混粉电火花加工基本知识
电火花加工原理简述
电火花加工原理简述电火花加工是一种常用的金属加工方法，通过电脉冲放电在金属工件上产生火花，在火花冲击和高温作用下使金属发生融化、氧化和蒸发等化学反应，从而实现对工件进行加工的目的。
本文将简述电火花加工的原理，包括其基本概念、工作过程和应用实例。
一、基本概念电火花加工，又称为电火花放电加工、电火花蚀刻加工，是一种以电脉冲放电作为能量源来加工金属工件的方法。
通过高频脉冲电流的通断控制，使电极与工件之间产生间断放电，形成火花放电区，通过火花的能量来蚀刻掉金属工件上的无规则形状或曲线形状的凹槽或者孔洞。
二、工作过程1. 基本装置电火花加工的基本装置由电源系统、工艺系统和控制系统组成。
其中，电源系统提供脉冲电流，工艺系统包括电极、冲击液和工件夹持设备，控制系统用于调节和控制电极与工件之间的间隙和放电参数。
2. 放电区形成在电火花加工中，电极和工件之间生成细小间隙。
当通入高频脉冲电流时，由于放电区间隙较小，电极与工件之间的电压梯度非常大，随着电压上升到一定值，间隙内空气被电离形成放电通道，从而使间隙电压骤降。
3. 火花放电当间隙电压骤降时，电极和工件之间产生放电，形成火花放电区域。
火花放电区域的高温和高压使空气在瞬间膨胀，形成冲击波和等离子区。
冲击波和等离子体对工件表面产生腐蚀和剥蚀作用，从而加工出所需形状的凹槽或孔洞。
4. 脉冲控制脉冲电流的控制是电火花加工中至关重要的一步。
通过调节脉冲电流的幅值、宽度和频率等参数，可以控制火花放电能量的大小和放电的稳定性，从而实现对工件加工精度的控制。
三、应用实例电火花加工是一种在模具制造、航空航天、汽车制造和微细加工等领域广泛应用的加工方法。
它被用于加工各种形状复杂、硬度高的金属材料，如工模、模具、钨钢、硬质合金等。
以模具制造为例，电火花加工在制造模具的过程中，能够加工出精细的孔洞和复杂的曲线形状。
相比传统机械加工，电火花加工可以避免工具磨损、提高加工精度和表面质量。
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。
电火花加工资料
电火花成型工技术基础电火花加工又称放电加工（EDM ),是一种直接利用能进行加工的新工艺。
电火花加工与金属切削加工的原理完全不同，在加工过程中，工具和I件之间并不接触，而是靠工具和工件之间不断的脉冲性火花放电，产生局部、瞬时的高温把金属材料逐步熔化和气化蚀除掉。
由于放电过程中可见到火花，故我国称之为电火花加工，曰本、英国、美国称之为放电加工，俄罗斯称之为电蚀加工.目前这一工艺技术已广泛用于加工淬火钢、硬质合金等难加工材料及模具制造业。
己成为切削加工的重要补充和发展。
1-1电火花加工的基本原理电火花加工的原理是基于工具和工件(正、负电极泛间脉冲性放电时的电腐蚀现象来去除多余的金属材料，以达到对零件的尺寸、m 状及表面质量预定的加工要求。
电腐蚀现象很早就被人们发现，如緬头或电器幵关在幵、闭时有时会产生火花而把接触面烧熔。
丨:佾纪40年代舫苏联科学家拉扎连柯夫妇幵始研究并研制出第台电火花加工装置。
•电火花加1:的原押如围所1一自动进给调节装置2—脉冲电源3—工具电极4~工作液5—工件工作台7—过滤器8~工作液泵工件5与工具电极3分别与脉冲电源2的两个不同极性输出端相连接，自动进给调解装置1使工件和电极间保持相当的放电间隙。
两极间加上脉冲电压后，在间隙最小处或绝缘强度最低处将工作液介质击穿，形成放电火花。
放电通道中等离子瞬时高温使工件和电极都被蚀除一小部分材料，使各自形成一个微小的放电小坑（如图a)。
脉冲放电结束后，经过一段时间间隔，使工作液恢复绝缘，下一个脉冲电压又加在两极上，同样进行另一个循基于上述原理，进行电火花加工应具备"F列条件:环，形成另一个小凹坑。
当这种过程以相当高的频率《复进行时，工具电极不断的调整与工件的相对位置，加工出所需要的零件。
所以，从微观上看，加工表面是由很多个脉冲放电小坑组成。
（如图b)(1 )在脉冲放电点必须有足够能量的高频脉冲电源能够金属局部熔化和气化。
