电火花加工介绍
电火花加工
电火花加工（英语：Electrical Discharge Machining，简称EDM），又称放电加工，是特种加工技术的一种，广泛应用在模具制造、机械加工行业。
电火花加工可以用来加工传统切削方法难以加工的超硬材料和复杂形状的工件，通常用于加工导电的材料，可以在诸如钛合金、工具钢、碳钢和硬质合金等难加工材料上加工复杂的型腔或者轮廓。
电火花加工原理是在导电的工具电极和工件之间施加上周期性快速变化的电压脉冲，通过浸没在绝缘介质中的工具电极与工件之间的脉冲性放电所产生的局部高温使工件表面金属熔化、气化，从而蚀除金属。
因此在加工过程中几乎不存在切削力。
应用这种加工方法的机床主要有：∙电火花成型加工机床：工具电极一般采用石墨或紫铜，工具和工件浸没在煤油基工作液中，通过放电把工具电极上的形状复制到工件上。
∙电火花线切割加工机床：采用去离子水（Deionized water）作为绝缘介质，采用黄铜丝或黄铜镀锌丝作为工具电极（中国大陆发明的往复走丝电火花加工线切割机床通常采用乳化液，采用钼丝作为工具电极）。
目录[隐藏]∙ 1 历史∙ 2 优点∙ 3 缺点∙ 4 线切割∙ 5 电火花加工分类∙ 6 电火花机分类∙7 电火花机放电微观过程[编辑]历史1943年，苏联学者拉扎连科夫妇（Dr. B.R. Lazarenko 及 Dr. N.I. Lazarenko ）发明电火花机，使用电阻、电容回路，即RC回路。
50年代，改进为电阻、电感、电容等回路，即既RLC回路。
60年代，改进为晶体管，可控硅脉冲电源。
70年代，改进为高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲、可调波形脉冲电源。
80年代，采用工业级CPU控制，能实现G码编辑等功能，极大的提升了使用性能。
日本牧野（Makino）公司在1980年发明第一台数字控制电火花加工机。
至1990年代，采用了多轴控制及刀库（ATC）技术。
近些年，无电阻技术、直线导轨技术、混粉技术等一批新工艺也成功运用在电火花机上。
电火花加工
2.电火花线切割加工
该方法是利用移动的细金属丝作工具电极，按预定的轨迹 进行脉冲放电切割。按金属丝电极移动的速度大小分为高速 走丝和低速走丝线切割。我国普通采用高速走丝线切割，近 年来正在发展低速走丝线切割，高速走丝时，金属丝电极是 直径为φ0.02～φ0.3mm的高强度钼丝，往复运动速度为8～ 10m/s。低速走丝时，多采用铜丝，线电极以小于0.2m/s的 速度作单方向低速运动。线切割时，电极丝不断移动，其损 耗很小，因而加工精度较高。其平均加工精度可达 0.0lmm， 大大高于电火花成形加工。表面粗糙度Ra值可达1.6 或更小。
1.电火花成形加工
该方法是通过工具电极相对于工件作进给运动， 将工件电极的形状和尺寸复制在工件上，从而加工 出所需要的零件。它包括电火花型腔加工和穿孔加 工两种。电火花型腔加工主要用于加工各类热锻模、 压铸模、挤压模、塑料模和胶木膜的型腔。电火花 穿孔加工主要用于型孔（圆孔、方孔、多边形孔、 异形孔）、曲线孔（弯孔、螺旋孔）、小孔和微孔 的加工。近年来，为了解决小孔加工中电极截面小、 易变形、孔的深径比大、排屑困难等问题，在电火 花穿孔加工中发展了高速小孔加工，取得良好的社 会经济效益。
电火花加工具有如下特点：可以加工任何高 强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度 的导电材料；加工时无明显机械力，适用于 低刚度工件和微细结构的加工：脉冲参数可 依据需要调节，可在同一台机床上进行粗加 工、半精加工和精加工；电火花加工后的表 面呈现的凹坑，有利于贮油和降低噪声；生 产效率低于切削加工；放电过程有部分能量 消耗在工具电极上，导致电极损耗，影响成 形精度。 国内外数控电火花线切割机床都 采用了不同水平的微机数控系统，实现了电 火花线切割数控化。目前电火花线切割广泛 用于加工各种冲裁模（冲孔和落料用）、样 板以及各种形状复杂型孔、型面和窄缝等。
