电火花加工工艺介绍

电火花加工工艺介绍（共6篇）

篇1：电火花加工工艺介绍

模具制造中电火花成形加工工艺分析

摘 要 电火花成形加工在模具制造领域具有不可替代的作用。本文对模具电火花成形加工的特征进行了介绍，并在此基础上详细分析了模具电火花成形加工的工艺流程，最后对影响模具电火花成形加工质量的主要因素及应对措施进行了探讨，以期望对从事模具制造工作的人员能够有所借鉴。

关键词 模具制造；电火花成形加工；工艺流程

中图分类号TH13 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）115-0163-02

0 引言

模具是一种专业工艺装备，是满足少切削甚至无切削需求的零件成型工具，而且在汽车、电器、仪器仪表和通信设备等领域得到了广泛的应用，用它生产制造出来的产品拥有精度高、生产周期、产品质量稳定等优势，这是其他加工制造手段所无法比拟的。但这些都有一个重要前提，即模具本身必须具备较高的精度，很难想象一个制造精度较差的摸具能够生产出符合要求的产品。

在模具制造领域，虽然高速切削加工在很多方面已经能够替代电火花成形加工，但其需满足条件较多，且制造成本较高。而且在诸如小型精密注射模等一些模具的制造上，电火花成形加工比高速切削加工更具优势。因此，用电火花成形加工制造模具仍然有着不可替代的作用，对其加工工艺进行分析研究具有十分重要的现实意义。模具电火花成形加工的特征

模具电火花成形加工的原理（如图1所示）是利用放电产生的高温蚀除掉需要去除的金属，直至达到需要的形状。在小型精密注射模或工件材料非常硬的加工中，电火花成形加工占据着重要的地位。具体特征如下：1）适用于制造那些不能采用切削加工或切削加工比较难以实现的模具；2）工具电极和模具在加工过程中不接触，适宜于制造刚度较弱的模具，以便于进行细微精细制造；3）便于加工过程的自动化控制；4）因为没有切削力的影响，所以被加工模具的变形较小，实际加工误差也较小。模具电火花成形加工的工艺流程

3.1 电火花成形加工的工艺确定

模具制造前，工艺人员应该针对被加工模具的特点和加工要求来确定具体工艺。通常而言，为了提高模具的加工效率，应尽可能地选择切削加工的方式，但如果遇到无法装夹（长径比较大时）或切削刀具难以接触到的情况，就要考虑选择电火花加工。

3.2 工具电极的设计与制造

当前主流的CAD/CAM软件（如UG、Pro/E、Solidworks等）都集成了电极设计模块，这极大地提高了模具设计的质量和效率。

电极的具体制造工艺要根据电极的加工要求和企业的制造资源而定。当前有很多企业都已经拥有了能够加工复杂形面的加工中心，用加工中心加工电极具有效率高、精度高等优点，是制造形状复杂电极的首选。此外，对于一些2D电极，采用线切割加工技术往往可以获得较高的加工质量。

采用快速装夹定位系统直接将电极材料装夹在加工机床的装夹系统上进行制造，并且能在加工完成后就立即应用于电火花成形机床上，不用作任何调整就可再进行电火花成形加工。快速装夹定位系统不仅极大地缩短了加工时间，还确保了电极的装夹、定位精度。

3.3 加工的定位

当工件和电极装夹、校正完成后，就需要对它们之间的位置进行精确定位。目前用地比较多的定位方式有“四面分中”和“单边分中”两种。

模具电火花成形加工操作中，可以通过电极基准面与工件基准面的接触感知来实现定位，例如通过使用基准球实现接触感知定位能达到较高精度地定位要求。

当前在模具制造企业中广泛使用的数控电火花成形机床都具有自动定位功能，在需要定位时仅需输入一些必要的测量参数，就能比较快捷地进行地位。

3.4 加工参数的配置

选用电参数是为了实现预定的加工尺寸和表面粗糙度等加工任务，所以其选择的优劣将对模具最终的加工质量造成重要影响。电参数一般是根据电极缩放量进行确定，在具体确定时，要考虑电极数目、电极损耗、电极缩放量等因素。粗加工可以选用安全间隙接近电极缩放尺寸的电参数，而精加工一般都会选用多组电参数以逐渐逼近最终的加工制造的要求。影响模具电火花成形加工质量的因素及应对措施

4.1 加工质量的主要影响因素

目前，数控电火花成形机床已经在模具制造企业中得到了普及。除了机床本身的制造精度外，影响模具最终加工质量的主要因素还包括以下三点：放电间隙及其一致性、工具电极损耗、工件结构形状。

4.2 加工质量分析

模具电火花加工精度受到诸多因素影响，其中电极因素是主要因素。在进行电极设计时，只有同时考虑电极的尺寸精度和其放电时的位置精度，才能最终确保所加工型腔的误差在设计要求的范围之内。

4.3 应对措施

4.3.1 采用多电极加工法

可根据粗、半精、精加工中放电间隙不同的特点，分别采用粗加工电极、半精加工电极和精加工电极来完成整个型腔的加工过程。

4.3.2 合理选择电极材料

电火花加工中，电极材料一般使用紫铜或石墨，但在加工精度要求较高时，还可选用铜钨合金。紫铜电极虽然具有熔点低、磨削困难且不宜采用大电流等缺点，但其电极相对损耗小，并且经锻造后还能做成其他电极，加工性能稳定，使用范围较广泛。石墨电极虽然磨削容易，并且能通过吸附炭来补偿电极损耗，但其不利于通过机械切削的方式进行制造，即使制造出来的精度也较低，所以很难适用于精加工过程。铜钨合金电极的电极损耗极小，特别适用于加工一些精度要求高的型腔，但其成本也较高。因此，应根据要制造电极的特点，在综合分析判断各类材料优缺点的基础上，选择合理的电极材料。结论