电极和工件表面之间必须保持一定的放电间隙大小由加工条件而定，通常为几微米至几百微米。
粉末颗粒在混粉电火花加工中作用机理研究
粉末颗粒在混粉电火花加工中作用机理研究粉末颗粒在混粉电火花加工中具有多种作用机理。
电火花加工是一种将放电过程中产生的热能转化为局部高温和高能量的加工方法，可以对金属材料进行切割、加工、雕刻等操作。
而粉末颗粒的加入会对电火花加工的过程和结果产生显著影响。
首先，粉末颗粒的加入可以改变电火花通道的导电性质。
电火花加工是通过阴阳极上的电火花通道形成放电击穿，产生高温和高压，并使材料发生熔化或蒸发。
粉末颗粒的加入可以改变电火花通道的导电性质，增加电火花击穿的可能性。
粉末颗粒的导电性取决于其成分和形状，具有较好的导电性的颗粒能够更好地传导电流，加速电火花的形成。
其次，粉末颗粒的加入可以促进电火花过程中的热原子扩散和快速熔化。
在电火花加工的过程中，电火花的高温和高压会引起材料表面的熔化和蒸发，形成高温等离子体。
而粉末颗粒的加入可以提供额外的熔化物质，加速熔化过程。
同时，粉末颗粒在熔化过程中会释放出大量的气体，增加了电火花通道内气体的浓度，从而提供了更好的击穿条件。
第三，粉末颗粒的加入可以改善材料的表面质量。
电火花加工不仅可以切割材料，还可以在材料表面形成微小的凹坑。
而粉末颗粒的加入可以填充这些凹坑，改善材料表面的光洁度和平整度。
此外，粉末颗粒的加入还可以形成受热扩散层，使材料表面的硬度和耐磨性提高。
第四，粉末颗粒的加入还可以影响电火花加工的熔化效果。
粉末颗粒与材料原料混合后，可以增加材料的熔点和熔化焓，使得电火花能量更容易转化为熔融能量。
这样一来，电火花加工可以更好地实现材料的熔化和热补偿。
最后，粉末颗粒的加入还可以改变电火花加工的材料组织和性能。
粉末颗粒的溶解和扩散过程会引起材料的晶粒细化和固溶体形成，从而改善材料的力学性能和耐磨性能。
此外，粉末颗粒还可以在电火花颗粒落地时产生冲击和位错，进一步提高材料的塑性变形能力。
综上所述，粉末颗粒在混粉电火花加工中具有导电性改善、热扩散促进、表面质量改善、熔化效果提升以及材料组织和性能改善等多种作用机理。
电火花加工的原理及应用
电火花加工的原理及应用1. 电火花加工的基本原理电火花加工是一种利用电脉冲放电的方法来加工金属材料的技术。
它通过在工件和电极之间产生电弧放电，利用电弧放电的高温和高能量来熔化和蒸发工件表面的金属，实现加工效果。
具体的原理如下：•电极与工件之间的间隙放电：电火花加工中，工件和电极之间需要保持一定的间隙，通过在这个间隙内产生电弧放电来进行加工。
电弧放电时，电极的一部分材料会被溶解和蒸发，同时工件表面的金属也会被融化。
•间隙放电时的高温和高压：电火花加工中，电弧放电产生的能量非常高，可以瞬间生成高温和高压。
这种高温和高压可以使工件表面的金属瞬间熔化和蒸发，形成加工效果。
•电弧放电的控制：电火花加工通过控制电极和工件之间的间隙距离、放电时间和放电频率等参数，来控制电弧放电的大小和位置。
通过合理调节这些参数，可以实现对工件表面金属的精细加工。
2. 电火花加工的应用电火花加工具有以下几个主要的应用领域：2.1. 模具制造电火花加工在模具制造中有着广泛的应用。
在制造模具的过程中，常常需要对模具表面进行精细的加工，以满足产品的需求。
电火花加工可以对模具表面进行加工，包括刻蚀、细微结构的加工等，由于其加工精度高、加工速度快的特点，可以提高模具制造的效率和质量。
2.2. 精密零件加工电火花加工在精密零件加工中也有着重要的应用。
在一些需要加工复杂形状和细微结构的零件中，传统的加工方法很难满足要求。
而电火花加工可以通过调节参数来实现对零件的精细加工，可以加工出形状复杂、尺寸精度高的零件，应用范围广泛。
2.3. 刀具制造电火花加工在刀具制造中也有着重要的应用。
刀具是加工过程中不可或缺的工具，在制造过程中需要对刀具的表面进行一定的加工，以提高刀具的使用寿命和切削性能。
电火花加工可以对刀具进行加工，包括刀具的修复、刀具的磨损层的去除等，有效提高了刀具的质量和使用寿命。
2.4. 复杂曲面加工电火花加工在复杂曲面加工中也有着广泛的应用。
