中,否则将引起异常放电。
6.线切割加工有厚度极限1.利用成型工具电极，相对工件作简单进给运动的电火花成形加工；2.利用轴向移动的金属丝作工具电极，工件按所需形状和尺寸做轨迹运动，以切割导电材料的电火花线切割加工；3.利用金属丝或成型导电磨轮作工具电极，进行小孔磨削或成形磨削的电火花磨削；4.用于加工螺纹环规螺纹塞规齿轮等的电火花共轭回转加工；5.小孔加工、刻印、表面合金化、表面强化等其他种类加工。
电火花加工的基本原理电火花加工过程大致分为以下几个阶段：1.极间介质的电离、击穿,形成放电通道2.电极材料的融化,汽化热膨胀3.电极材料的抛出4.极间介质的消电离电火花线切割电火花线切割加工(Wire Cut Electrical Discharge Machining,简称WEDM)是在电火花加工基础上于50年代末在苏联发展起来的一种新工艺，使用线状电极（钼丝或铜丝）靠火花放电对工件进行切割，故称电火花线切割。
【教学课题】电火花加工的原理、特点及分类【教学目的】1)、重点掌握
【教学课题】电火花加工的原理、特点及分类【教学目的】：1）、重点掌握电火花加工的物理本质；2）、掌握电火花线切割、成形加工的异同点。
3）、熟悉电火花加工的特点及其适用范围；【教学重点及难点】：电火花加工中一次放电现象所经过的过程【教学方法】：讲授、多媒体辅助教学等【教学准备】：多媒体课件【教学过程设想】：1、导入新课：通过电火花产品演示导入（提高学生学习的主动性、积极性及好奇心）2、讲授新课：讲授电火花的基本原理和基本工作过程后，播放电火花工作的全过程，进一步熟悉电火花加工的原理。
同时可使静态、抽象的概念动态、具体、直观化，进一步提高学生的学习兴趣。
3、突破难点：电火花加工中一次放电现象所经过的过程是本节的重点，通过多媒体播放，ppt课件展示讲解让学生掌握电火花加工的工作过程和原理。
4、知识拓展：课前布置学生查阅资料了解电火花加工及其应用领域，了解目前制造业的最新加工手段。
让学生以小组为单位查阅资料，课堂分享。
一次培养学生的自主学习能力，查阅资料能力，协作工作能力。
【教学时间】：1课时【教学过程】1.请一个小组展示收集的电火花加工零件，并做简单介绍。
引出问题：什么是电火花加工？2.新课讲授电火花加工（Electrical Discharge Machining,简称EDM）是通过工件和工具电极间的放电而有控制地去除工件材料，以及使材料变形、改变性能的特种加工。
其中成形加工适用于各种孔、槽模具，还可刻字、表面强化等；切割加工适用于各种冲模、粉末冶金模及工件，各种样板、磁钢及硅钢片的冲片，钼、钨、半导体或贵重金属。
（ppt课件）播放电火花加工视频（完整的加工过程,）基本原理一次电火花放电所经历的过程：电离—放电—热膨胀—抛金属—消电离图1-11—工件；2—脉冲电源；3—自动进给装置4—工具电极；5—工作液；6—过滤器；7—泵(ppt课件)电火花放电动画演示（ppt课件）电火花加工的物理本质电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。
第2章-电火花加工
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适 用 范 围
1 )电火花穿孔成形加工 (1)穿孔加工：各种冲模、挤压模、粉末冶金模、异形孔 及微孔等； (2)型腔加工：加工各类型腔模及各种复杂的型腔工件。 2 )电火花线切割 (1)切割各种冲模和具有直纹面的零件； (2)下料、截割和窄缝加工。
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适用范围
3 )电火花同步共扼回转加工 以同步回转、展成回转、倍角速度回转等不同方式，加工 各种复杂型面的零件，如高精度的异形齿轮，精密螺纹环规， 高精度、高对称度、表面粗糙度值小的内、外回转体表面等。 4 )电火花高速小孔加工 (1)线切割预穿丝孔； (2)深径比很大的小孔，如喷嘴等。 5 )电火花表面强化与刻字 (1)模具刃口，刀、量具刃口表面强化和镀覆； (2)电火花刻字、打印记。
பைடு நூலகம்
