电火花成形加工工具电极的设计与制造

放电加工中的电极形状设计放电加工，简称EDM（Electric Discharge Machining）是一种利用电火花冲击零件材料的加工方法，可加工各种导电材料、形状较复杂的零件以及硬度较高的材料。

在放电加工中，电极是不可或缺的加工工具，其形状设计对加工精度、效率及工艺稳定性等方面均具有重要影响。

不同形状的电极在放电加工时具有不同的特点和优势。

下面将主要探讨若干种常见的电极形状设计，分别是点电极、线电极和针电极，并分析它们在放电加工中的表现。

1. 点电极点电极在放电加工中的应用十分广泛，工作原理是以电极上的一点与工件表面产生电火花，破坏工件表面形成几何形状，从而达到加工效果。

点电极的特点是容易制造，加工简单，且能够加工出形状精度较高的微小孔洞和细小角度。

另外，点电极也具有较高的加工效率，但是相比其他形状的电极，其加工的表面质量较差。

2. 线电极线电极是指将导电材料加工成一定的线形，作为电极在放电加工时进行加工。

线电极的优点在于，加工出来的槽形表面质量较好，且能够加工出形状较实用的切槽与工件表面形成印痕。

线电极可以加工出形状较长的工件，因此在工业生产中应用较广泛，例如模具、挡板、刀具等。

3. 针电极针电极是电极形状中最常用的一种，其特点是可以加工出微小的凹陷形状并且工作效率很高，有很好的精度和表面处理。

针电极可以加工出形状较小的工件，并且能够刻有更复杂的图案。

在针电极的加工中，衡量其优劣的关键关注点是电极结构的几何形状、表面条件和导电材料的品质。

如何精心选择和设置针电极的形状是放电加工中的重中之重。

为达到持久的放电效果，我们在制作针电极时，可将精度设定到极其细微，减少电极与工件表面热氧化形成的尖点，并且可以加入精密矩阵使其能够更加牢固。

在使用针电极时，我们通常需要对其进行修切，调整其发出的电火花大小，并注入油或冷却液使其保持冷却，保证其在高负载时的持久性能。

总结在放电加工中，电极形状的合理设计和选择对于加工效率和加工精度至关重要。

不同的材料做电极对于电火花加工速度、加工质量、电极损耗、加工稳定性有重要的影响。

因此，在实际加工中，应综合考虑各个方面的因素，选择最合适的材料做电极。

那么，在电火花加工工艺中，电极材料要如何去选择呢？一、电极种类1、铸铁电极铸铁电极来源足，价格低廉，机械加工性能好，便于采用成型磨削，因此电极的尺寸精度、几何形状精度及表面粗糙度都很容易得到保证。

电极损耗和加工稳定性较一般，容易起弧，生产率也不及铜电极。

铸铁是一种比较常见的电极材料，多用于穿孔加工。

2、钢电极钢材料来源丰富，价格便宜，具有良好的机械加工性能。

加工稳定性较差，电极损耗较大，生产率也较低。

多用于一般的穿孔加工。

3、紫铜、纯铜电极加工过程中稳定性好，生产率高。

精加工时比石墨电极损耗小。

易于加工成精密、微细的花纹，采用精密加工时可以达到1.25微米的表面粗糙度。

因为其韧性大，故机械加工性能差，磨削加工困难。

适宜于做电火花成形加工的精加工电极材料。

4、黄铜电极在加工过程中稳定性好，生产率高。

机械加工性能尚好，它可用仿形刨加工，也可用成形磨削加工，但其磨削性能不如钢和铸铁。

电极损耗最大。

5、石墨电极石墨电极机加工成型容易，容易修正。

加工稳定性能比较好，生产效率高，在长脉宽、大电流加工时电极损耗小。

机械强度差，尖角处容易出现崩裂。

适用于电火花成型加工的粗加工电极材料。

因为石墨的热胀系数小，也可作为穿孔加工的大电极材料。

二、电极设计1、详细分析产品的图纸，确定电火花加工位置。

2、根据现有设备、材料、拟采用的加工工艺等具体情况确定电极的结构形式。

3、根据不同的电极损耗、放电间隙等工艺要求对照型腔尺寸进行缩放，同时要考虑工具电极各部位投入放电加工的先后顺序不同，工具电极上各点的总加工时间和损耗不同，同一电极上端角、边和面上的损耗值不同等因素来适当补偿电极。