电火花加工技术的原理与应用
电火花加工技术的原理与应用电火花加工，又称放电加工、电火花冲击加工，是一种非传统的加工方法。
它通过在工件与电极之间产生电弧放电的现象，利用放电的能量来加工工件，从而实现对工件进行高精度、高质量加工的目的。
电火花加工技术广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造、精密仪器等领域。
电火花加工的原理十分复杂，但可以简单地概括为以下几个步骤。
首先，将工件与电极之间的间隙充满介质，一般使用脱脂机油或去离子水。
然后，在加工过程中，施加一定的电压，使电极与工件之间产生电弧放电。
电弧放电时，工件的表面会被高能量的电火花冲击，导致小颗粒的剥离、熔融和蒸发，从而形成所需的加工形状。
在电火花加工中，有几个关键的参数需要控制。
首先是放电电压，它直接影响到电火花的能量和强度。
通常情况下，放电电压越高，加工速度越快，但也容易造成表面粗糙度的增加。
同时，电极与工件之间的间隙大小也十分重要。
间隙过大会导致放电能量不足，影响加工效果；而间隙过小则容易引起过热和电极损坏。
此外，放电脉冲的宽度和频率、电极形状等参数也需要进行合理的选择和控制。
电火花加工技术的应用非常广泛。
首先，它常用于制造模具。
传统的机械加工方法往往难以加工出复杂、精密的模具形状，而电火花加工则能够轻松应对这一难题。
其次，电火花加工在航空航天领域也有广泛应用。
航空发动机的涡轮叶片、复杂曲面件等零部件常常通过电火花加工来进行成形。
此外，电火花加工还可以用于制造精密仪器的零件、切割工件、修复断裂的齿轮等。
虽然电火花加工技术具有很多优点，但也存在一些局限性。
首先，加工速度较慢，对于大批量生产不适用。
其次，加工表面粗糙度较高，需要进行后续的抛光、磨削等处理。
此外，电火花加工还需要较高的设备成本和专业的操作技术。
总的来说，电火花加工技术作为一种非传统的加工方法，在工业生产中有着重要的地位。
凭借其高精度、高质量的加工效果，它被广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造、精密仪器等领域。
电火花机加工原理
电火花机加工原理电火花机加工是一种常见的金属加工方法，通过控制高频电脉冲和卸料电压，在工件表面发生高温、高压的局部放电，进而腐蚀掉工件表面的金属，从而实现对工件形状和尺寸的加工。
电火花机加工具有加工精度高、表面质量好、适用于硬质材料等优点，因此在模具、航空航天、汽车等领域有着广泛的应用。
电火花机加工的原理主要是利用电脉冲产生高压电场，通过尖端放电点触发局部放电，使工件表面金属发生侵蚀，从而实现对工件的加工。
下面将详细介绍电火花机加工的原理过程。
1. 电火花机加工的电路原理电火花机加工的电路原理主要由电源、控制器、电极和工件组成。
其中电源通过高频发生器产生高频电脉冲，经过控制器的调节形成一定的电压和电流信号，然后通过电极与工件之间形成局部放电。
电火花机加工电路原理图如下图所示：```________| || 电源 || || || || | || | |高频发生器|__________| ||| 控制器|+----电极-------工件----+```2. 电火花机加工的放电过程电火花机加工的放电过程是通过高频电脉冲产生高压电场，使工件表面金属发生局部放电，从而腐蚀掉工件表面的金属，实现对工件的加工。
放电的过程主要包括以下几个步骤：(1) 电极与工件的间隙放电在电火花机加工过程中，电极与工件之间形成一定的间隙，通过高频电脉冲产生高压电场，使电极与工件之间发生局部放电，从而在工件表面产生高温高压的电晕，进而使工件表面金属发生侵蚀，实现对工件的加工。
