精密加工——谈火花机的加工原理

深圳市爱德利机电有限公司成立于2000年，是一家专业从事精密机械零件加工的国家级高薪科技企业。目前，公司拥有数控加工中心、数控车床、线切割、高精度内外圆磨削、平面磨削、瑞士高精度二维坐标、六角坐标等生产和检测设备100多台。为医疗器械、新能源、智能装备等行业提供各类精密机械零件加工，长期为欧美公司、日本公司、国内公司加工各类精密零件。我们熟悉相关标准和技术要求，奉行质量保证、交货及时、价格合理的方针，为客户提供高性价比的服务。

电火花加工时，工具电极和工件分别接在脉冲电源的两极，浸入工作液中，或者将工作液充入放电间隙中。间隙自动控制系统控制工具电极进给工件。当两个电极之间的间隙达到一定距离时，施加在两个电极上的脉冲电压将击穿工作流体并产生火花放电。

在放电的微通道中，瞬间集中了大量的热能，温度可高达10000℃以上，压力也急剧变化，使这个工作面上的局部微量金属物质立即熔化汽化，并爆炸性地飞溅到工作流体中，迅速凝结形成固体金属颗粒，被工作流体带走。此时工件表面留下微小的坑痕，放电短时间停止，两电极间的工作液绝缘。

然后，下一个脉冲电压在两个电极相对靠近的另一点击穿，产生火花放电，重复上述过程。这样，虽然每次脉冲放电蚀刻的金属量很少，但由于每秒数千次脉冲放电的作用，可以蚀刻更多的金属，具有一定的生产率。

在保持工具电极和工件之间的放电间隙恒定的情况下，在蚀刻掉工件的金属的同时，将工具电极连续地进给到工件，并且在z之后加工与工具电极的形状相对应的形状。因此，只要改变工具电极的形状和工具电极与工件之间的相对运动，就可以加工各种复杂的轮廓。电极通常由导电性好、熔点高且易于加工的耐腐蚀材料制成，例如铜、石墨、铜钨合金和钼。在加工过程中，工具电极也有损耗，但它小于工件的金属侵蚀，甚至接近于无损耗。

工作液作为排放介质，在加工过程中还起到冷却和排屑的作用。常用的工质是低粘度、高闪点、性能稳定的介质，如煤油、去离子水、乳化液等。火花机是一种自激放电，其特点是:放电前火花放电的两个电极之间有很高的电压，当两个电极靠近时，电介质被击穿后立即发生火花放电。随着击穿过程，两电极间的电阻急剧下降，两电极间的电压也急剧下降。火花通道必须在短时间(通常为10-7-10-3s)后及时熄灭，才能保持火花放电的“冷极”特性(即通道能量转化的热能不能到达电极深度)，通道能量可以在很小的范围内起作用。通道能量的作用会使电极部分腐蚀。利用电火花放电产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法称为电火花加工。

EDM是在低电压范围内液体介质中的火花放电。根据工具电极的形式和工具电极与工件之间相对运动的特点，电火花加工方法可分为五类:通过形成工具电极相对于工件进行简单进给运动的电火花加工；利用轴向运动的金属丝作为工具电极，工件按照所需的形状和尺寸沿轨迹运动，切割导电材料。以金属丝或异形导电砂轮为工具电极的电火花磨削，用于小孔磨削或异形磨削；用于螺纹环规、螺纹塞规、齿轮等的电火花共轭回转加工。孔加工、雕刻表面合金化、表面强化等各种加工。电火花加工可以加工普通切削方法难以切削的材料和形状复杂的工件；加工时无切削力；无毛刺、刀痕、沟槽等缺陷；工具电极材料不需要比工件材料更硬；直接利用电能加工，易于实现自动化；加工后表面有变质层，在某些应用中必须进一步去除。工作流体的净化和加工过程中产生的烟雾污染的处理很麻烦。

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