电火花加工技术.doc

电火花加工技术
一：电火花技术概述
早在十九世纪，人们就发现了电器开光的触点开闭时，以为放电，使接触部位烧蚀，造成接触面的损坏。这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。起初，电腐蚀被认为是有害的，为减少和避免这种有害的电腐蚀，人们一直在研究电副食产生的原因和防止的办法。当人们掌握了它的规律之后，便创造条件，转害为益，把电腐蚀用于生产中。1870年，英国科学家普利斯特里最早发现电火花对金属的腐蚀作用。当两极产生放电的过程中，放电通道瞬时产生大量的热，足以使电极材料表面局部熔化或汽化，并在一定条件下，熔化或汽化的部分能抛离电极表面，形成放电腐蚀的坑穴。直到1934年，前苏联科学家拉扎连柯等把电火花对金属的腐蚀作用利用起来。
后来，人们进一步认识到，在液体介质中进行重复性脉冲放电时，能够对导电材料进行尺寸加工，因此，创立了“电火花加工法”。电火花加工技术作为特种加工领域的重要技术之一，最早应用于二战时期折断丝锥取出时的加工。随着人类进入信息化时代，电加工技术取得了突飞猛进的发展，可控性更高，数字化程度更好。
在中国电火花加工技术起步稍晚。根据中国的国情，实现电火花加工技术的原始创新是很困难的，只能采取引进消化吸收再创新的策略，因为这套系统集成了很多学科领域的知识，如计算机的软硬件、微电子、数控、电力半导体、机械技术、电气技术等，是多方面、多学科集成的产品，是比较复杂的高科技产品。国内现在显然还没有一个能够独立进行原始创新的团队，因此注定要经历一个长时间痛苦的积淀过程，所以我认为中国的电火花技术创新之路别无选择。政府也越来越认识到高校已经不再是创新的主战场，必须依托企业才能实现。
制造业是一个传统行业。一个国家的发展终归要落脚于制造业，因此作为基础工业，制造业必定拥有永久的生命力，而电加工行业也不例外。随着各项技术的不断发展，电加工技术也在进步，至于一项技术能够发展多久，也要看这个行业中的人怎样去尽心敬业、钻研并推进它。
二: 加工原理及原理图
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。
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。

原 理 图
脉冲电源
及检测装置
进
给
装
置
工具
电极
工作液
工作液
循环
系统
工件
电极
根据检测信号
决定进给或回退
提供脉冲电压
1、保持一定
的放电间隙；
排出蚀除物，
冷却两极
2、瞬时的、
脉冲性的
放电，需停歇
一段时间；
3、一定绝缘
性能的液体介质
质中放电；

工作液循环系统油路图

三：电火花加工的特点
电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性，高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多，这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。因此，人们除了进一步发展和完善机械加工法之外，还努力寻求新的加工方法。电火花加工法能够适应生产发展的需要，并在应用中显示出很多优异性能，因此，得到了迅速发展和日益广泛的应用。
电火花加工的特点如下（1）脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响，不受热处理状况影响。（2）脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围校。（3）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校工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。(4)可以改革工件结构，简化加工工艺，提高工件使用寿命，降低工人劳动强度。基于上述特点，电火花加工的主要用途有以下几项:< 1>制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。<2>加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔。 <3>在金属板材上切割出零件.<4>加工窄缝。<5>磨削平面和圆面。
四：电火花加工的主要用途
除了电火花成型加工、电火花线切割加工外，还出现了许多其他方式的电火花加工方法。它们的主要用途包括：
1．制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。
2.加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔。
3.在金属板材上切割出零件。
4.加工窄缝。
5.磨削平面和圆面。
6.其它（如强化金属表面，取出折断的工具，在淬火件上穿孔，直接加工型面复杂的零件等）。
五：电火花加工的前景
随着生产的发展，电火花加工技术领域的不断扩大，我认为电火花成形下一步的发展空间在精密微细和特殊材料两个方面。特殊材料（如航空航天领域用的材料）专机，窄槽窄缝、异型腔的加工，精密模具等领域都是发展重点。在精加工方面，曾经有过高速铣要代替电火花的传言，现在证明这是不现实的。现在粗加工、大电流的火花机又有回头的趋势，在家电、汽车很多行业中应用。人类新开发出来的导电的特殊材料都可进行放电加工，而高速铣通常很难实现。精密微细加工比如喷丝板等微小型零件都离不开电火花加工；航空航天领域中很多零部件需要多轴联动电火花加工。我们国家在专用机型上有创新的能力，有很大的空间。另外，电火花线切割技术已获得广泛的应用，目前国内外的线切割机床一占电加工机床的60%以上。
电火花加工属于电脉冲放电腐蚀类，要求：被加工的工件是好的导电材料，而且最好是优良的导电材料和不含杂质。电火花加工，最擅长对付那些高硬度的（一般的机械加工难以实现的）金属的加工，以及细、窄缝类（普通机械加工难以做到的）、清角位等的加工。
电化花加工的缺点：1、不能加工不导电的材料；2、加工过程中，有因为使用控制不良，引起火灾的安全隐患；3、加工效率较低（相对机械加工来讲）；4、加工过程造成被加工件的内应力增加而变形，加工尺寸精度不高。
可以了解到电火花的应用范围广，电火花的加工原理、和特点。电火花加工是一门新型的加工技术，在未来一定会占有相当的地位，因为其能源为电能，比起以煤炭等以再生资源为能源的生产设备来说无疑是一种优势，另外它们的生产的效率也极其高！