(2) 电极与工件的间隙维持在电火花机加工过程中，电极与工件之间的间隙需要保持一定的距离，以保证局部放电能够有效地腐蚀掉工件表面的金属。
因此，电火花机加工中常常需要用到一定的间隙调节装置，以保持电极与工件之间的间隙稳定。
(3) 放电的频率和脉冲宽度电火花机加工中的放电频率和脉冲宽度是影响加工效果的重要因素。
放电频率越高，脉冲宽度越短，工件表面金属的侵蚀速度就越快，加工效率就越高。
电火花加工
电火花加工技术摘要：电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。
本文简要介绍了电火花加工技术的发展历程、国内外研究现状以及未来发展趋势。
关键词：电火花加工；发展历程；现状；发展趋势一、电火花加工简介电火花加工（英语：Electrical Discharge Machining，简称EDM），是特种加工技术的一种，广泛应用在模具制造、机械加工行业。
放电加工可以用来加工传统切削方法难以加工的超硬材料和复杂形状的工件，通常用于加工导电的材料，可以在诸如钛合金、工具钢、碳钢和硬质合金等难加工材料上加工复杂的型腔或者轮廓。
其原理是在导电的工具电极和工件之间施加上周期性快速变化的电压脉冲，通过浸没在绝缘介质中的工具电极与工件之间的脉冲性放电所产生的局部高温使工件表面金属熔化、气化，从而蚀除金属。
因此在加工过程中几乎不存在切削力。
二、电火花加工发展历程1943年，苏联学者拉扎连科夫妇（Dr.B.R. Lazarenko 及 Dr. N.I. Lazarenko ）发明电火花机，使用电阻、电容回路，即RC 回路。
50年代，改进为电阻、电感、电容等回路，即既RLC回路。
60年代，改进为晶体管，可控硅脉冲电源。
70年代，改进为高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲、可调波形脉冲电源。
80年代，采用工业级CPU控制，能实现G码编辑等功能，极大的提升了使用性能。
日本牧野（Makino）公司在1980年发明第一台数字控制放电加工机。
至1990年代，采用了多轴控制及刀库（ATC）技术。
近些年，无电阻技术、直线导轨技术、混粉技术等一批新工艺也成功运用在电火花机上。
在我国，电火花加工技术经历了手动电火花加工、液压伺服、直流电机、步进电机、交流伺服电机等一系列过程。
控制系统也越来越复杂，从单轴数控到3轴数控、再到多轴联动。
20世纪90年代初期，3轴电火花机在国内还是空白，主要是从日本和瑞士弓I进。
模具零件电火花加工
模具零件电火花加工概述模具零件电火花加工是一种通过电火花放电的方式，在模具零件表面切割形成所需形状的加工方法。
它是一种非接触性的加工方式，广泛应用于模具零件加工行业。
本文将介绍模具零件电火花加工的原理、工艺步骤以及一些注意事项。
一、原理模具零件电火花加工是利用电火花放电瞬间高温等离子态的效应，通过放电电极与工件之间频繁的放电，溶化并蚀刻工件表面，从而实现对工件进行精确加工的一种方法。
电火花放电加工的原理由以下几个关键步骤组成：1.放电开始：在电极之间建立一定的电压和电流，达到一定程度后，放电开始。
2.放电瞬间：放电开始后，形成高温等离子体，使电极和工件之间的液体材料溶化。
3.放电间歇：放电瞬间后，电压降低，等离子体消失，电极和工件之间形成间隙。
4.清割作用：在放电间歇过程中，通过电解液的冲洗和电极的震荡，将溶化后的材料带走。
二、工艺步骤模具零件电火花加工的工艺步骤如下：1.设计加工路径：根据零件的要求设计出相应的加工路径，包括切割深度、加工速度等参数。
2.准备工作：选取合适的电火花加工机床和电极，准备工件和电解液。
3.安装工件和电极：将工件固定在工作台上，并安装好电极。