模具电火花加工简介模具电火花加工是一种高精度的加工方法，常用于制作金属模具的细微形状。

电火花加工利用电弧在金属材料上产生火花放电，通过火花的冲蚀作用来加工金属表面，从而实现精密加工的目的。

该方法具有精度高、加工效率高、加工质量稳定等优势，已广泛应用于模具制造行业。

加工原理模具电火花加工的基本原理是利用金属导电性好的特性，将工件（通常是金属）作为阳极，将装置中的电极（通常是铜或铜合金）作为阴极，两者之间形成电场。

当电流通过电极和工件之间的距离微小时，电压升高，形成高电位差。

在这种情况下，当电极与工件之间形成电晕放电时，电压会突然下降，形成电弧放电。

电弧放电引起的高温、高能量状态会使工件表面瞬间融化，并产生高温等离子体。

高温等离子体中带有高能量电子和离子，它们可以通过高速撞击工件表面，引起原子和分子的冲击和碰撞，进而冲蚀和溶解金属。

这样就可以在工件表面形成所需的形状、直径大小的孔洞等。

加工过程模具电火花加工的加工过程主要包括以下几个步骤：1.加工前准备：确定加工对象和加工光洁度要求，选择合适的电极和工件材料。

2.设计电极：根据加工对象的形状和尺寸，设计并制造适合的电极。

3.设置加工参数：根据加工对象的材料和形状，设置适当的电压、电流、脉冲间隔时间等参数。

4.安装电极：将设计好的电极安装到电火花加工设备中。

5.加工加工：将工件固定在加工台上，调整加工台的位置和加工角度，启动电火花加工设备进行加工。

6.检查加工质量：加工完成后，用测量工具检查加工表面的光洁度、尺寸和形状等指标是否符合要求。

7.修整加工表面：如有需要，进行表面修整和抛光。

加工优势模具电火花加工相比于传统的加工方法具有以下几个优势：1.高精度：电火花加工能够在微观层面上进行加工，实现高精度加工，满足工件形状和尺寸的要求。

2.加工难度低：对于一些传统加工难度高的形状和材料，电火花加工能够轻松实现精确加工。

3.加工效率高：由于电火花加工是通过电弧冲击金属表面实现加工，所以加工速度快，效率高。

电火花加工工艺及实例引言电火花加工作为一种非传统加工技术，具有精度高、加工复杂曲面的能力，在现代制造业中得到了广泛应用。

本文将介绍电火花加工的工艺流程及其在实际生产中的实例应用。

电火花加工工艺流程电火花加工是利用电火花放电的原理进行的加工技术，其工艺流程如下：1.工件准备：首先需要准备待加工的工件，通常是金属材料，如钢、铝等。

工件表面必须平整，并且可以导电，以便于电火花放电加工。

2.电极设计与制造：电火花加工过程中需要使用两个电极，分别称为工件电极和电极，电极通常由铜制成，确保良好的导电性能和稳定性。

电极的设计要根据加工工件的形状和要求进行，以保证加工过程中的稳定性和精度。

3.放电参数设置：放电参数包括放电电压、脉冲宽度、放电频率等。

设置合适的放电参数可以控制放电的强度和持续时间，从而达到更精准的加工效果。

4.工艺调试与预烧：在正式加工之前，需要进行工艺调试与预烧。

通过在工件表面进行几次放电，以检查放电效果和确定加工参数是否合适。

5.正式加工：经过调试和预烧后，开始正式的电火花加工过程。

根据设计好的电极和工艺参数进行放电，通过电火花的放电过程，在工件表面形成微小的坑槽，从而实现加工目标。

6.清洗与检查：加工完成后，需要对工件进行清洗和检查。

清洗可以去除加工过程中产生的碳化物和残留物，检查可以验证加工效果和质量是否符合要求。