电火花成形加工在模具制造领域占据着重要的地位，对其加工工艺进行研究，并对影响加工制造精度的因素进行控制，对促进我国模具制造业的发展具有积极作用。因此，模具制造技术人员应根据模具制造的特点，对电火花成形加工的工艺作进一步的创新和完善，以促使电火花成形加工技术地不断取得进步和发展。

参考文献

[1]马明峻，蒋亨顺，郭洁民.电火花加工技术在模具制作中的应用[M].北京：化学工业出版社，2006.[2]戴雪芬.先进制造技术在模具生产中的应用研究[J].轻工械，2006，24（1）：85-86.[3]伍端阳，李捷.模具制造中电火花加工异常问题及分析[J].模具工业，2006，32（7）：56-59.[4]殷燕芳，陈艳山.电火花加工技术在模具制造中的应用[J].轻工机械，2007，25（4）：64-66.

篇2：电火花加工工艺介绍

1、模具电火花穿孔加工常用的工艺方法有：（）。

A、直接加工法 B、混合加工法 C、间接加工法 D、单电极平动加工法 A 卷号试学期 学 短 9 0 0 2 》 工 加 种 特级《班 名姓

2、模具电火花穿孔加工常用的电极结构形式有：（）。

A、整体式 B、多电极式 C、镶拼式 D、组合式

3、下列（）可以选作为超声波加工的的工具材料。

A、低碳钢 B、铸铁 C、紫铜 D、硬质合金

4、下列（）可超声切割加工。

A、陶瓷 B、紫铜 C、玻璃 D、塑料

5、下列（）可制作模具电铸成形的原模（母模）。

A、塑料 B、石膏 C、金属材料 D、环氧树脂

6、电解加工在模具制造中可进行（）加工。

A、型孔 B、型腔 C、电解抛光 D、电解磨削 7.电火花加工的放电本质大致包括哪（）个阶段

A．极间介质的电离、击穿，形成放电通道 B．电极材料的熔化、气化热膨胀

C．极间介质的消电离

D．电极材料的抛出 8目前在模具型腔电火加工中应用最多的电极材料是（）。

A铜、B钢

C石墨

D硬质合金

9．以下不能加工非金属脆硬材料的特种加工方法有（）。

A．电火花加工

B．超声波加工

C．电解磨削加工

D．激光加工 10．能够在淬硬材料上加工φ3小孔的特种加工方法有（）。

A．电火花加工

B．超声波加工

C．离子束加工

D．激光加工 11.用电火花进行粗加工，采用（）。

A．宽脉冲、正极性加工 B．宽脉冲、负极性加工 C．窄脉冲、正极性加工 D．窄脉冲、负极性加工 12.超声波加工机床的组成包括（）。

A.超声电源，超声系统及机械系统 B.超声发生器、间隙调节器和机床本体 C.脉冲电源，间隙调节器和机床本体 D.超声发生器、超声系统和加工机床本体

13.与切削加工相比，特种加工的特点是()作为统一的定位精基准。

A、对工具和工件的强度、硬度和刚度均无严格要求 B、工件受力变形和热变形小 C、一般不会产生加工硬化现象 D、材料去除率高

14．以下说法正确的有（）。

A．电火花加工设备可以加工半导体材料 B．超声波加工设备可以加工玻璃材料

C．激光加工主要利用其高温，因此不可加工非金属材料 D．电火花切割加工机床可以在工件上打孔

E．特种加工设备在加工过程中不需要工件作旋转运动

15．用电火花在机床加工一个圆孔，由于电间隙的存在，工具电极应（）被加工孔的尺寸。

A．大于

B．等于

C．小于

D．无所谓 16.特种加工方法，主要有（）。

A.电火花加工 B.超声波加工

C.精密铸造 D.激光加工 E.离心铸造

17目前特种加工中最精密、最微细的加工是（）

A激光加工

B电子束加工

C离子束加工

D水射流加工

18在本课程中我们学习了哪些特种加工方法（）。

A激光加工

B电解加工

C 离子束加工

D超声加工

E快速原型 F 水射流加工

19数控线切割是利用工具对工件进行（）去除金属的。

(A)切削加工(B)脉冲放电(C)化学溶解

20．数控线切割是利用工具对工件进行（）去除金属的。

(A)切削加工(B)脉冲放电(C)化学溶解

21．数控线切割机床加工时，钼丝接脉冲电源（）。

(A)负极(B)正极(C)任意接

22．数控线切割的工具电极是（）的。

(A)丝状(B)柱状(C)片状

23．线切割加工编程时，计数长度应以（）为单位。

Ａ、以μm为单位；Ｂ、以mm为单位；

Ｃ、写足四为数； Ｄ、写足五为数；

24.本课程电火花线切割加工时用的介质是（）

A 负离子水

B 自来水

C乳化油

D 专用煤油 25.下列选项中，哪个是离子束加工所具有的特点（）

A加工表面不产生热量，但有氧化现象；

B离子撞击工件表面，将机械能转化为热能，使工件表面融化，灼除工件材料 C加工中应力和变形极小

D 离子束加工姜工件和电源正极相连 26.激光打孔时，焦点位置应该（）

A高于工件表面；

B明显低于工件表面

