电火花(EDM)放电加

金属表面处理的电火花加工技术1. 前言电火花加工技术（Electrical Discharge Machining, EDM）是一种利用连续或断续的电火花放电来去除金属的非接触式加工方法。

该技术在金属表面处理领域具有广泛的应用，特别是在硬质合金、高速钢、淬硬钢等难加工材料的加工上表现出了显著的优势。

本文将从电火花加工的原理、工艺特点、应用领域等方面进行详细探讨。

2. 电火花加工原理电火花加工技术的基本原理是利用高压电源在工件和工具之间产生连续或断续的电火花放电，放电时产生的高温熔化金属和气体，在气压作用下迅速从放电通道中排出，从而达到去除金属的目的。

放电过程中，工件表面和工具表面都会形成一层熔融层，随着后续的冷却和固化，这层熔融层会形成一种特殊的微观结构，对工件的性能产生重要影响。

3. 电火花加工的工艺特点电火花加工具有以下几个显著的工艺特点：（1）非接触式加工：由于加工过程中不直接接触，因此适用于硬质合金、高速钢、淬硬钢等难加工材料的加工。

（2）加工精度高：电火花加工可以达到非常高的加工精度，加工表面质量好，适用于复杂形状的加工。

（3）加工效率：电火花加工的加工效率相对较低，但随着技术的不断发展和设备的更新，加工效率有所提高。

（4）加工变形小：由于是非接触式加工，加工过程中工件的变形较小。

（5）适用范围广：电火花加工适用于各种金属和非金属材料的加工，特别是在难加工材料的加工上具有显著优势。

4. 电火花加工的应用领域电火花加工技术在金属表面处理领域有广泛的应用，主要应用领域包括：（1）模具制造：电火花加工技术在模具制造领域有广泛应用，如冲压模、压铸模、塑料模等。

（2）航空航天：电火花加工技术在航空航天领域中，用于加工难加工材料，如钛合金、镍基高温合金等。

（3）汽车制造：电火花加工技术在汽车制造领域中，用于加工发动机部件、变速箱齿轮等。

（4）微细加工：电火花加工技术在微细加工领域有重要应用，如微细模具制造、微细零件加工等。

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。

1•什么是电火花加工？试简述其加工过程。

电火花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining, 简称EDM）,是通过导电工件（包括半导体）和工具电极（正、负电极）之间脉冲性火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余材料，以达到对工件尺寸、形状及表面质量要求的加工技术。

加工过程大致可分为以下四个连续的阶段：1）极间介质的电离、击穿，形成放电通道;2）介质热分解、电极材料熔化与气化热膨胀；3）电极材料的抛出；4）极间介质的消电离。

2.为什么要及时排除电火花加工过程中产生的电蚀产物？加工过程中产生的电蚀产物（如金属微粒、碳粒子、气泡等）如果来不及排除、扩散出去，就会改变间隙介质的成分和降低绝缘强度，结果导致下一个脉冲放电通道不能顺利地转移到其它部位，而始终集中在某一部位，使该处介质局部过热而破坏消电离过程，脉冲火花放电将恶性循环转变为有害的稳定电弧放电，同时工作液局部高温分解后可能结炭，在该处聚成焦粒而在两极间搭桥，使加工无法进行下去，并烧伤电极对。

3.什么是电化学加工？试简述电化学加工的分类及其加工过程。

电化学加工（Electrochemical Machining,简称ECM）包括从工件上去除金属的电解加工和在工件上沉积金属的电铸加工两大类，属于通过电化学反应去除工件材料或在其上镀覆金属材料的非传统加工方法。

加工过程：用两片金属作为电极，通电并浸入电解溶液中，即可形成通路。

导线和溶液中均有电流通过。

此时在金属片和溶液的界面上产生交换电子的反应，即电化学反应。

若所接的电源是直流电，溶液中的离子便作定向移动，正离子移向阴极并在阴极上得到电子进行还原反应，沉积得到金属物质，称为镀覆沉积，即电铸（电镀、涂镀）加工；负离子将移向阳极并在阳极表面失掉电子，阳极金属原子失去电子而成为正离子进入溶液进行氧化反应为电解蚀除，即电解加工。

4.为什么说电化学加工过程中的阳极溶解是氧化过程，而阴极沉淀是还原过程？金属原子失去电子而成为正离子进入溶液（M—e=M+）,化合价升高，为氧化反应；正离子移向阴极并在阴极上得到电子沉积得到金属物质（M++e=M）,化合价降低，为还原反应。

电火花加工的基本原理及四个阶段概述电火花加工（Electrical Discharge Machining, EDM）是一种使用离子流引发的电火花来加工材料的非传统加工方法。

它具有高精度、无需机械接触、适用于硬质材料等优点，在模具制造、航空航天、医疗器械等领域得到广泛应用。

本文将介绍电火花加工的基本原理以及涉及的四个阶段。

基本原理电火花加工是通过在工件和电极之间施加高电压产生的强电场中，通过离子击穿和放电放大的作用，使工件表面的材料蒸发、熔化、氧化和脱落，从而实现对工件进行加工的一种方法。

