电火花加工技术的原理及影响因素

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1、电火花加工技术的原理及影响因素摘要：通过对金属切削理论课程的学习，并自学了电火花加工技术，已掌握电火花加工技术的基本原理等。本文拟从笔者理解的角度，主要说明电火花加工技术的原理及过程，简要说明电火花加工技术的分类，并对电火花加工技术的影响因素进行简要分析，以对日后的科研工作提供理论支持。关键词：电火花加工；原理；过程；分类；影响因素1电火花加工技术国内外研究现状早在十九世纪，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。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，

2、因此，创立了“电火花加工法”。电火花加工技术经过近一个世纪的发展，在金属加工过程中发挥着重要的作用。现如今，随着科学技术的发展及我国对于机械制造业的重视，机械制造迎来了发展的良好前景，下面将简单介绍现在世界电火花加工技术的发展前景。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。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

3、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。2电火花加工的原理及过程2.1电火花加工的原理正如电火花加工技术的发现过程一样，电火花加工实际是电腐蚀的过程。当工具电极与工件电极相互紧靠时，极间形成脉冲性放电，在放电通道中产生瞬间的高温，使得金属发生局部熔化甚至气化，从而将金属蚀除下来。如图一所示，电火花加工需要设计包括脉冲发生装置、夹具、工件、电极、电介质等，通过脉冲发生装置在极间形成脉冲性放电，进而完成整个加工过程。电火花加工技术的原理也揭示了电火花加工的三个基本要求。2.2电火花加工的

4、条件正如电火花加工的原理一样，电火花加工需要一定的加工条件，可总结为三个条件。一是工具电极和工件被加工表面之间要有一定的加工间隙；二是火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，电源电压需要有脉宽和脉间；三是火花放电必须在具有一定绝缘性能的工作介质中进行，一般为液体介质，称为工作液。1、脉冲发生装置2、夹具3、工件4、电极5、电介质图1　电火花加工原理图2.3电火花加工的过程电火花加工技术的加工过程按照工作特点及内容可以分为四个阶段，即形成放电通道、材料熔化、材料的抛出及介质的消电离过程，实际上，电火花加工技术是以上四个阶段的不断重复。下面，配合图片过程，将详细分析每个过程的特点。第一阶段，极间介质

5、的电离、击穿，形成放电通道。当工具电极与工件电极缓缓靠近的时候，两极间的电场强度增大，由于两级的微观表面时凹凸不平的，因此在两级间距离最近的两点电场强度最大。当工具电极和工件电极之间充满着工作液的时候，介质不可避免的含有杂质和自由的电子，他们在强大的电场力作用下，形成了带负电的粒子和带正电的粒子，电场强度越大，带电粒子也越多，最终导致工作液电离、击穿，形成前面提到的放电通道。放电通道其实是由大量高速运动的带正电和带负电的粒子组成的。由于通道截面很小，通道内因为高温膨胀形成的压力十分大，放电通道紧急扩张，产生了一个强烈的冲击波向四周扩散，在放电的同时还伴随着光效应和声效应，这也是在电火花加

6、工过程中能观察到的电火花现象。第二阶段，电极材料的熔化、气热化膨胀。电介质被点击、击穿后形成放电通道，通道内带有负电的粒子在电场力的作用下向正极奔去，带有正电的粒子在电场力的作用下向负极奔去，粒子间相互碰撞，产生了大量的热量，通道的温度升高，进而使得工作液汽化，然后高温不断向四周扩散，使两电极表面的金属材料熔化直至气化。气化后的工作液和金属蒸汽瞬间提及猛增，产生爆炸和冒烟的效应，这也是在电火花技工过程中能听到轻微爆炸声音的原因。第三阶段，电极材料的抛出。正负电极间产生的电火花效应，是放电通道产生高温高压，并且，通道中心的压力达到最高，工作液和金属汽化后不断向外膨胀，是的内外瞬间压力差增大

7、，高压力出的金属液体和整齐被排出，离开放电通道，大部分被排入到工作液中。这既是在电火花加工过程中能观察到有红色的火花四溅的原因。第四阶段，极间介质的消电离过程。工作液流入放电间隙，将电蚀的产物带走，并恢复绝缘状态。若电火花放电过程中产生的电蚀产物来不及排出和扩散，产生的热量将不能及时排出，会造成介质局部过热，局部过热的工作也高温分解，是的加工无法继续进行，甚至会烧坏电极。因此，为了保证电火花加工过程的正常进行，再两次放电之间必须有足