C在工件表面或略低于工件表面

D依具体机型决定 27.电火花线切割加工的特点有：（）

Ａ、不必考虑电极损耗； Ｂ、不能加工精密细小，形状复杂的工件；

Ｃ、不需要制造电极；

Ｄ、不能加工盲孔类和阶梯型面类工件。28 下列切割路线最佳的是（）。

二、判断题（每题1分，共10分）

1、模具电火花加工的基本原理就是利用工件与电极之间交流电弧放电进行加工的。（）

2、制造电极的方法很多，可用的加工方法有：普通机械加工、数控加工、电铸加工等。（）

3、型腔电火花成形加工常用的主要工具电极材料有铸铁和钢。（）

4、激光加工可以焊接金属与非金属材料。（）

5、激光加工可以可以透过透明材料加工深而小的微孔和窄缝。（）

6、电解加工中电极有损耗，可加工任何高硬度的材料。（）

7、电火花线切割能够加工盲孔及阶梯类成形表面。（）

8、电火花脉冲放电加工要在液体绝缘介质中进行，常用的介质有：煤油、盐水等。（）

9、电火花加工采用输出单向脉冲电流的脉冲电源。（）

篇3：数控电火花线切割加工工艺

数控电火花线切割因效率高、工艺指标高[1] (工件的外形精度、位置精度和表面粗糙度) 、加工范围广而被广泛应用, 因此, 对线切割加工过程的工艺分析很有必要, 适合于线切割的工件类型主要有各种形状孔及键槽、齿轮内外齿形、窄长冲模和各种平面图案。

1 加工工艺分析

1.1 图样的工艺分析

线切割工件图样的工艺分析相对普通机加工 (车、铣、磨等) 工件图样的工艺分析较为简单[2], 主要分析线切割的工艺条件能否加工工件的拐点 (凹凸角) , 分析能否用线切割加工的经济精度范围满足工件的尺寸要求 (工件形状精度、位置精度和表面粗糙度) 。

1) 拐点 (凹凸角) 尺寸分析:a.电极线切割轨迹与被加工面距离L=d/2+δ电极线轨迹。b.工件凹角半径R1≥d/2+δ, 工件凸角半径R2=Rl-Z/2。

2) 加工精度分析。工件定位与装夹及引入、偏移量、切割起始点、切割轨迹、超切、超出、回退程序、取件位置等线切割过程中的因素都决定了电火花线切割加工精度[3]。降低线切割面的线性度, 使加工面均匀平滑、垂直度小, 可有效提高工件的外形精度。工件的位置精度主要取决于机床的机械精度、控制精度 (编程、伺服、插补) 以及加工过程中的定位方式。工件表面粗糙度取决于加工设备的选取[4], 快走丝加工, 工件表面粗糙度值可控制在Ra0.63~2.5μm之间, 慢走丝加工时, 工件表面粗糙度值可控制在Ra0.5~0.8μm之间。

1.2 电极丝的选择

电极丝作为特殊的加工工具, 除需具备高强度、高熔点、低电阻率外, 还应具备良好的导电性和抗电蚀性[5]。常用电极丝材料有钨丝、铂丝、包芯丝黄铜丝和石墨。钼丝常用于快走丝机床, 钨丝虽强度高但因成本原因较少用在快走丝机床;铁丝、铜丝、专用合金丝及镀层电极丝则较多用于慢走丝机床, 如表1所示。

电极丝直径的确定要结合切缝宽度、拐角尺寸和工件厚度等因素, 在特殊的微细加工须用直径细的电极丝, 常用的电极丝及其特点如表1所示。由于工件中存在切缝和拐角, 电极丝直径的选择与工件厚度相互矛盾, 根据加工经验, 表2列举出了电极丝直径、拐角R和工件厚度之间的对应关系。

1.3 穿丝孔确认

作为切割工件和程序执行的起始点, 穿丝孔径常开在工件的基准点, 孔径一般为3~10 mm, 对于不同类型的工件, 孔的位置可分为两类:

1) 凹模、孔类工件。为减少加工起始时的切割距离, 简化编程, 穿丝孔与型孔边缘距离控制在2~5 mm为宜, 具体位置如图1所示。

2) 凸模、轴类工件。为避免加工过中工件过大形变, 穿丝孔与毛坯外沿距离要不小于5 mm, 具体位置如图2所示。

1.4 加工参数选择

根据工件厚度合理设置脉冲电源加工参数 (加工电流、脉冲宽度、脉冲间隔及功率输出) , 可有效改善工件的工艺指标 (精确度、表面粗糙度、加工效率和稳定性) , 如表3所示。

由表3可知:脉冲宽度与加工效率成正比, 与加工面粗糙度成反比, 脉冲间隙大, 加工电流能量小, 适合加工较厚工件, 输出功率大可获得较高的加工电流。

1.5 工作液选取原则

线切割加工工艺不同需要的工作液不同, 工件厚度和工件表面粗糙度要求一定程度上也决定了工作液的选取。一般情况下, 去离子水、煤油常用于慢丝加工, 乳化液常用于快丝加工。工作液的选取一般需遵循以下5个原则:1) 合适的绝缘性。绝缘性高, 则击穿介质能耗大, 蚀除量减少;绝缘性低, 则工作液导电能力过强, 无火花放电。2) 冷却性好。电极放电瞬时, 线切割局部温度过高, 应充分冷却线切割部位, 及时释放过多的热量, 避免过热现象。3) 洗涤性强。可及时排出切屑。4) 防锈性好。可避免工件在加工过程中锈蚀, 也有益于机床保养与维护。5) 加工全程对操作人员无毒害。