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脉冲电源的放电电压及电流波形
极间放电电压和电流波形 a）电压波形 b）电流波形
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2.1.4 电火花加工的类型及适用范围
按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同， 电火花加工大致可分为: 1 )电火花穿孔成形加工 2 )电火花线切割 3 )电火花同步共扼回转加工 4 )电火花高速小孔加工 5 )电火花表面强化与刻字
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放电凹坑形状与放电参数示例
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近期的研究还发现放电的蚀除量不仅与能量 的大小有关，还与蚀除的形式有关，对于窄脉宽 高峰值电流放电的情况产生的蚀除形式主要是以 材料的气化为主，而大脉宽低峰值电流主要产生 的蚀除形式是熔化方式，气化形式的蚀除效率比 熔化的要高30～50％，并且表面残留的金属及表 面质量有明显差异。
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2.3.3
蚀除速度和电极损耗的关系
1．加工速度
体积加工速度 mm3/min； 质量加工速度 g/min。
电火花加工的特点上海开放大学课件
小型化
适用于小型、微型零件的 加工，如精密齿轮、微型 轴等。
复杂形状加工
能够加工各种复杂形状的 零件，如模具、涡轮叶片 等。
微细电火花加工技术
纳米级精度
可以实现纳米级精度的微 细加工，适用于超精密零 件的制造。
加工材料广泛
可以加工各种硬脆、难加 工的材料，如硅、石英等 。
适用范围广
适用于各种微小型机械、 光学器件、电子器件等领 域。
超声电火花复合加工技术
表面质量改善
通过引入超声振动，改善工件表 面的粗糙度和平行度。
提高加工效率
超声振动可以加速工作液的循环和 排屑，提高加工效率。
降低工具损耗
超声振动可以减少工具和工件之间 的摩擦和磨损，降低工具损耗。
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THANKS
电火花加工的特点
目录
• 电火花加工的基本原理 • 电火花加工的特点 • 电火花加工的工艺参数 • 电火花加工技术的发展趋势
01
电火花加工的基本原理
放电现象和击穿过程
放电现象
在电火花加工过程中，工具电极和工件之间产生瞬时、断续的电火花，这些电火花释放的能量使材料局部熔化 或汽化。
击穿过程
在电火花放电前，工具电极和工件之间的间隙处于绝缘状态，随着电压的升高，电子和离子的相互碰撞产生电 场强度击穿绝缘层，形成放电通道。
工作液及循环系统
工作液在电火花加工中起到绝 缘、冷却和排屑的作用，循环 系统则负责工作液的循环供给 和排放。
工作液的种类、浓度和循环量 都会影响到加工过程的稳定性 和加工质量。
定期更换工作液、清洗循环系 统和检查工作液的性能是保持 加工过程稳定的重要措施。
电极和工件材料
电极和工件材料的选择和使用对 加工效率和加工质量有重要影响
第二章 电火花加工
(1) 可以精确控制加工尺寸精度。 (2) 可以加工出复杂的形状，如螺纹。 (3) 可以提高工件侧面和底面的表面粗糙度。 (4) 可以加工出清棱、清角的侧壁和底边。 (5) 变全面加工为局部加工，有利于排屑和加 工稳定。 (6) 对电极尺寸精度要求不高。
摇动的轨迹除了可以像平动头的小圆形轨迹外， 数控摇动的轨迹还有方形、菱形、叉形和十字形， 且摇动的半径可为9.9 mm以内任一数值。
工作液循环过滤系统
工作液循环过滤系统包括工作 液箱、电动机、泵、过滤装置、 工作液槽、油杯、管道、阀门、 引射器以及测量仪表等。
放电间隙中的电蚀产物除了 靠自然扩散、定期抬刀以及使 工具电极附加振动等排除外， 常采用强迫循环的方法加以排 除，以免间隙中电蚀产物过多， 引起已加工过的侧表面间“二 次放电”，影响加工精度，此 外也可带走一部分热量。