电火花加工的基本原理
电火花加工的基本原理
首先，电火花加工的基本原理之一是电极放电。
在电火花加工中，电极是通过
电脉冲放电来实现对工件的加工。
电极放电时，电极和工件之间的间隙中充满了工作液，当电脉冲作用在电极上时，电极和工件之间的间隙中会形成电场，从而导致电极放电。
电极放电时产生的高温和高压使工作液中的液体形成等离子体，从而产生了电火花放电，实现了对工件表面的加工。
其次，电火花加工的基本原理还包括电火花放电。
在电极放电的基础上，电火
花放电是电火花加工过程中最主要的环节。
电火花放电是指在电极和工件之间的间隙中，通过电脉冲的作用产生的高温和高压，使工件表面产生微小的熔化和蒸发，从而实现对工件的加工。
电火花放电的能量密度很高，可以实现对硬质材料的加工，因此在模具制造、航空航天等领域有着广泛的应用。
最后，电火花加工的基本原理还包括工件加工。
在电火花加工中，工件加工是
通过电火花放电实现的。
当电火花放电作用在工件表面时，工件表面会产生微小的熔化和蒸发，从而实现对工件的加工。
通过控制电脉冲的参数，可以实现不同形状和尺寸的加工，因此电火花加工具有很高的加工精度和表面质量。
综上所述，电火花加工的基本原理包括电极放电、电火花放电和工件加工三个
方面。
通过对这些基本原理的理解，可以更好地掌握电火花加工的工艺特点和加工规律，为实际生产中的加工工艺提供理论支持和指导。
同时，电火花加工作为一种非常重要的金属加工方法，其在模具制造、航空航天等领域有着广泛的应用，对于提高产品质量和生产效率具有重要意义。
电火花加工技术
电火花加工技术的应用及其发展1.电火花加工技术的简介从前苏联科学院拉扎连柯夫妇在1943年研制出世界上第一台实用化电火花加工装置以来,电火花加工技术得到了飞速的发展,电火花加工技术是历史最悠久的特种加工方法之一，在模具制造业，航空和航天，电子等众多领域得到了广泛的应用。
电火花加工又称放电加工，也有称电脉冲加工，它是一种直接利用热能和电能进行加工的工艺。
电火花加工与金属切削加工的原理完全不同，在加工过程中，工件和工具不接触，而是靠工具与工件之间的脉冲性火花放电，产生局部，瞬间的高温把金属材料逐步的蚀除掉。
由于放电的过程产生火花所以也称电火花加工。
图1. 电火花加工的原理图如图1的原理图所示，工件与工具分别连接到脉冲电源的两个不同的极性的电极上。
当两电极加上脉冲电源后，工件和电极保持适当的距离，就会把工件和工具之间的介质击穿，形成放电通道。
放电通道产生瞬间高温，使工件表面的材料融化甚至气化，同时也使工作介质气化。
在放电间隙处迅速热膨胀并产生爆炸。
工件表面一部分材料被蚀除掉抛出，形成微小的电蚀坑。
脉冲放电结束后，经过一段时间间隔，使工作液恢复绝缘，脉冲电源反复作用于工件和工具电极上，上述过程不断重复进行，工件逐渐被加工成想要的形状。
2.电火花加工技术的应用范围由于电火花加工有其独特的优越性，再加上数控水平和工艺技术的不断提高，其利用领域日益扩大，已经覆盖到机械、宇航、航空、电子、核能、仪器、轻工等部门，用以解决各种难加工材料、复杂形状零件等有特殊要求的零件的制造，成为常规切削、磨削加工的重要补充和发展：模具制造是电火花成型加工应用最多的领域，而且非常的典型。
2.1以下简单介绍电火花成则加工在模具制造方面的的应用1．高硬度零件加工对于某些要求硬度较高的模具，或者是硬度要求特别高的滑块、顶块等零件，在热处理后其表固硬度高达50HRc以上，采用机加的方式将很难加工这么高硬度的件．采用屯火花加工可以不受材料硬度的影响。
电火花加工原理ppt课件
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图4.1 电火花加工原理 1—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
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1：基本原理