配比不同的同一类工作液, 加工的工件效果也不同。如慢丝线加工中, 对工艺要求不同的工件, 工作液选取不同配比的离子水 (主要是导电率不同) 以满足不同的工艺。

2 断丝问题及原因分析

断丝现象在线切割加工中较为常见, 工件材料不同、电极丝损耗、张紧力大小、导丝机构、工作液优劣、加工过程稳定性及加工参数设置合理性都可能导致断丝现象的产生[6]。

1) 与工件有关的断丝:a.工件热处理致使材料内部产生内应力, 加工过程内应力释放, 导致电极丝断丝。b.在切割轨迹终点, 废料由于重力原因, 脱落时夹住电极丝而导致断丝。c.工件不导电引起的断丝。可能存在于铸造坯料内部的气孔、沙眼、不导电杂质以及坯料外部不导电物 (油漆、塑料薄膜等) , 加工中易拉断电极丝。

2) 与工作液有关的断丝:a.工作液配比不当引起断丝。b.工作液供给量不足引起断丝, 工作液流速是否合理、回流通道是否通畅影响工作液的供给量, 直接影响工件的冷却效果, 工作液不足, 易引起电极丝被烧断。

3) 与走丝机构有关的断丝:a.导电块与电极丝加工中长时间接触磨损, 易产生沟槽夹断电极丝。b.导轮稳定性不足影响电极丝工作的稳定性进而引起断丝。c.张紧机构不合理造成电极丝张紧力过大导致断丝。d.储丝筒轴向、径向不稳定性, 以及电极丝缠绕不当易导致断丝;

4) 与程序有关的断丝:a.电极丝切割轨迹设置不当易导致断丝。b.二次切割时电极丝在上次断丝缝隙处易放电不均, 致使电极丝损害较大而导致再次断丝。

5) 与切割工艺参数有关的断丝:a.工艺参数设置不当易加快电极丝的磨损导致断丝, 应根据具体工件的材料、尺寸选取、优化加工参数。b.加工厚度较大或薄壁类工件时, 切割速度较大易导致短路、拉弧, 使切割温度过高烧断电极丝。

3 结论

分析了线切割在实际加工过程中工艺要求、操作原则和注意事项, 并对线切割过程中各部分易出现的断丝问题进行了分类, 详细分析了导致断丝的原因, 对线切割加工工艺的设置具有一定的参考意义。

参考文献

[1]梁天宇.型芯零件的电火花线切割加工工艺分析[J].模具制造, 2014 (4) :74-77.

[2]陈志, 李贺, 张臻, 等.基于灰色预测模型电火花线切割工艺参数优化[J].机床与液压.2014 (23) :5-8.

[3]彭丽, 白金平, 程明, 等.电火花线切割工作液的研究现状[J].电加工与模具, 2014 (6) :59-62, 66.

[4]李一华, 黄艳松, 马永清, 等.提高快走丝线切割加工表面质量的工艺研究[J].机械工程师, 2013 (11) :189-191.

[5]王建平, 宋乃坚.数控电火花线切割加工工艺研究[J].新技术新工艺, 2006 (1) :59-61.

篇4：电火花加工工艺介绍

关键词:机床电火花误差加工精度

中图分类号:TE933文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)03(a)-0040-01

1 微细电火花加工技术简介

微细加工技术在现代制造技术中占有极其重要的地位,而微细电火花加工技术是实现微细加工的最有利手段之一。由于工具电极与工件电极之间的宏观作用力微小,因此非常适合微小零部件的加工。目前,微细电火花加工技术已经广泛应用于航空、航天、医学、模具、微电子器件等方面[1]。在微细电火花加工中,由于其加工对象的微小,因此要求放电间隙控制在1μm以内。

1.1 微细电火花加工机床微进给机构

由于微细加工技术其加工对象的微小,因此要求放电间隙控制在1μm以内。在这样小的放电间隙里,为了防止拉弧和短路现象的发生,就要求机床的伺服控制系统具有很高的分辨率和高频响应能力。采用压电元件和柔性铰链机构的压电微进给机构因其位移控制精度高、响应速度快、驱动力较大等优点,被应用于微细电火花加工。而采用有限元法则可以从理论角度分析出机构性能指标和机构主要尺寸的定量关系[2]。

2 微细电火花加工误差与精度

2.1 微细电火花加工误差的原因

影响机床加工精度的因素主要有机床误差、电极的制造误差及磨损、夹具误差。

(1)机床误差:微细电火花加工机床的误差主要有伺服系统的分辨率和定位精度的误差。定位精度是指机床各坐标轴在数控系统的控制下运动的位置精度,引起误差的因素包括数控系统的误差和机械传动的误差。

(2)电极的制造误差及磨损:电极的制造误差、安装误差以及使用中的磨损,都影响工件的加工精度。

(3)夹具误差:夹具误差包括定位误差、加紧误差、夹具安装误差等。工件在夹具中的位置是以其定位基面与定位元件相接触(配合)来确定的。由于定位基面、定位元件工作表面的制造误差,会使各工件在夹具中的实际位置不相一致。加工后,各工件的加工尺寸必然大小不一,形成误差。

2.2 减小误差的方法

(1)减小原始误差。查明产生加工误差的主要原因,设法消除或减小这些因素。例如采用宏观、微观同时驱动电极的方案,用步进电机作宏观运动,用微进给机构作微观驱动,并实时检测放电间隙状态,采用半闭环控制方法驱动电极,既保证了进给速度,又极大的提高了进给精度。