2.3.2 电火花加工的加工速 度和工具的损耗速度 1.加工速度
单位时间内工件的蚀除量称之为加工速 度，一般采用体积加工速度来表示，即被加 工掉的体积除以加工时间 加工精度越高，表面粗糙度减小， 加工速度明显下降
2.工具电极损耗速度和相对损耗比
采用相对损耗或损耗比θ作为衡量工具电 极耐损耗的指标。即θ=VE/VW 上式中加工速度和损耗速度均以mm3/min为 单位计算，则θ为体积相对损耗。如以g/min 为单位计算，则θ为重量相对损耗；如以 mm/min为单位计算，则θ为直线相对损耗。
(1)要有一定的脉冲放电能量，否则不能 使工件金属气化。 (2) 火花放电必须是短时间的脉冲性放 电，这样才能使放电产生的热量来不 及扩散到其他部分，从而有效地蚀除 金属，提高成型性和加工精度。 (3) 脉冲波形是单向的，以便充分利用 极性效应，提高加工速度和降低工具 电极损耗。
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第二章 电火花加工技术
2.电火花加工的分类
按工具电极和工件相对运动的方式不同，大致可 分为七大类： （1）电火花穿孔成形加工 （2）电火花线切割加工 （3）电火花磨削加工 （4）电火花同步共轭回转加工 （5）电火花高速小孔加工 （6）电火花表面强化与刻字 （7）电火花铣削加工
第二章 电火花加工技术
或形状
微孔等
火花穿孔成
形机床
电火 1.工具电极为沿 1.切割各种冲模和具 约占电火花
花线 着其轴线方向移 有直纹面的零件
机床总数的
切割 动着的线状电极 2.下料、截割和窄缝 60%，典型
2
加工 2.工具与工件在 加工 两水平方向同时 3.直接加工出零件
机床有 DK7725、
有相对伺服进给
DK7740等数
第二章 电火花加工技术
当然，每次脉冲电压的蚀除量非常少，但 频率高（每秒成千上万次）的脉冲放电，就能 蚀除较多的金属，大大提高了生产效率。
自动进给调节装置的作用，就是使工具电 极与工件之间保持恒定的放电间隙，一边蚀除 工件，一边不断地向工件进给，最后把工具电 极的形状“复制”在工件上。因此，只要改变 工具电极的形状、工具电极与工件之间的相对 运动方式，就能加工出各种复杂的型面。
花铣 件作平面或空间 加工复杂形状
控电火花加
7 削加 运动，类似常规 2.由于加工效率不 工机床有此
工 铣削
高，一般用于加工较 功能
小零件
第二章 电火花加工技术
名称：普通电火花 成型机床
型号：D7132N、40N、 50N、60N
第二章 电火花加工技术
名称：数控屏显成型机床
型号：D7132D、40D、 50D、63D
工 基工作液
3.深径比很大的小 电火花高速
2.细管电极旋转 孔，如喷嘴等
小孔加工机
床
电火 1.工具在工件表 1.模具刃口，刀具、 约占电火花
花表 面上振动
量具刃口表面强化和 机床总数的
6
面强 化、
2.工具相对工件 镀覆
移动
2.电火花刻字、打
2%-3%，典 型机床有
刻字
印记
D9105电火
花强化机等
电火 工具电极相对工 1.适合用简单电极 各种多轴数
类 工艺 别 方法
特点
用途
备注
电火 1.工具和工件主 1.型腔加工：加工各 约占电火花
花穿 要有一个相对的 类型腔模及各种复杂的 机床总数的
孔成 伺服进给运动 型腔零件
30%，典型
1
形加 2.工具为成形电 2.穿孔加工：加工各 机床有 工 极，与被加工表 种冲模、挤压模、粉末 D7125、
面有相同的截面 冶金模、各种异形孔及 D7140等电
形磨
刀
圆磨床
削
电火 1.成形工具与工 以同步回转，展成回转、 约占电火花
花同 件均作旋转运动， 倍角速度回转等不同方式，机床总数的
步共 但两者角速度相等 加工各种复杂形面的零件，1%以下，典
轭回 或成整数倍，接近 如高精度的异形齿轮，精 型机床有JN-
4 转加 的放电点可有切向 密螺纹环规、高精度、高 2,JN-8等内
工
相对运动速度
对称、表面粗糙度值小的 外螺纹加工
2.工具相对工件 内、外回转体表面等
机床
可作纵、横向进给
运动
