電火花加工是指在一定的介質(zhì)中，通過工具電極和工件電極之間的脈沖放電的電蝕作用，對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。電火花加工是20世紀(jì)40年代開始研究并逐步應(yīng)用于生產(chǎn)的一種利用電、熱能進(jìn)行加工的方法。 

一、簡(jiǎn)述 

電火花加工中的電蝕現(xiàn)象早在19世紀(jì)末就被人們發(fā)現(xiàn)，如插頭、開關(guān)啟閉時(shí)產(chǎn)生的電火花對(duì)接觸表面會(huì)產(chǎn)生損害。20世紀(jì)早期蘇聯(lián)的拉扎林科在研究開關(guān)觸點(diǎn)遭受火花放電腐蝕損壞的現(xiàn)象和原因時(shí)，發(fā)現(xiàn)電火花的瞬時(shí)高溫會(huì)使局部金屬熔化、氣化而被蝕除掉，從而開創(chuàng)和發(fā)明了電火花加工方法，并于1943年利用電蝕原理研制出世界上第一臺(tái)實(shí)用化的電火花加工-裝置，才真正將電蝕現(xiàn)象運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)加工中。中國(guó)在20世紀(jì)50年代初期開始研究電火花設(shè)備，并于60年代初研制出第一臺(tái)靠模仿形電火花線切割機(jī)床。 電火花加工是一種利用電能和熱能進(jìn)行加工的新工藝，俗稱放電加工。電火花加工與一般切削加工的區(qū)別在于，電火花加工時(shí)工具與工件并不接觸，而是靠工具與工件間不斷產(chǎn)生的脈沖性火花放電，利用放電時(shí)產(chǎn)生局部、瞬時(shí)的高溫把金屬材料逐步蝕除下來。由于在放電過程中有可見火花產(chǎn)生，故稱電火花加工。 

二、工作原理 

進(jìn)行電火花加工時(shí)，工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極，并浸入工作液中，或?qū)⒐ぷ饕撼淙敕烹婇g隙。通過間隙自動(dòng)控制系統(tǒng)控制工具電極向工件進(jìn)給，當(dāng)兩電極間的間隙達(dá)到一定距離時(shí)，兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿，產(chǎn)生火花放電。 在放電的微細(xì)通道中瞬時(shí)集中大量的熱能，溫度可高達(dá)一萬攝氏度以上，壓力也有急劇變化，從而使這一點(diǎn)工作表面局部微量的金屬材料立刻熔化、氣化，并爆炸式地飛濺到工作液中，迅速冷凝，形成固體的金屬微粒，被工作液帶走。這時(shí)在工件表面上便留下一個(gè)微小的凹坑痕跡，放電短暫停歇，兩電極間工作液恢復(fù)絕緣狀態(tài)。 緊接著，下一個(gè)脈沖電壓又在兩電極相對(duì)接近的另一點(diǎn)處擊穿，產(chǎn)生火花放電，重復(fù)上述過程。這樣，雖然每個(gè)脈沖放電蝕除的金屬量極少，但因每秒有成千上萬次脈沖放電作用，就能蝕除較多的金屬，具有一定的生產(chǎn)率?！≡诒３止ぞ唠姌O與工件之間恒定放電間隙的條件下，一邊蝕除工件金屬，一邊使工具電極不斷地向工件進(jìn)給，最后便加工出與工具電極形狀相對(duì)應(yīng)的形狀來。因此，只要改變工具電極的形狀和工具電極與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式，就能加工出各種復(fù)雜的型面。 工具電極常用導(dǎo)電性良好、熔點(diǎn)較高、易加工的耐電蝕材料，如銅、石墨、銅鎢合金和鉬等。在加工過程中，工具電極也有損耗，但小于工件金屬的蝕除量，甚至接近于無損耗。 工作液作為放電介質(zhì)，在加工過程中還起著冷卻、排屑等作用。常用的工作液是粘度較低、閃點(diǎn)較高、性能穩(wěn)定的介質(zhì)，如煤油、去離子水和乳化液等。