(2)补偿原始误差。人为地制造一种新的误差,去抵消原来工艺系统的原始误差。

(3)转移原始误差。误差转移法就是转移工艺系统的几何误差、受力变形和热变形等。

(4)均分原始误差。这种方法就是把原始误差按其大小均匀分为n组,每组毛坯误差范围就缩小为原来的1/n,然后按各组分别调整加工。

(5)均化原始误差。利用有密切联系的的表面相互比较、相互检查从对比中找出差异,然后进行相互修正或基准加工,使工件被加工表面的误差不断缩小和平均。

(6)就地加工法。采用就地加工的方法,能很方便的解决看起来非常困难的精度问题。就地加工法是机械零件加工中常用来作为保证零件加工精度的有效措施。

2.3 实际应用

在实际应用中,采用合金钢材料,取切口厚度为0.5mm。该尺寸的微驱动机构具有合适的固有频率和最大进给量。图1为微进给机构的实物照片。

在实际加工中,采用宏观、微观同时驱动电极的方案,用步进电机作宏观运动,用微进给机构作微观驱动,并实时检测放电间隙状态,采用半闭环控制方法驱动电极,既保证了进给速度,又极大的提高了进给精度。图2为采用该微进给机构加工的直径25μm,厚度为0.1mm的微小孔。从图片中可以看出,微孔的边缘轮廓质量很好,且其加工时间也大大缩短。

3 结论

(1)机床加工过程中,提高机床加工精度有很强的实践性,和实际生产条件及生产工艺有很大关系。

(2)采用宏观、微观同时驱动电极的方案,用步进电机作宏观运动,用微进给机构作微观驱动,并实时检测放电间隙状态,采用半闭环控制方法驱动电极,既保证了进给速度,又极大的提高了进给精度。

(3)合金钢材料的机构具有更高的固有频率,切口尺寸更薄的柔性铰链具有更大的进给量,能够满足微细电火花加工的微进给要求。

参考文献

[1]MASUZAWZT．State of the art of micromachining[J]．Annals of the CIRP,2000,49(2):473-488．

篇5：电火花加工工艺介绍

1.机床在每次开机或机床按急停复位后，首先回机床参考零位(即回零)，使机床对其以后的操作有一个基准位置。

2.装夹工件：

3.工件装夹前要先清洁好各表面，不能粘有油污、铁屑和灰尘，并用锉刀(或油石)去掉工件表面的毛刺。

4.装夹用的等高铁一定要经磨床磨平各表面，使其光滑、平整。码铁、螺母一定要坚固，能可靠地夹紧工件，对一些难装夹的小工件可直接夹紧在虎钳上。

5.机床工作台应清洁干净，无铁屑、灰尘、油污。

6.垫铁一般放在工件的四角，对跨度过大的工件须要在中间加放等高垫铁。

7.根据图纸的尺寸，使用拉尺检查工件的长宽高是否合格。

8.装夹工件时，根据编程作业指导书的装夹摆放方式，要考虑避开加工的部位和在加工中刀头可能碰到夹具的情况。

9.工件摆放在垫铁上以后，就要根据图纸要求对工件基准面进行拉表，工件长度方向误差小于0.02mm，顶面X、Y方向水平误差小于0.05mm。对于已经六面都磨好的工件要校检其垂直度是否合格。

10.工件拉表完毕后一定要拧紧螺母，以防止装夹不牢固而使工件在加工中移位的现象。

11.再拉表一次，确定夹紧好后误差不超差。

12.工件碰数：对装夹好的工件可利用碰数头进行碰数定加工参考零位，碰数头可用光电式和机械式两种，碰当选方法有分中碰数和单边碰数两种，分中碰数步骤如下：

13.碰数方法：机械式转速450~600rpm。

14.分中碰数手动移动工作台X轴，使碰数头碰工件一侧面，当碰数头刚碰到工件时，就设定这点的相对坐标值为零；再手动移动工作台X轴使碰数头碰工件的另一侧面，当碰数头刚碰上工件时记下这时的相对坐标。

15.根据其相对值减去碰数头的直径(即工件的长度)，检查工件的长度是否合符图纸要求。

16.把这个相对坐标数除以2，所得数值就是工件X轴的中间数值，再移动工作台到X轴上的中间数值，把这点的X轴的相对坐标值设定为零，这点就是工件X轴上的零位。

17.认真把工件X轴上零位的机械坐标值记录在G54~G59的其中一个里，让机床确定工件X轴上的零位。再一次认真检查数据的正确性。

18.工件Y轴零位设定的步骤同X轴的操作相同。

19.根据编程作业指导书准备好所有刀具。

20.根据编程作业指导书的刀具数据，换上要进行加工的刀具，让刀具去碰摆在基准面，把这点的相对坐标值设定为零。

21.移动刀具到安全的地方，手动向下移动刀具50mm，把这点的相对坐标值再设定为零，这点就是Z轴的零位。

22.把这点的机械坐标Z值记录在G54~G59其中一个里。这就完成了工件X、Y、Z轴的零位设定。再一次认真检查数据的正确性。

23.单边碰数的也是按上面的方法碰工件X、Y轴的一边，把这点的X、Y轴的相对坐标值偏移碰数头的半径就是X、Y轴的零位，最后把一点X、Y轴的机械坐标记在G54~G59的其中一个里。再一次认真检查数据的正确性。

24.检查零点的正确性，把X、Y轴移动到工件的边悬，根据工件的尺寸，目测其零点的正确性。

25.根据编程作业指导书的文件路径把程序文件拷贝到电脑上。

二、开机加工：

1.执行每一个程序的开始时必须认真检查其所用的刀具是否编程指导书上所指定的刀具。开始加工时要把进给速度调到最小，单节执行，快速定位、落刀、进刀时须集中精神，手应放在停止键上有问题立即停止，注意观察刀具运动方向以确保安全进刀，然后慢慢加大进给速度到合适，同时要对刀具和工件加冷却液或冷风。