第二章 电火花加工技术
电火 1.采用
1.加工速度可高达 约占电火花
花高 Φ0.3mm～Φ3mm 60mm/min，深径比可 机床总数的
速小 空心管状电极， 达1：100以上
2%，典型机
5 孔加 管内冲入高压水 2.线切割预穿丝孔 床有D7003A
1.电火花加工的原理：液体介质-两电极-脉 冲放电-电腐蚀-蚀除金属 2.电火花加工的基本条件：液体介质、脉冲 电源、进给装置
第二章 电火花加工技术
上节课作业： 想一想、试一试：一次脉冲性放电的微观过程是怎
样的呢？你可否结合视频中的内容梳理一下？ （下次课回答、分析） 本节课分析如下： 一次放电的微观过程（结合工作原理） 1.放电间隙；2.形成通道；3.火花放电；4.蚀除排出； 5.消电离再循环。
运动
控电火花线
切割机床
第二章 电火花加工技术
电火 1.工具与工件有 1.加工高精度、表面粗 约占电火花
花内 相对的旋转运动 糙度值小的小孔，如拉丝 机床总数的
孔、 2.工具与工件间 模、挤压模、微型轴承内 3%，典型机
3 外圆 有径向和轴向的进 环、钻套等
床有D6310电
和成 给运动
2.加工外圆、小模数滚 火花小孔内
第二章 电火花加工技术
回答上节课问题： 一次放电的微观过程（结合工作原理）:
放电间隙——形成通道——放电——蚀除排出— —再循环。
第二章 电火花加工技术
学习目标：
1.了解电火花加工的特点（结合加工原理） 2.了解电火花加工的分类（电极的相对运动方 式）
第二章 电火花加工技术
2.2 电火花加工的特点和分类
第二章 电火花加工技术
名称：机电一体电火 花成型机床
型号：D7125ND称：电火花高速穿孔机
第二章 电火花加工技术
小结、作业：
1.电火花加工的特点 2.电火花加工的分类
第二章 电火花加工技术
拓展知识：电火花加工的局限性
（1）一般加工速度较慢。安排工艺时可采用机 械加工去除大部分余量，然后再进行电火花加 工以求提高生产率。最近新的研究成果表明， 采用特殊水基不燃性工作液进行电火花加工， 其生产率甚至高于切削加工。
1.电火花加工的特点
（1）适合于任何难切削导电材料的加工。 （2）可以加工特殊及复杂形状的表面和零件。 （3）主要用于加工金属等导电材料。 （4）一般加工速度较慢。 （5）存在电极损耗。
第二章 电火花加工技术 电火花加工产品举例
图 1 窄缝深槽加工
图2 文字、花纹加工
图 3 模具零件
图 4 型腔直角加工
第二章 电火花加工技术
（2）存在电极损耗和二次放电。电极损耗多集 中在尖角或底面，最近的机床产品已能将电极 相对损耗比降至0.1％，甚至更小；电蚀产物 在排除过程中与工具电极距离太小时会引起二 次放电，形成加工斜度，影响成型精度。二次 放电甚至会使得加工无法继续。
第二章 电火花加工技术
（3）最小角部半径有限制。一般电火花加工能 得到的最小角部半径等于加工间隙（通常为 0.02~0.3mm），若电极有损耗或采用平动、摇 动加工则角部半径还要增大。
第二章 电火花加工技术
特种加工技术
机电工程系
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第二章 电火花加工技术
第二章 电火花加工技术
2.1 电火花加工的原理和基本条件
2.2 电火花加工的分类和特点 2.3 电火花成型加工 2.4 电火花线切割加工 2.5 电火花线切割加工的特点 2.6 电火花线切割机床简介
第二章 电火花加工技术
知识回顾：
第二章 电火花加工技术
一次脉冲性放电的微观过程分析：
（1）保持放电间隙。工具电极由自动进给调节装置 控制，保持工具电极与工件在正常加工时维持很小 的放电间隙(例如0.01-0.05mm)。 （2）形成放电通道。脉冲电压施加到两电极之间， 将电极间的液体介质击穿，形成放电通道。 （3）火花放电，熔化气化并爆炸。在放电过程中产 生大量热能，局部中心温度达10000℃以上，压力剧 变，使该点工件表面局部微量的金属材料瞬时熔化、 气化，并爆炸式地飞溅到工作液中。 （4）蚀除带走。被蚀除的微量金属材料在工作液中 迅速冷凝，形成固体的金属微粒，被流动的工作液 带走。 （5）消电离，再循环。