电火花加工实例应用实例一：航空发动机叶片加工航空发动机叶片是一种复杂的曲面结构，传统加工方法很难达到其要求的精度和表面质量。

而电火花加工可以通过控制放电参数和设计合适的电极，精确地加工出发动机叶片上的孔洞和槽口，从而实现高精度的加工效果。

实例二：模具加工模具是工业制造中常用的工具，其加工精度对产品质量和制造成本都有很大影响。

电火花加工可以实现对模具精细部件的加工，如模具的芯、模和复杂的三维曲面结构。

通过电火花加工，可以精确地控制加工深度和形状，提高模具的加工精度和表面质量。

实例三：微机电系统（MEMS）加工微机电系统是一种集成各种微小机电元件的系统，具有广泛的应用前景。

任务2电火花成型加工电极的制造与安装一、引言在电火花成型加工中，电极是起到放电和脉冲形状控制的关键元件。

电极的制造质量和安装方式将直接影响到加工结果的精度和稳定性。

本文将详细介绍电火花成型加工电极的制造和安装方法。

二、电极制造1. 硬质电极材料选择硬质电极材料应具有高熔点、高导电性和良好的耐腐蚀性能。

常用的硬质电极材料包括钨铜合金、铜石墨等。

根据加工要求和材料的特性，选择合适的硬质电极材料。

2. 电极形状设计电极形状设计应根据加工零件的要求和电火花成型加工的原理进行。

常见的电极形状包括平面电极、柱面电极、球形电极等。

电极的形状设计将直接影响到加工结果的精度和表面质量。

3. 电极制造工艺3.1 制造预备工作在制造电极之前，需要进行一些预备工作，如准备电极加工所需的材料、设备和工具，清洁工作台和加工设备，确保工作环境整洁无尘。

3.2 电极加工根据电极形状设计，利用数控机床或手工工具进行电极的加工。

加工过程中需要注意保持加工精度和表面质量，并避免电极变形和损坏。

3.3 钝化处理制造完电极后，需要进行钝化处理以增加电极的耐腐蚀性能。

常用的钝化处理方法有电解钝化和化学钝化，根据电极材料的特性选择合适的钝化方法。

4. 电极质量检验制造完电极后，需要进行质量检验以确保电极能够满足加工要求。

常用的电极质量检验方法包括尺寸测量、形状检测和电极面质量检查等。

三、电极安装1. 安装位置选择根据加工要求和工件形状选择合适的电极安装位置。

通常情况下，选择离加工表面一定距离的位置进行安装，以确保加工的稳定性和精度。

2. 安装方式选择电极的安装方式主要有夹持式安装和螺纹式安装两种。

根据加工要求选择合适的安装方式，并确保安装牢固可靠。

3. 电极安装步骤3.1 清洁工作台和加工设备在安装电极之前，需要将工作台和加工设备清洁干净，确保无尘和杂质。

3.2 安装夹具或螺母根据选择的安装方式，安装夹具或螺母，将电极固定在加工设备上。

3.3 调整电极位置根据加工要求，调整电极的位置，确保与工件表面的距离和角度满足加工需求。

电火花机加工原理
电火花机加工（Electrical Discharge Machining，EDM）是一种特殊的非接触式精密加工方法，其基本原理是利用电极与工件之间脉冲放电时产生的电蚀现象来蚀除金属材料，从而达到对工件进行精密加工的目的。

具体工作过程如下：
1、工具电极与工件电极设置：电火花机加工过程中，工件和工具电极（通常是铜或石墨）不直接接触，而是保持一定的放电间隙（一般在几十微米到几百微米之间）。

2、脉冲电源供电：工件和工具电极分别接到脉冲电源的两极，通过脉冲电源向间隙中施加电压，当电压达到一定程度时，工作液（如去离子水或矿物油）被击穿，形成电弧放电通道。