4.设置参数：根据实际情况设置加工参数，包括放电电流、放电时间等。
5.启动加工：打开加工机床电源，启动加工程序，开始电火花加工。
6.监控加工过程：通过监控系统实时监测加工过程中的电流、电压等参数，及时调整加工参数。
7.完成加工：当加工路径加工完毕后，停止加工程序，取出零件进行检测。
三、注意事项在模具零件电火花加工过程中，需要注意以下几个事项：1.安全操作：加工过程中需戴好防护眼镜，避免火花飞溅引起伤害。
2.加工材料：需根据零件的材质选择合适的电解液和电极材料，以保证加工效果和加工速度。
3.加工路径设计：加工路径应合理设计，避免过多的切削道次，提高加工效率。
4.加工参数设置：根据实际情况和加工要求，合理设置加工参数，以获得较好的加工效果。
电火花加工知识讲解
第一节 电火花加工的基本原理及分类
• 2、必须采用自动进给调节装置 • 以保证工具电极与工件电极间微小的放电间隙。间隙过大，极间
第一节 电火花加工的基本原理及分类
➢电火花加工的点及其应用
• 主要优点：
• 1、可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及时高 纯度的导电材料。如不锈钢、钛合金、工业纯铁、淬火钢、硬 质合金、导电陶瓷、立方氮化硼和人造聚晶金刚石等。
• 2、加工时无明显机械力，故适用于低刚度工件和细微结构的 加工。由于可以简单地将工具电极的形状复制在工件上，再加 上数控技术的运用，因此，特别适用于复杂的型孔和型腔加工。 甚至可以使用简单的工具电极加工出复杂形状的零件。
电压难以击穿极间的液体介质，不能产生火花放电；间隙过小， 容易产生短路，也不能产生火花放电。电参数对放电间隙的影响 很 大 ， 精 加 工 时 单 边 间 隙 仅 有 0.01mm, 而 粗 加 工 时 则 可 达 0.5mm，甚至更大。 • 3、火花放电必须在具有一定绝缘强度(103~107Ω·cm)的液体介 质中进行 • 常用的液体介质有煤油、皂化液和去离子水等。液体介质又称工 作液，它除了有利于产生脉冲式火花放电外，而且有利于排除放 电过程中产生的电蚀产物和冷却电极及工件表面。
第一节 电火花加工的基本原理及分类
➢电火花加工原理
电火花加工是在如图1-1所示的加工系统中进行的。加工时， 脉冲电源的一极接工具电源，另一极接工件电极。两极均 浸入具有一定绝缘度的液体介质（常用煤油或矿物油）中。 工具电极由自动进给调节装置控制，以保证工具与工件在 正常加工时维持一很小的放电间隙（0.01-0.05mm）。当 脉冲电压加到两极之间，便将当时条件下极间最近点的液 体介质击穿，形成放电通道。
电火花加工的工作原理
电火花加工的工作原理
电火花加工是一种利用电火花放电形成的高温、高压等条件，通过瞬间蒸发电击位置上的工件材料，从而实现对工件进行加工的方法。
其工作原理可归纳为以下几个步骤：
1. 电极放电：电火花加工通常由两个电极构成，工件和电极之间形成一定的放电间隙。
在放电沟槽中，电极之间的间隙被填充了工作液体。
当加上适当的电压后，两个电极之间的电场强度逐渐增加，最终导致放电。
2. 放电过程：一旦电场强度达到临界值，电火花就会在放电间隙内形成，形成了高温、高压等条件。
放电时，突然出现的电流将在工作液体中形成小气泡，这些气泡将在极短的时间内迅速扩大和坍缩。
这个过程称为电火花放电。
放电时产生的高温将瞬间蒸发掉液态中的工作液体，同时也将会产生热冲击力和高速离子流。
3. 材料移除：在放电过程中，瞬间蒸发的工作液体形成的高温气体将产生巨大的膨胀力和热冲击力。
这些力量将把工件表面的材料冲击碎裂，小颗粒随后通过工作液体带走。
此外，也通过高速离子流的撞击和侵蚀来移除材料。
4. 重复放电：电火花加工是一种周期性的过程。
在每次瞬间放电后，间隙中的气泡将坍缩并重新填充，从而形成下一次放电。