由于放电时间极短，放电区域很小，所以能量 高度集中，工件表面和工具电极表面的金属局部熔 化，甚至汽化蒸发。并在爆炸力的作用下被抛入工 作液中冷却为金属小颗粒，并被工作液冲离，从而 使工件表面形成一个微小的凹坑。一次脉冲放电后， 介质恢复绝缘强度等待下一次放电。
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四、影响加工速度的主要因素---极性效应
定义：正、负两极的蚀除速度不同，这种蚀除速度不同 的现象称极性效应。
当采用短脉冲进行 加工时，大部分正离子 尚未到达负极表面，脉 冲便已结束，所以负极 的蚀除量小于正极。
工件正极—正极性加工
精加工
短脉冲
ti <10 s
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当采用长脉冲加 工时，正离子有足够 的时间加速得到较大 的速度，也有足够的 时间到达负极表面。 加上它的质量大，因 而正离子对负极的轰 击作用远大于电子对 正极的轰击，负极的 蚀除量大于正极。
（2）放电 在电场作用下，电子高速奔向阳极，正 离子奔向阴极，并产生火花放电，形成放电通道。 由于放电通道受放电时磁场力和周围液体介质的 压缩，其截面积极小
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(3)热膨胀
由于放电通道中电子和正离子高速运动时相互碰撞，产 生大量热能。阳极和阴极表面受高速电子和正离子流的撞击， 其动能也转化为热能。在热源作用区的电极和工件表面层金 属会很快熔化，甚至气化。工作液变黑，在极间冒出小气泡。 因此，具有突然膨胀、爆炸的特性(可听到噼啪声)。
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三、 电火花加工的特点
(1)便于加工用机械加工难以加工或无法加工的材料。
电火花加工的基本原理
电火花加工的基本原理1. 简介电火花加工是一种精密加工技术，广泛应用于制造业，特别是模具制造和精密零件加工领域。
它通过利用电脉冲放电的原理，将电能转化为热能，从而在工件表面制造微小的放电坑，以实现高精度的加工。
在本文中，我们将详细介绍电火花加工的基本原理。
2. 电火花加工的原理电火花加工是利用电脉冲放电造成的局部放电击穿现象来进行加工的一种非机械加工方法。
其基本原理可以概括为以下几个步骤：2.1. 电极与工件之间的间隙电火花加工中，使用两个电极分别作为阳极和阴极。
阳极和阴极之间形成的间隙被称为电火花加工间隙。
在开始加工之前，需要调整和控制电极间隙的大小。
电极间隙的大小直接影响到加工精度和效率。
2.2. 电脉冲放电在电火花加工过程中，需要将电极与工件之间的间隙通入工作液，形成电火花放电的环境。
工作液一般是一种绝缘液体，例如矿物油或脱离子水。
通过控制电压和电流的波形以及放电时间，可以生成高能量的电脉冲放电。
2.3. 放电击穿当电压和电流达到一定的阈值时，就会在电极间隙中形成电火花放电。
电火花放电时，电极之间的间隙会发生电离，形成一个等离子体通道。
这个通道具有较低的电阻，电流可以通过通道流动。
2.4. 放电坑的生成电火花放电时，高能量的电流通过等离子体通道，通过电极与工件之间的间隙。
在电流通过的过程中，放电通道中的物质会发生熔融、汽化和溅射等现象，从而在工件表面形成微小的放电坑。
2.5. 加工过程在电火花加工过程中，电极和工件保持一定的相对位置，并且通过电极和工件之间的间隙通入工作液。
通过控制电脉冲的频率、幅值和脉宽等参数，可以控制放电坑的尺寸和形状，从而实现精密加工。
3. 电火花加工的优势和应用电火花加工具有以下几个优势：•可以加工高硬度的材料，包括硬质合金、陶瓷和硬化钢等。
•可以实现高精度和复杂形状的加工，包括内外轮廓、螺纹和平面等。
•加工过程中，不会产生切削力和热变形，能够保持工件的原始硬度和精度。
电火花加工PPT课件
六、电火花加工的分类
电火花穿孔成形加工、电火花线切割加工、 电火花磨削和镗磨、电火花展成加工、电 火花表面强化与刻字。
第二节 电火花加工中的基本工艺规律
一、穿孔加工——常指贯通的等截面或变截面的二维型孔的电火花加工。 3）放电必须在一定绝缘性能的液体介质中进行 第五节 其他电火花加工