三、要點(diǎn) 

(1)必須使工具電極和工件被加工表面之間經(jīng)常保持一定的放電間隙，這一間隙隨加工條件而定。如果間隙過大，極間電壓不能擊穿極間介質(zhì)，因而不會(huì)產(chǎn)生火花放電；如果間隙過小，很容易形成短路接觸，同樣也不會(huì)產(chǎn)生火花放電。一般放電間隙應(yīng)控制在1～100μm范圍內(nèi)，這與放電電流的脈沖大小有關(guān)。 

(2)必須采用脈沖電源。脈沖電源能使放電所產(chǎn)生的熱量來不及傳導(dǎo)擴(kuò)散到其余部分，把每一次的放電點(diǎn)分別局限在很小的范圍內(nèi)，否則會(huì)像持續(xù)電弧放電那樣，使表面燒傷而無法用做模具電極加工。 

(3)火花放電必須在絕緣的液體介質(zhì)中進(jìn)行。液體介質(zhì)必須具有較高的絕緣強(qiáng)度，這樣有利于產(chǎn)生脈沖性的火花放電。同時(shí)，液體介質(zhì)還能把電火花加工過程中產(chǎn)生的金屬屑、炭黑等電蝕產(chǎn)物從放電間隙中懸浮排除出去，并且對(duì)電極和工件表面有較好的冷卻作用。通常采用煤油作為放電介質(zhì)。 

(4)放電點(diǎn)的功率密度足夠高。唯有這樣，放電時(shí)所產(chǎn)生的熱量才足以使工件電極表面的金屬瞬時(shí)熔化或氣化。  

四、要點(diǎn) 

1能加工任何導(dǎo)電材料。電火花加工中材料去除是靠放電時(shí)的電熱作用實(shí)現(xiàn)的，材料的可加工性主要取決于材料的導(dǎo)電性及熱學(xué)特性。 

2適合加工低剛度工件及微細(xì)加工。由于可以將工具電極的形狀復(fù)制到工件上，因此特別適合復(fù)雜表面工件的加工。 

3電火花加工的表面由無數(shù)小坑和硬凸邊組成，其硬度比機(jī)械加工表面硬度高，且有利于保護(hù)潤(rùn)滑油，在相同表面粗糙度下其表面潤(rùn)滑性和耐磨性也比機(jī)械加工表面好，特別適用于模具制造。 

4然而，一般電火花加工的速度較慢。 

五、應(yīng)用 

1電火花穿孔 穿孔加工是電火花加工中應(yīng)用最廣的一種，常用于加工型孔（圓孔、方孔、多邊形孔、異形孔）、曲線孔、4qL、微孔等，例如冷沖模、拉絲模、擠壓模、噴嘴、噴絲頭上的各種型孔和小孔。 穿孔的尺寸精度主要靠工具電極的尺寸和火花放電的間隙來保證，電極的截面輪廓尺寸要比預(yù)定加工的型孔尺寸均勻縮小一個(gè)加工間隙，其尺寸精度要比工件高一級(jí)，一般不低于IT7級(jí)，表面粗糙度值要比工件小，且直線度、平面度和平行度在100 mm長(zhǎng)度上不大于0.01mm。 

2電火花型腔加工 電火花型腔加工包括鍛模、壓鑄模、擠壓模、膠木模、塑料模等。型腔加工比較困難，主要因?yàn)槭遣煌准庸?，金屬蝕除量大，工作液循環(huán)和電蝕產(chǎn)物排除條件差，工具電極損耗后無法靠進(jìn)給補(bǔ)償；其次是加工面積變化大，并且由于型腔復(fù)雜，電極損耗不均勻，對(duì)加工精度影響很大，因此型腔加工生產(chǎn)率低，質(zhì)量難保證。為了提高型腔的加工精度，在電極方面，要使用耐蝕性高的純銅和石墨作電極。此外，一些小型塑料模具的表面磨砂處理也使用電火花加工。