这个重复放电的过程会持续不断地进行，直到达到预定的加工效果。
综上所述，电火花加工是一种利用电火花放电来产生高温、高压和冲击力的加工方法。
通过瞬间蒸发、碎裂和侵蚀工件表面的材料，实现对工件的加工和形状改变。
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编程
• G90 • G80 Z• G92 X0 Y0 Z0 • G00 M05 Z10 • C01 LN01 STEP60+H2 G01 Z260-H1 • G00 M05 Z10 • C02 LN01 STEP100+H2 G01 Z180-H1 • G00 M05 Z10
接上页
• C03 LN01 STEP140+H2 G01 Z140-H1 • G00 M05 Z10 • C04 LN01 STEP160+H2 G01 Z100-H1 • G00 M05 Z10 • C05 LN01 STEP180+H2 G01 Z60-H1 • G00 M05 Z10 • C06 LN01 STEP200+H2 G01 Z30-H1 • G00 M05 Z10 • C80 LN01 STEP220+H2 G01 Z0-H1 • G00 M05 Z10 • M02
2、平动加工
• 平动加工是指在单轴加工时，其他两轴 进行特定轨迹合成动作的加工方式。 其作用
• 修光表面和精确控制尺寸精度。 • 补偿因电极工方式
• 圆形平动 • 方形平动 • 交叉平动
3、电火花成形加工的编程
一般代码及含义
代码 G00 G01 G04 G80 G82 G90 G91
4、线切割的特点与应用
• 电火花线切割能切割加工传统方法难于加工或无法加工 的高硬度、高强度、高脆性、高韧性等导电材料及半导 体材料。
• 由于电极丝极细，可以加工细微异形孔、窄缝和复杂形 状零件。
• 工件被加工表面受热影响小，适合于加工热敏感性材料 • 加工精度较高，可达0.02～0.0lmm，表面粗糙度Ra可达
代码 • H代码 为宏代码。在编程时某些数据会经常出
现。为简化编程，采用指定代码形式来代替这些 数据，以便反复使用而不出错。 • 系统在编程菜单下设置有C代码、H代码编辑子菜 单。C代码和H代码只有事先编好才能在程序中应 用
编程要求
• 在一个语句中，如果既有C代码，又有M 代码和G代码，规定C代码在前，M代码 在中，G代码在后，代码与代码之间空 一格。
l.6μ m • 加工过程中，工具与工件不直接接触，不存在显著的切
削力，有利于加工低刚度工件。 • 由于切缝很细，实际金属蚀除量很少，材料利用率高，
对于贵重金属加工更具有重要意义。
三、电火花成形加工
• 1、电火花成形加工的工作原理 • 2、平动加工 • 3、电火花成形加工的编程
1、电火花成形加工的工作原理
• 在一个语句中，如果既有LN代码，又有 C代码和G代码，规定C代码在前，LN代 码在中，G代码在后，代码与代码之间 空一格。
编程实例
• 设加工零件孔深为20mm，Ra<1.25µm，事先定义 H1 = 20000（孔深），H2 = 工件名义尺寸-（电 极尺寸+STEP***）（STEP***为最后加工条件的 STEP值），并编辑好C01、C02、C03、C04、C05、 C06、C80等C条件，规定平动类型为LN01。加工 程序如下：
2、电火花加工的条件
• 必须采用脉冲电源，以形成瞬时脉冲放电。 • 必须采用自动进给调节装置，以保持工具电
极与工件间微小的放电间隙。 • 火花放电必须在具有一定绝缘强度的液体介
质中进行。 • 电火花加工的种类：电火花线切割 、电火花
成形， 电火花穿孔、电火花强化等。
二、电火花线切割
1、电火花线切割的工作原理 2、电火花线切割的工艺要求
• G92 X ____Y____：以相对坐标方式设定加工坐标起点