电火花加工的基本原理可分为以下几个步骤：一、电极初始化电极初始化是电火花加工的第一个阶段，也是整个加工过程非常重要的一步。

在电极初始化阶段，电极与工件之间的间隙会被填充上介质，通常为绝缘油。

电极初始化的主要目的是为了保证加工过程中电极与工件之间的电气隔离，并提供离子形成通道所需的条件。

二、击穿阶段击穿阶段是电火花加工的第二个阶段。

在这个阶段，施加在电极和工件之间的高电压会导致液体介质中形成离子通道，并在高电场的作用下形成离子击穿。

离子通道的形成可以导致液相电导率的急剧增加，从而产生电流，使电火花放电得以发生。

三、脉冲放电阶段脉冲放电阶段是电火花加工的第三个阶段。

在击穿阶段之后，电火花会在电极和工件之间发生放电，产生强大的电流。

电火花放电的时间通常在几十微秒到几百微秒之间，而间歇时间则在几微秒到几毫秒之间。

通过周期性的充电和放电过程，电火花能够不断地冲击、腐蚀和剥离工件表面的材料。

四、冲击腐蚀阶段冲击腐蚀阶段是电火花加工的最后一个阶段，也是整个加工过程的主要阶段。

在这个阶段，电火花不断地冲击和腐蚀工件表面的材料，使其熔化、蒸发、氧化和脱落。

通过不断重复脉冲放电和冲击腐蚀过程，工件的形状和尺寸最终得以加工完成。

总结电火花加工以其高精度、无需机械接触、适用于硬质材料等优点在工业领域得到广泛应用。

在电火花加工的过程中，电极初始化、击穿阶段、脉冲放电阶段和冲击腐蚀阶段是不可或缺的四个阶段。

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。

放电加工的原理放电加工 (EDM，Electric Discharge Machining）简称电火花加工，是一项采用有限数量的放电电涌火花反应削减金属物体的特种加工工艺，是金属切削加工的完全不同的材料切削方式。

它的生产原理简单，其基本加工要素有工件及工件上浸渍介质（如合金油或烷油）、电极及放电源。

它对不可加工件 (如硬质合金、铬合金）、非线性曲面和精密腔形等具有特殊加工优势，同时可实现窄槽放电、薄壁放电及“死角”等加工内容，在精密机械加工 fabrication行业具有重要的作用。

放电加工是通过利用脉冲电流放电来把工件上的铝合金表面削掉，形成抛光光滑、尺寸精确以及直角精度高的可性表面。

放电加工主要是利用负电极形状的电极与金属工件相互触动，通过电路脉冲把一定量的能量输入工件，从而在液体介质中形成细小气泡，使高压脉冲电液成为细小电晕，根据机床补偿电液的削减原理，实现削型的效果，这可以把金属层上的物质分解出来，极限的化学反应；并发出火花，达到切削目的。

放电加工分为无润滑放电加工、少量润滑放电加工、少量噪声放电加工、少量润滑噪声放电加工、双层放电加工等，针对容易受潮、易腐蚀的期望或需要单边完成加工的情况，经常采用放电加工。

表面处理精度高的放电加工连续利用60HZ的电液放电法实现金属表面光洁，但因为削型表面有油污，因此在机加工后，要进行清洗和抛光。

由于放电加工的表面处理精度高、放电衣物连续，容易生成有害物质，因此还应考虑控制环境污染。

放电加工法可以节省时间，采用脉冲放电加工方式可以减少加工时间，减少传统机械加工过程中的损耗，也可以保持速度的稳定。

由于放电加工的表面不会产生抛光涂层，强度也会比其他机械加工方式要强，它可以解决加工繁琐，准确性低，正确率低等问题，满足更高精度要求，得到用户的一致好评。

电火花加工原理及应用电火花加工（EDM）是一种利用电火花在金属工件表面产生高温、高能量的物理效应而加工的一种特殊工艺，也称为放电加工。

它是一种热探针加工，通过放电烧蚀金属材料来完成加工工作。

电火花加工的原理是利用电火花放电的高温能使金属工件表面的金属材料熔化和氧化，并有效地清除金属材料。

在这个过程中，工件与电极之间维持一定的距离，在放电间隙中增加工作液（通常是去离子水），并应用脉冲电压，在电极和工件之间通过放电来烧蚀金属材料，实现对工件进行加工。

电火花加工可以对硬质的导电材料进行高精度复杂形状的加工，同时对材料硬度没有限制，因此在汽车、航空、医疗设备、模具制造等领域有广泛的应用。

在汽车制造中，电火花加工可以用来制造发动机缸体、气门座圈、齿轮直齿、喷口等高精度复杂零部件。

在航空领域，电火花加工可以用来制造导向叶片、燃烧室、推力器等部件。

在医疗设备制造中，它可以用于制造高精度的假体和医疗器械。

在模具制造中，它可以用来加工模具，使成品更加精确。

电火花加工的优势是可以实现高精度的加工，不受工件硬度的限制，加工后不会产生应力，不会导致材料硬度变化，表面质量好，并且可以实现对复杂形状的加工。

因此，在需要进行微小、复杂、高精度加工的领域有着广泛的应用。

然而，电火花加工也存在一些局限性，如加工效率低、表面粗糙度较大、加工深度有限、加工平面需求限制等。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的加工方法。

总的来说，电火花加工作为一种先进的加工技术，在金属加工领域发挥着重要的作用，特别是在对材料硬度要求高、精度要求高的加工领域有着独特的优势。

随着科学技术的不断发展，电火花加工技术必将在未来得到更加广泛的应用。