电火花加工导论

技术原理

一种利用浸没在工作液中的两极间脉冲放电产生的电蚀效应去除导电材料的特殊处理方法。我们都有这样的生活经历。电气开关使用一段时间后，接触部分表面常被电火花侵蚀，粗糙不平。这就是电火花腐蚀的现象。电火花加工就是利用这一原理，在一定的介质中，通过电蚀作用使脉冲放电在刀具电极和工件电极之间，对工件进行加工的方法。实现这种加工的基本方法是:刀具电极和工件全部浸入工作介质(电解液)中，两电极之间产生多次火花放电，有意识地控制工件的侵蚀量。工件满足一定的尺寸和粗糙度要求。

电火花腐蚀金属加工原理还必须满足以下条件:火花放电能量必须大，以保证金属在瞬间局部熔化和气化;放电形式应是极短的脉冲放电，使火花热量过快地传递到非加工区域，防止“烧”现象;每次脉冲放电后，电极间隙之间产生的金属颗粒和电离物质必须及时从间隙中排出，以保证连续加工。

物理过程

电火花腐蚀电极的物理过程非常复杂，是电磁学、热力学和流体力学共同作用的过程，人们对其认识还不全面。一般认为可分为三个阶段:第一个阶段形成放电通道，电解液被电离、分解，形成放电通道;第二阶段在工件表面形成能量转换，即火花放电，产生热膨胀，使工具电极和工件被蚀刻掉;第三阶段的烧蚀被抛出放电间隙，为下一次放电做准备。

处理功能

1. 它可以加工任何硬的、脆的、韧的、软的、高熔点的导电材料，在一定条件下还可以加工半导体材料和非导电材料。
2. 加工时“无切削力”，有利于加工小孔、薄壁、窄槽以及各种形状复杂的孔、螺旋孔、空腔等工件，也适用于精密、微细加工。
3. 当脉冲宽度较小时，整个工件几乎不受热影响，因此可以减少热影响层，提高加工后的表面质量，也适用于加工热敏性材料。
4. 脉冲参数可任意调节，粗加工、半精加工、精加工可在一台机床上连续进行。精加工精度为0.01mm，表面粗糙度Rα值为0.8μm;精加工精度可达0.002~0.004mm，表面粗糙度Rα值为0.1~0.05μm。
5. 直接利用电能进行处理，易于实现自动化。

实际应用

由于电火花加工时放电能量高，可以加工普通切削方法无法加工的材料，如淬火钢、耐热合金、硬质合金等。同时也被广泛应用于加工各种复杂的型腔、模具、孔等领域。由于电火花加工过程中刀具电极与工件之间没有直接接触，切削力很小，对加工容易变形的工件、小而精的孔和窄的狭缝非常有效。目前，电火花加工工艺已广泛应用于工业的各个部门，是一种很有前途的加工方法。

在当前的加工领域中，特别是在精密加工中，电火花加工得到了广泛的应用。电火花加工范围如下:

1. 所有导电材料均可采用电火花加工。
2. 电火花加工精度最高可达+/- 0.005mm，表面粗糙度最高可达镜面。
3. 传统加工无法加工的工位，一般可以通过电火花加工来完成。
4. 卸料工位可以是各种大型塑料模具的型腔，也可以是宽度为0.1MM的小孔、小槽等。

优点和缺点

电火花加工的优点:

1. 它可以制造出传统切割机无法产生的奇形表面。
2. 加工硬质材料也可以有很好的公差精度。
3. 传统加工机床的切削力会对小工件造成损伤，而电火花加工不会。

电火花加工的缺点:

1. 非导体不能加工(陶瓷材料加工技术已经存在)。
2. 处理速度慢。
3. 加工成本高。