2.开粗加工时不得离控制面板太远，有异常现象及时停机检查。

3.开粗后再拉表一次，确定工件没有松动。如有侧必须重新校正和碰数。

4.在加工过程中不断优化加工参数，达最佳加工效果。

5.因本工序是关键工序，因此工件加工完毕后，应测量其主要尺寸数值与图纸要求是否一致，如有问题立即通知当班组长或编程员检查、解决，经自检合格后方可拆下，并必须送检验员专检。

6.工件拆下后及时清洁机床工作台。

三、工人自检内容、范围： 1.加工者在加工前必须看清楚工艺卡内容，清楚知道工件要加工的部位、形状、图纸各尺寸并知道其下工序加工内容。

2.工件装夹前应先测量坯料尺寸是否符合图纸要求，工件装夹时必须认真检查其摆放是否与编程作业指导书一致。

3.在粗加工完成后应及时进行自检，以便对有误差的数据及时进行调整。自检内容主要为加工部位的位置尺寸。如：(1).工件是否有松动；(2).工件是否正确分中；(3).加工部位到基准边(基准点)的尺寸是否符合图纸要求；(4).加工部位相互间的位置尺寸。在检查完位置尺寸后要对粗加工的形状尺进行测量(圆弧除外)。

4.经过粗加工自检后才进行精加工。精加工后工人应对加工部位的形状尺寸进自检：对垂直面的加工部位检测其基本长宽尺寸；对斜面的加工部位测量图纸上标出的基点尺寸。

5.工人完成工件自检，确认与图纸及工艺要求相符合后方能拆下工件送检验员进行专检。

四、出错的原因、特别注意、改正措施列表：

篇6：电火花加工工艺介绍

电火花加工现状与发展

张杰

（上海理工大学 机械工程学院，上海）

摘要：首先简要地说明了电火花加工的原理、特点、分类和其在机械制造领域内的应用，继而详细地论述了近年来电火花加工的国内外研究现状，最后通过对一些资料的查阅对电火花加工的发展方向以及进一步深入研究时所需要注意的问题进行了初步的探讨。关键词：电火花加工，电火花成形加工，电火花线切割加工，发展现状，发展方向

Present Situation and Development of EDM

ZhangJie（School of Mechanical Engineering ,University of Shanghai for Science and

Technology,Shanghai）

Abstract : The principles ,features ,classifications of EDM and its applications in the fields of mechanical manufacturing are briefly stated, and then the research at home and abroad are presented in detail.Finally ,by the reference of several documents, some problems in need of a further investigation are proposed.Key words :EDM, Electric spark forming, wire-cut electrical discharge machining，present situation, future direction.1.概述

电火花加工是特种加工的一种。早在前苏联，拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时，发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉，从而开创和发明了电火花加工方法。

1.1电火花加工原理

电火花加工现状与发展

进行电火花加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，并浸入工作液中，或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。

其工作原理图如下：

1.2电火花加工特点

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。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，电火花加工的特点概括如下：

（1）直接利用电脑进行加工，便于实现自动化，适于特殊材料和复杂形状的加工。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）适用的材料范围广。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，材料受热影响范围较小，可以加工任何高强度、高硬度、高韧性、高脆性以及高纯度的导电材料。

（3）工具电极制造容易。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）可以再同一台机床连续进行粗，半精及精加工。脉冲参数可依据需要调节，可在同一台机床上进行粗加工、半精加工和精加工。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。

1.3电火花加工分类

按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同,大致可分为电火花成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字六大类。前五类属电火花成形、尺寸加工，是用于改变零件形状或尺寸的加工方法；后者则属表面加工方法，用于改善或改变零件表面性质。以上方法中以电火花成形加工和电火花线切割应用最为广泛。

1.3.1电火花成形加工

该方法是通过工具电极相对于工件作进给运动，将工件电极的形状和尺寸复制在工件上，从而加工出所需要的零件。它包括电火花型腔加工和穿孔加工两种。

电火花型腔加工主要用于加工各类热锻模、压铸模、挤压模、塑料模和胶木膜的型腔。

电火花加工现状与发展

电火花穿孔加工主要用于型孔（圆孔、方孔、多边形孔、异形孔）、曲线孔（弯孔、螺旋孔）、小孔和微孔的加工。近年来，为了解决小孔加工中电极截面小、易变形、孔的深径比大、排屑困难等问题，在电火花穿孔加工中发展了高速小孔加工，取得良好的社会经济效益。典型机床有D7125,D7140等电火花穿孔成形机床。

1.3.2电火花线切割加工

该方法是利用移动的细金属丝作工具电极，按预定的轨迹进行脉冲放电切割。按金属丝电极移动的速度大小分为高速走丝和低速走丝线切割。我国普通采用高速走丝线切割，近年来正在发展低速走丝线切割，高速走丝时，金属丝电极是直径为φ0.02～φ0.3mm的高强度钼丝，往复运动速度为8～10m/s。低速走丝时，多采用铜丝，线电极以小于0.2m/s的速度作单方向低速运动。线切割时，电极丝不断移动，其损耗很小，因而加工精度较高。其平均加工精度可达 0.0lmm，大大高于电火花成形加工。表面粗糙度Ra值可达1.6 或更小。

目前电火花线切割广泛用于加工各种冲裁模（冲孔和落料用）、样板以及各种形状复杂型孔、型面和窄缝、凸轮、成形刀具、精密细小零件和特殊材料，试制电机、电器等产品等。典型机床有DK7725,DK7740数控电火花线切割机床。

