第6章 电火花成型加工技术

电火花成形加工的原理与必要条件一、引言电火花成形加工是一种常用于金属材料加工的非传统加工方法，它通过电火花放电来加工工件表面，从而得到所需形状和尺寸的加工件。

本文将介绍电火花成形加工的原理和必要条件。

二、原理电火花成形加工的原理是利用电火花放电的高温、高压和高速烧蚀工件表面，使工件表面产生微小的熔融和蒸发，并通过冷却剂将熔融的材料冷却成形，最终得到所需形状和尺寸的加工件。

具体来说，电火花成形加工包括以下几个步骤：1. 电极接触：将电极和工件表面接触，并保持一定的压力，以确保电流能够正常流动。

2. 放电击穿：通过施加一定的电压，使电流通过电极和工件之间的间隙，形成电火花放电。

3. 烧蚀剥离：电火花放电时，电极和工件表面的金属材料会瞬间熔化和蒸发，形成微小的烧蚀坑，并冲击周围的材料，使其脱落。

4. 冷却成形：通过喷射冷却剂，将熔融的材料迅速冷却成形，形成所需的加工形状。

三、必要条件要进行电火花成形加工，需要满足以下几个必要条件：1. 电源系统：提供稳定的电流和电压，以保证电火花放电的正常进行。

通常使用直流电源或脉冲电源。

2. 控制系统：控制电火花放电的频率、时间和电流大小等参数，以实现所需的加工效果。

控制系统通常由计算机和数控装置组成。

3. 电极系统：电极是电火花成形的关键部件，它需要具有良好的导电性和耐热性。

常见的电极材料有铜、铜合金和钼等。

4. 冷却系统：冷却系统用于对工件和电极进行冷却，以防止过热和损坏。

常见的冷却方法有喷水冷却和气体冷却等。

5. 工作液：工作液用于清洗和冷却工件表面，以去除烧蚀产物和保持加工质量。

常用的工作液有去离子水、石油和酒精等。

6. 工件材料：电火花成形适用于导电性材料，如金属材料、合金材料和陶瓷材料等。

不同材料的加工难度和效果也有所差异。

7. 加工环境：电火花成形需要在一定的环境条件下进行，如温度、湿度和气压等。

不同的材料和加工要求可能需要不同的环境条件。

四、总结电火花成形加工是一种利用电火花放电来加工金属材料的非传统加工方法。

2 电火花成型加工技术2.1 电火花加工原理和特点一、原理电火花加工时，脉冲电源的一极接工具电极，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（常用煤油或矿物油或去离子水）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。

由于通道的截面积很小，放电时间极短，致使能量高度集中（10～107W／mm），放电区域产生的瞬时高温足以使材料熔化甚至蒸发，以致形成一个小凹坑。

第一次脉冲放电结束之后，经过很短的间隔时间，第二个脉冲又在另一极间最近点击穿放电。

如此周而复始高频率地循环下去，工具电极不断地向工件进给，它的形状最终就复制在工件上，形成所需要的加工表面。

与此同时，总能量的一小部分也释放到工具电极上，从而造成工具损耗。

从上看出，进行电火花加工必须具备三个条件：必须采用脉冲电源；必须采用自动进给调节装置，以保持工具电极与工件电极间微小的放电间隙；火花放电必须在具有一定绝缘强度（10～107Ω ·m）的液体介质中进行。

二、电火花常用基本符号1、放电间隙：放电间隙指加工时工具和工件之间产生火花放电的一层距离间隙。

在加工过程中，则称为加工间隙S，它的大小一般在0.01-0.5mm之间，粗加工时间隙较大，精加工时则较小。

加工间隙又可分为端面间隙SF 和侧面间隙SL2、脉冲宽度ti（μs）：脉冲宽度简称脉宽，它是加到工具和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间（见图）为了防止电弧烧伤，电火花加工只能用断断续续的脉冲电压波。