3、电蚀过程：在放电通道中，瞬时高温使极小区域内（微观级别）的金属材料瞬间熔化、气化，并在压力作用下以微小颗粒的形式被工作液冲走。

每次放电蚀除的金属量极小，但通过高频脉冲反复放电，累积起来就可以实现对工件的精确切割或成型。

4、自动进给：在加工过程中，工具电极通过伺服系统自动向工件靠近，保持稳定的放电间隙，以确保连续蚀除材料，实现三维轮廓的精确加工。

电火花机加工主要用于加工高硬度、高韧性、复杂形状或含有细微结构的零件，尤其适用于模具制造、航空航天零件加工以及精密仪器制造等领域。

电火花成型加工实验指导书一、实验目的1、了解电火花成型加工的原理、特点和应用。

2、了解编制电火花成型加工程序的方法。

3、了解电火花成型加工机床的操作方法。

二、实验内容1、讲解电火花成型加工机床的组成、原理、特点及应用。

2、演示电火花成型加工机床的加工过程。

3、学生上机操作了解电火花成型加工机床加工零件的过程。

三、实验设备电火花成型加工机床一台四、电火花成型加工简介1、电火花成型加工的原理、特点和应用原理：电火花成型加工是电火花加工的一种，其基本原理如图1所示。

被加工的工件做为工件电极，紫铜（或其它导电材料如石墨）做为工具电极。

脉冲电源发出一连串的脉冲电压，加到工件电极和工具电极上，此时工具电极和工件均被淹没在具有一定绝缘性能的工作液（绝缘介质）中。

在轴伺服系统的控制下，当工具电极与工件的距离小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，两极间最近点处的工作液（绝缘介质）被击穿，工具电极与工件之间形成瞬时放电通道，产生瞬时高温，使金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来，使局部形成电蚀凹坑。

这样以很高的频率连续不断地重复放电，工具电极不断地向工件进给，就可以将工具电极的形状“复制”到工件上，加工出需要的型面来。

特点：（1）由于脉冲放电的能量密度高，使其便于加工用普通的机械加工难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的零件，并不受材料及热处理状况的影响。

（2）电火花加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小，工具电极不需要比加工材料硬，即可以柔克刚，故电极制造更容易。

应用：电火花成型加工一般应用在加工各种高硬度、高强度、高韧性、高脆性的导电材料，并且常用于模具的制造过程中。

2、实现电火花加工的条件1）工具电极和工件电极之间必须加以60V~300V的脉冲电压，同时还需维持合理的工作距离——放电间隙。

大于放电间隙，介质不能被击穿，无法形成火花放电；小于放电间隙，会导致积炭，甚至发生电弧放电，无法继续加工。

2）两极间必须充放具有一定绝缘性能的液体介质。

opic Review T专题综述冷加工那些高端的C A D/C A M软件，像U G、P r o/E、CimatronE、MasterCAM等都提供了强大的电极设计、编程功能，减少了手工拆电极的繁琐工作，与传统的电极设计、制造相比，提高效率十几倍甚至几十倍。

根据企业的工艺水平，考虑电极加工精度要求、加工成本等工艺要点来安排电极的制造工艺。

目前模具企业已广泛使用加工中心来制造各种型面复杂的电极。

加工中心比传统铣削加工速度快，全自动，重复生产的精度很高，可得到较复杂的形状。

最近推出的高速加工中心，能胜任形状更复杂、精度要求更高类电极的制造，为制造电极提供了完美的技术解决方案。

采用快速装夹定位系统来制造电极是电火花加工的一种先进工艺方法，它是将电极坯料装夹在加工机床的装夹系统上来制造，制造完成后，可直接将电极装于电火花机床的快速装夹系统上进行放电加工。

给加工操作带来了很大的方便，提高了电极的制造效率，也保证了电极的装夹、定位精度。

3. 加工的定位当工件和电极装夹、校正完成后，就需要将电极对准工件的加工位置，才能在工件上加工出准确的型腔。

模具制造中电火花加工最常用的定位方式是利用电极基准中心与工件基准中心之间的距离来确定加工位置，称之为“四面分中”。

利用电极基准中心与工件单边之间的距离确定加工位置的定位方式也比较常用，称之为“单边分中”。

另外还有一些其他的定位方式。

各种定位方式都是通过一定的方法来实现的。

模具电火花加工操作中，通常运用电火花机床的接触感知功能来获得正确的加工位置。

可以直接利用电极的基准面与工件的基准面进行接触感知实现定位。

精密模具电火花加工采用基准球进行接触感知定位，点接触减少了误差，可实现较高精度的定模具制造中电火花加工应用技术贵州航天乌江机电设备有限责任公司 （遵义 563003） 郑继康 张玉峰随着电子技术的发展，电火花加工技术与模具制造变得密不可分，已在模具制造、复杂零件加工中得到广泛应用。