1.3.3其他电火花加工方式

剩下的电火花加工方式应用较少，不是主流。包括：

电火花内孔、外圆和成形磨削：用于加工高精度、表面粗糙度值小的小孔，如拉丝模、挤压模、微型轴承内环、钻套等和加工外圆、小模数滚刀等。典型机床有D6310电火花小孔内圆磨床等。

（2）电火花同步共轭回转加工：用于加工各种复杂型面的零件，如高精度的异形齿轮，精密螺纹环规，高精度、高对称度、表面粗糙度值小的内、外回转体表面等。典型机床有JN-2,JN-8内外螺纹加工机床。

（3）电火花高速小孔加工：用于加工线切割穿丝预孔，深径比很大的小孔，如喷嘴等。典型机床有D703G电火花高速小孔加工机床。

（4）电火花表面强化、刻字：用于电火花刻字、打印记。典型设备有D9105电火花强化机等。

1.4电火花加工用途

目前电火花加工已广泛应用于模具制造、航天航空、电子、电机电器、精密机械、仪器仪表、汽车、轻工业等行业，以解决难加工材料及复杂形状零件的加工问题，加工范围已达到小到几微米的小孔、轴、缝，大到几米的超大型模具和零件。电火花加工的主要用途可以概括为以下几项：

（1）用于模具生产中的型孔、型腔加工，已成为模具制造业的主导加工方法，推动了模具行业的技术进步。可以用于制造冲模、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）。

2.发展历程及技术成果

2,1电火花加工发展历程

早在十九世纪，人们就发现了电器开关的触点开闭时，因为放电，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。

电火花加工现状与发展

二十世纪四十年代初，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”。

五十年代，改进为电阻-电感-电容等回路。同时，还采用脉冲发电机之类的所谓长脉冲电源，使蚀除效率提高，工具电极相对损耗降低，随后又出现了大功率电子管、闸流管等高频脉冲电源，使在同样表面粗糙度条件下的生产率得以提高。

六十年代出现了晶体管和可控硅脉冲电源，提高了能源利用效率和降低了工具电极损耗，并扩大了粗精加工的可调范围。

七十年代出现了高低压复合脉冲、多回路脉冲、等幅脉冲和可调波形脉冲等电源，在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具电极损耗等方面又有了新的进展。在控制系统方面，从最初简单地保持放电间隙，控制工具电极的进退，逐步发展到利用微型计算机，对电参数和非电参数等各种因素进行适时控制。

电火花加工技术经历了手动电火花加工、液压伺服、直流电机、步进电机、交流伺服电机等一系列过程。控制系统也越来越复杂，从单轴数控到3轴数控、再到多轴联动。20世纪90年代初期，3轴电火花机在国内还是空白，主要是从日本和瑞士引进。直到90年代中期，我国才开始步入国内电火花加工机的真正快速发展轨道，后来在此基础上又生产研发了4轴4联动电火花加工机。

2,2电火花加工技术成果

2.2.1对电火花加工优缺点的总结

电火花加工属于电脉冲放电腐蚀类，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且不含杂质。

电火花加工的优点：

（1）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（2）电火花加工尤其适合细、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。

2.2.2影响其加工精度的因素的总结

与传统的机械加工一样，机床本身的各种误差，工件和工具电极的定位、安装误差都会影响到电火花加工的精度。另外，与电火花加工工艺有关的主要因素是放电间隙的大小及其一致性、工具电极的损耗及其稳定等。概括为以下几个方面：（1）表面粗糙度

电火花加工表面的粗糙度取决于放电蚀坑的深度及其分布的均匀程度，只有在加工表面产生浅而分布均匀的放电蚀坑，才能保证加工表面有较小的粗糙度值。（2）加工间隙(侧面间隙)的影响

加工间隙的大小及其一致性直接影响电火花成形加工的加工精度。只有掌握每个规准的加工间隙和表面粗糙度的数值，才能正确设计电极的尺寸，决定收缩量，确定加工过程中的规准转换。

（3）加工斜度的影响

在加工中，不论型孔还是型腔，侧壁都有斜度，形成斜度的原因，除电极侧壁本身在技术要求或制造中原有的斜度外，一般都是由电极的损耗不均匀，以及“二次放电”等因素造成的。这些因素包括电极损耗、工作液脏污程度、冲油或抽油、加工深度等。（4）楞角倒圆的原因及规律

电火花加工现状与发展

电极尖角和楞边的损耗，比端面和侧面的损耗严重，所以随着电极楞角的损耗导致楞角倒圆，加工出的工件不可能得到清楞。而且，随着加工深度的增加，电极楞角倒圆的半径增大。但超过一定加工深度，其增大的趋势逐渐缓慢，最后停留在某一最大值上。楞角倒圆的原因除电极的损耗外，还有放电间隙的等距离性。

2.2.3影响其加工后表面粗糙度的因素的总结

（1）脉冲能量越大，加工速度越高，Ra值越大。（2）工件材料越硬、熔点越高，Ra值越小。

（3）工件电极的表面粗糙度越大，工件的Ra值越大。

3.电火花加工的国内外研究基本现状

近年来电火花线切割加工无论在加工过程控制,还是改进加工工艺方面都取得了许多新的进展。主要表现在突破了许多传统观念的束缚,产生了一些新的加工方法,以及一些新的控制和检测方式。