粗加工可用较大的脉宽ti>100μs，精加工时只能用较少的脉宽ti<50μs。

3、脉冲间隔to(μs)：脉冲间隔简称脉间或间隔，也称脉冲停歇时间。

它是两个电压脉冲之间的间隔时间。

间隔时间过短，放电间隙来不及消电离和恢复绝缘，容易产生电弧放电，烧伤工具和工件；脉间选得过长，将降低加工生产率。

电火花成型加工实验报告实验报告：电火花成型加工一、实验目的1.了解电火花成型加工的基本原理和工艺过程。

2.掌握电火花成型加工的操作方法和注意事项。

3.分析电火花成型加工的优缺点及应用领域。

二、实验原理电火花成型加工是指利用脉冲电流产生的高温等离子体在工件表面复杂轮廓上进行加工的一种非传统的精密加工方法。

其工作原理是通过脉冲电流在工件表面上形成电火花放电，从而使工件表面熔化或氧化剥离，形成所需形状的孔洞或凸台等特殊结构。

电火花加工适用于所有导电材料，特别适用于硬度高、脆性大、加工难度大的材料。

三、实验仪器和材料1.电火花加工设备：包括工作台、工作液、发生器等。

2.工件：导电材料，如金属。

3.电源：提供工作电流进行加工。

四、实验步骤1.准备工作：将工件放置在工作台上，调整加工参数。

2.加工操作：开启电源，选择合适的脉冲电流进行加工。

注意观察电火花放电效果，确保加工质量和加工精度。

3.停止加工：当脉冲电流达到预定加工时间后，停止加工，关闭电源，取出工件。

4.清洁工作：将加工过程中产生的废料和杂质清理干净，保持实验环境整洁。

五、实验结果与分析通过实验操作，完成了电火花成型加工的任务。

观察加工后的工件，可以看到形成了所需形状的孔洞或凸台等特殊结构。

加工质量和加工精度取决于加工参数的调整，调整电流大小和加工时间可以控制加工效果。

实验证实，电火花成型加工可以对导电材料进行精密加工，能够满足一些传统加工方法无法实现的任务。

六、实验心得通过本实验，我对电火花成型加工的原理和工艺过程有了更加深入的了解。

电火花成型加工是一种非常重要的非传统加工方法，它可以对导电材料进行高精度的加工，具有一定的优势和应用前景。

在实验操作过程中，要注意安全措施，避免发生意外事故。

此外，需要对加工参数进行合理的调整，以获得较好的加工效果。

这次实验让我更加熟悉电火花成型加工的操作方法和注意事项，对工程制造领域有一定的参考价值。

七、实验展望通过本次实验，我对电火花成型加工有了初步的认识，但仍然有许多不足之处。

电火花成型加工的基本原理1. 电火花成型加工的定义电火花成型加工是一种精密加工方法，是利用高频脉冲放电的原理，在工作液中沉浸的电极与工件之间产生电火花放电，使工件上的金属被腐蚀溶解，以达到加工目的的方法。

2. 电火花成型加工的基本原理电火花成型加工的核心原理是电脉冲放电加工。

它是一种以工作液作介质，利用高压电脉冲将内部电荷储能器的电能快速放电到工件表面，并在电极与工件之间形成极端高温和强烈的电场状态，从而瞬间腐蚀溶解金属，实现对工件进行加工的高精度加工方法。

电火花成型加工所用的放电脉冲能量很小，一般在10～300微焦耳之间，但是放电脉冲几乎都在1微秒以下，放电电流很大，可以达到1～10安培。

由于精度高、能广加工各种形状的工件，被广泛应用于精密的制造技术领域。

3. 电火花成型加工的特点1. 高精度。

由于无接触加工、高频脉冲放电，因此加工精度高，可以达到微米级别。

2. 零件形状复杂。

电火花加工可以加工硬质、脆性、导电性差、复杂形状的基础材料。

3. 精度稳定性高。

相对于传统机械加工，电火花加工不会受到工件摆动、温度波动对加工精度的影响。

4. 周边影响小。

由于电火花加工是在液体中进行的，因此在加工过程中不会产生静电火花，没有机械加工过程产生的切削力和切燃烧的返回力，对周边环境影响较小。

5. 操作简便。

工作过程中的操作简单、可操作性强，不需要过多的操作技能。

4. 电火花成型加工的应用电火花成型加工在机械制造、电子工业、汽车制造、光学仪器制造、航天航空制造等领域都得到了广泛的应用。

对于精密零部件和大型件加工具有极高的效率和精度，尤其是各种复杂的形状和结构的零件，更是几乎成为必须的加工手段之一。

通过电火花成型加工，可以制造出高精度、复杂地形、高质量的模具、模型、模板、刀模等各类零部件；也可以加工各种硬度、脆性材料的复杂形状，并且可以实现加工工艺难以完成的精密加工任务。

因此，电火花成型加工已经成为先进制造产业中必不可少的一种加工手段。

电火花成形加工技术的发展概况姓名：代路杰班级：09模具1班学号：0930140110-------------------------------------------------------------------------------- 摘要：总结了电火花成形加工技术的发展近况，以一些最新的应用实例系统地综述了电火花成形加工新技术的发展和应用。

进入21世纪，电火花成形加工技术得到了迅猛发展，突破了传统观念的束缚，产生了一些新的技术和应用领域。

电火花成形加工的数控系统进一步采用人工神经网络技术、混沌理论、仿真技术，以进一步提高加工的各项工艺指标、加工的可靠性和自动化程度。

电火花成形加工技术在“微纳"加工、“镜面"加工、半导体和超硬材料加工中发挥越来越重要的作用，为人类创造巨大的财富。

1 精密微细化微细加工在近代加工技术中是一个新的加工领域。

对于电火花微细加工而言，主要指尺寸小于300μm的轴孔、沟槽、型腔等的加工。

实现精密、微细加工的一个重要条件是加工单位（即每次放电的蚀除量）尽可能小。

而在电火花加工过程中，其加工单位只取决于单个放电脉冲的能量。

除了微细孔和微细轴的加工外，微细电火花加工技术更深远的意义在于通过微细电火花铣削技术制造更小的微三维结构，进而制造更小的微型机械及微型机器人，从而体现该技术更为广泛的潜在价值和应用前景。

2 脉冲电源参数的精确控制高性能脉冲电源控制技术主要体现在3个方面，即：蚀除脉冲精度的精确控制、阻断清扫脉冲的控制、稳定放电脉冲的控制。

2.1 逐个脉冲检测技术实现逐个脉冲检测并做出相应对策的首要条件是速度要快，为此AGIE-Hyperspark脉冲电源研制了FPGA脉冲优化模块，具有超强计算能力(30MIPS)，可在约33.3 ns时间内对脉冲前沿的状况进行一次检测，不仅可消除拉弧的风险，还可按使用中效率和表面质量(表面粗糙度的一致性和加工表面平整性)的权重来设定阈值。