第一节 基本原理和分类
一、电火花腐蚀产生的原因
十九世纪末期，在美国发明了电笔，它是在电 极与被加工工件金属之间，通过低电压、大电流 时进行刻印或写字的，进入二十世纪后，通过在 介电液体中放电，能够制作金属粉末等。1943年， 前苏联科学家研究开关触点遭受火花放电腐蚀损 坏的有害现象和原因，发现电火花的瞬时高温可 以使局部的金属熔化、气化而被蚀除掉，开创了 电火花加工方法。之后日本把电火花加工作为精 密加工，用于金属模具加工来研究。现在电火花 加工已经成为金属模具加工的主要手段。
2、工具电极损耗
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电极结构
4）RLC线路脉冲电流 2）热影响层：材料无熔化，但金相组织发生了变化 2、加工外螺纹：工件作径向进给 1）工件接脉冲电源的正极——正极性加工 磨削——工具、工件旋转运动，轴向进给 间隙一致性，保持不变时，可以通过修正工具电极的尺寸对放电间隙进行补偿 又称白层，随脉冲能量的增大而变厚，与机体结合不牢。 淬火钢：再淬火区，高温回火，低温回火 凹模的质量指标主要是尺寸精度、冲头与凹模的配合间隙，刃口高度、刃口斜度和落料角。 能达到较高的仿形精度，每个电极加工时必须把上一规准的放电痕迹去掉，要求电极的制造精度高，定位装夹精度高 1）高低压复合脉冲电源 1）可以采取冲油或定时抬刀的办法排除电蚀产物。 3）显微裂纹 受拉应力产生显微裂纹。 1943年，前苏联科学家研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的有害现象和原因，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、气化 而被蚀除掉，开创了电火花加工方法。 深径比可超200以上。 加工型腔模具——电极的低损耗 1）材料：钢T8A、T10A、Cr15等 3、加工薄壁、异形小孔、深小孔等有特殊要求的零件。 3）为了适应不同规准，整个功率级由几十只大功率高频晶体管并联，可调粗、中、精加工规准。 2）精度：不低于IT7，Ra1.
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混粉电火花加工
混粉电火花加工即在电火花工作液中混入一定比例的导电或半导
电微细粉末的方法，可以明显克服普通电火花加工的某些缺点，降低
表面粗糙度，减小白硬层的厚度，消除微观裂纹，使加工后的表面达
到类似镜面的效果，且可实现大面积稳定加工，可免除后续抛光处理。
直接用于精密模具型腔表面的最终加工。同时，加工后的表面耐磨性
和耐蚀性均得到提高，可延长模具的使用寿命，提高经济效益。2006
年我司混粉加工的工艺研发正式被纳入日程，它通过对现有设备进行
技改，在加工液中混入超细粉末（炭粉 颗粒2um），起到改善放电条
件的作用，能够在加工出合格产品的同时，提高产品质量，且大幅提
高加工效率。填补了较大型腔且粗糙度R0.4以下的产品加工的空白，
无论是在加工技术提升方面还是在增强产品自身市场竞争方面均能起
到非常积极的作用。
混粉电火花镜面加工机理：混粉工作液使得火花放电间隙增大、
使放电点分布趋于均匀，粉末间发生的“串联放电效应”导致放电间隙
增大，同时由于放电粉末的均匀分布使得混粉工作液中的极间放电分
散，最终反映到工件表面为形成相对均匀且较小的放电蚀坑。
粉末浓度的影响：翻阅外部资料，在粉末浓度达到16g/L时，光
洁度和加工效率均能达到最佳状态。为保证混粉电火花加工提供较好
的加工表面质量和较高的加工速度，恰当的粉末浓度是十分重要的。
但由于粉末材料的密度高于电火花工作液的密度，粉末颗粒的沉淀是
不可避免的，这会导致添加在工作液中的粉末总量并不直接对应着混
粉工作液的实际浓度，而且在实际加工中粉末还会被消耗，因而要达
到并维持最佳的粉末浓度是十分困难的。实际操作中只需保证粉末浓
度在一个恰当的范围内即可。实际加工中综合考虑加工成本，我们选
择的加工浓度一般在2~10g/L。