往复走丝电火花线切割机床的走丝速度为6～12 m/s，是我国独创的机种。自1970年9月由

电火花加工现状与发展

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，电火花加工技术正不断向精密化、自动化、智能化、高效化等方向发展。我国务必要紧跟电火花加工技术发展步伐，才能立足世界。如今新型数控电火花机床层出不穷，如瑞士阿奇、瑞士夏米尔、日本沙迪克、日本牧野、日本三菱等机床在这方面技术都有了全面的提高。（1）电火花加工的精密化核心主要体现在对尺寸精度、仿形精度、表面质量的要求。时下数控电火花机床加工的精度已有全面提高，尺寸加工要求可达±2-3μm、底面拐角R值可小于0.03mm，最佳加工表面粗糙度可低于Ra0.3μm。

（2）自动化指目前最先进的数控电火花机床在配有电极库和标准电极夹具的情况下，只要在加工前将电极装入刀库，编制好加工程序，整个电火花加工过程便能日以赴继地自动运转，几乎无需人工操作。机床的自动化运转降低了操作人员的劳动强度、提高生产效率。但自动装置配件的价格比较昂贵，大多模具企业的数控电火花机床的配置并不齐全。数控电火花机床具备的自动测量找正、自动定位、多工件的连续加工等功能已较好地发挥了它的自动化性能。自动操作过程不需人工干预，可以提高加工精度、效率。

（3）智能化：智能控制技术的出现把数控电火花加工推向了新的发展高度。新型数控电火花机床采用了智能控制技术。专家系统是数控电火花机床智能化的重要体现，它的智能性体现在精确的检测技术和模糊控制技术两方面。专家系统采用人机对话方式，根据加工的条件、要求，合理输入设定值后便能自动创建加工程序，选用最佳加工条件组合来进行加工。在线自动监测、调整加工过程，实现加工过程的最优化控制。目前智能化技术不断地升级，使得智能控制技术的应用范围更加的广泛。随着市场对电加工要求的提升，智能化技术将获得更为广阔的发展空间。

（4）高效化：现代加工的要求为数控电火花加工技术提供了最佳的加工模式，即要求在保证加工精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。如这不但缩短了加工时间且省却后处理的麻烦，同时提升了模具品质，使用粉末加工设备可达到要求。另外减少辅助时间(如编程时间、电极与工件定位时间等)，这就需要增强机床的自动编程功能，配置电极与工件定位的夹具、装置。若在大工件的粗加工中选用石墨电极材料也是提高加工效率的好方法。

4.未来发展方向

先进制造技术的快速发展和制造业市场竞争的加剧对电火花成形加工技术提出了更高要求，同时也为电火花成形加工技术加工理论的研究和工艺开发、设备更新提供了新的动力。

今后电火花成形加工的加工对象应主要面向传统切削加工不易实现的难加工材料、复杂型面等加工，其中精细加工、精密加工、窄槽加工、深腔加工等将成为发展重点。同时，还应注意与其它特种加工技术或传统切削加工技术的复合应用，充分发挥各种加工方法在难加工材料加工中的优势，取得联合增值效应。相对于切削加工技术而言，电火花成形加工技术仍是一门较年轻的技术，因此在今后的发展中，应借鉴切削加工技术发展过程中取得的经验与成果，根据电火花成形加工自身的技术特点，选用适当的加工理论、控制原理和工艺方法，并在己有成果的基础上不断完善、创新。电火花成形加工机床向数控化方向发展的趋势已不可逆转，但应注意不可盲目追求“大而全”，应以市场为导向，建立具有开放性的数控体系。总体而言，电火花成形加工技术今后的发展趋势应是高效率、高精度、低损耗、微细化、自动化、安全、环保等。

对电火花加工而言，电火花成形机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。

电火花加工现状与发展

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。

5.需要进一步研究的问题

电火花加工虽然发展迅速，但仍然存在一些问题，经过对一些资料的查阅，这些问题可以总结为以下几条：

（1）一般加工速度较慢，生产率低于切削加工 安排工艺时可采用机械加工去除大部分余量，然后再进行电火花加工以求提高生产率。最近新的研究成果表明，采用特殊水基不燃性工作液进行电火花加工，其生产率甚至高于切削加工。

（2）存在电极损耗和二次放电 电极损耗多集中在尖角或底面，最近的机床产品已能将电极相对损耗比降至0.1％，甚至更小；电蚀产物在排除过程中与工具电极距离太小时会引起二次放电，形成加工斜度，影响成型精度，（3）工作液的净化和加工中产生的烟雾污染处理比较麻烦。

（4）由于电级丝是往复使用，所以会造成电极丝损耗，加工精度和表面质量降低。（5）放电过程有部分能量消耗在工具电极上，导致电极损耗，影响成形精度。（6）电极之间需要始终保持确定的距离。（7）电火花需要达到足够高的电流密度。（8）脉冲性放电是一个难题。

（9)如何及时有效的排除电蚀产物值得进一步的研究。

近年来随着特种加工技术在现代制造技术中的发展和广泛应用，国家很重视特种加工行业发展，我国的特种加工机床拥有量较高，也具有很大的生产规模，但在高端机床装备方面，与发达国家还有明显的差距，在加工精度、加工质量以及自动化程度等方面都有很大的提升空间。电火花加工技术中遇到的难题也将在这一趋势中不断被解决。我们相信，电火花加工技术将会不断成熟，并为我们带来巨大的价值。

参考资料：卢秉恒．机械制造技术基础．北京．机械工业出版社，２００７． 王贵成，张银喜．精密与特种加工．武汉．武汉理工大学出版社，２００９．

刘志东，高长水．电火花加工工艺及应用．北京．国防工业出版社，２０１１．