• G27：设定 XY／UV 平面联动方式
• G01 X____Y____(U____V____）：直线插补指令
•
XY表示在XY平面中以直线起点为坐标原点的终点坐标
•
UV表示在UV平面中以直线起点为坐标原点的终点坐标
• G02 X____Y____I____J____：顺圆插补指令
影响加工精度因素
• 电规准 • 切割路线 • 电极丝张力 • 走丝速度 • 工件厚度 • 进给速度
3、线切割编程
• 根据图形自动编程 • 图形来源：
– 用机床自带软件绘制。 – 用其他绘图软件绘制，并以“DXF”格式保
存下来的图形。 – 扫描并用专门软件进行图形转换而得到的图
形。
编程代码含义
一般数控线切割机床编程系统采用的代码是国际通用ISO代码。其 格式如下：
• G02 U____V____I____J____
• 以圆弧起点为坐标原点，XY（UV）表示终点坐标，IJ表示圆 心坐标
• G03 X____Y____I____J____：逆圆插补指令
• M00：暂停指令
• M02：加工结束指令
编程实例
• G92 X0 Y30000 • G01 X0 Y10000 • G02 X10000 Y-10000 I0 J-10000 • G01 X0 Y-20000 • G01 X20000 Y0 • G02 X0 Y-20000 I0 J-10000 • G01 X-40000 Y0 • G01 X0 Y40000 • G02 X10000 Y10000 I10000 J0 • G01 X0 Y-10000 • M00 • M02
功能 快速定位 直线插补
延时 接触感知 半程移动 绝对坐标 增量坐标
代码 G92 G97 M02 M04 M05 M98 M99
功能 设定坐标值 三坐标清零
程序结束 回加工起点 忽略接触感知 子程序调用 子程序返回
3、电火花成形加工的编程
特殊代码
• LN代码 是平动加工代码 • C代码 是指加工条件（加工时脉冲电源参数）
反译程序
• G92 X-10000 Y0 • G01 X10000 Y10000 • G02 X10000 Y-10000 I0 J-10000 • G01 X-10000 Y-10000 • G02 X-10000 Y10000 I0 J10000 • M00 • M02
电规准的选择
切割路线的确定 影响加工精度因素
3、电火花线切割的编程 4、电火花线切割的特点与应用
1、电火花线切割的工作原理
2、线切割的工艺要求
电规准的选择
• 电规准主要指： 加工电流：加工区的平均电流 单个脉冲能量（单个脉冲能量大小是由脉冲 宽度、峰值电流、峰值电压等决定）
• 粗加工时，应选用较大的加工电流和大的单个脉冲能量， 可获得较高的材料去除率。应注意所选电极丝的截面积 对加工电流的限制，以免引起断丝 。
第五章 电火花加工 介绍
第五章 电火花加工介绍
一、电火花加工的基本原理与条件 二、电火花线切割 三、电火花成形加工
一、电火花加工的基本原理 与条件
• 1、电火花加工的基本原理 • 2、电火花加工的基本条件
1、电火花加工的基本原理
• 电火花加工是利用两个电极间隙脉冲放 电的腐蚀原理进行的。电火花加工的实 质是“电蚀”。所谓电蚀是带电两极间 的绝缘介质被瞬时击穿产生火花放电， 并瞬时产生大量的热能，使工件的放电 部分熔化、甚至气化，电极金属放电局 部被蚀除的过程。电火花加工也被称做 放电加工或电蚀加工。
• 精加工时，应选用较小的加工电流和小的单个脉冲能量， 可以获得较好的表面粗糙度。
2、线切割的工艺要求
切割路线的确定
• 切割编程起始位置与切割路线要合理选 择。选择切割编程起始位置与切割路线 应以工件装夹位置为依据，再考虑工件 切割过程中刚性的变化以及工件内是否 存在残余应力等。
不合理
合理
2、线切割的工艺要求