电火花(EDM)放电加.ppt

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1、电火花（EDM）加工工艺基础一、电火花的发展史您了解吗？电火花工艺是在什么时期出现的？电火花（EDM）机床是哪个国家发明的？EDM机床历经了怎么样的变革？1、电火花加工工艺的起源见过闪电劈击地面的人其实都见识了电火花加工（EDM）的威力，闪电是电火花加工最原始的形式（图1）。在古罗马时期的神话中，人们传说当伍尔坎（火与锻冶之神）锻造他的剑时，锤打的声音就是雷声，而锤打时溅出的火花便是闪电。其实，这种古老的传说与电火花加工的原理相去不远了。左图1：在钛氧化物上进行电火花加工。来自电极（云层）的能量形成闪电，并通过电介质（空气）作用于

2、工件（最近的物体）。早期在一战之后二战之前，电火花加工工艺开始进入加工车间。当时只能应用于去除工件上损耗的钻头、丝锥等。操作比较困能，进给由手工控制，易导致更多的拉弧而非火花，因此没有用于生产上。二战期间，人们使用如图所示的螺孔钻抢救有用的零件。战后，一些制造螺孔钻的公司继续研制真正的电火花机。（资料由Agie集团公司Elox提供；北卡罗莱纳洲，戴维森）在这段时期内，出现了控制火花间隙的振荡器，由于上下运动可以达到理想的火花间隙，所以提高了加工速度。到了二战期间，由前苏联科学家们做出了第一项发明引进RC阻容张弛电路。从而对脉冲时间

3、的控制提供了可靠的方式。并由此发现了电极与工件之间的最佳距离。第二项是给火花机加了一个侍服控制电路，能够自动确定并保持设定的火花间隙。由于这两项改革，1943年5月10日，由前苏联科学家B.P.拉扎连柯教授、院士发明的电火花加工工艺不再是偶尔用之的修补的工具，而成为生产工具。使用电火花机能够获得精确、可靠、恒定的结果。发展时期苏联科学家们的发明，受到美国的极大关注，人们开始致力于电火花加工的设置，并形成了大量的基本理论。尽管各理论观点不尽相同，但有关火花间隙中电火花加工的原理在主要理论中是普遍认同的。到五十年代，人们不仅注重可控制

4、火花间隙，而且致力于发展电源。人们开始使用真空管来提供直流电（DC）保证持续的脉冲时间，可以提高加工速度，减少电极损耗。但真空管无法负载足够大的电流，开关转换也不够快，因此无法精准控制脉宽和间隙。晶体管的发展解决了这个问题。晶体管固态装置能够提供高电流，而且开关转换速度之快远非真空管可比。人们大力发展使用晶体管的电路，使脉宽、间歇、电流密度，以及脉冲向电极的传输都可得到精确的空制。至此，电火花加工的基本系统完成了。而电火花加工业也开始蓬勃发展。闪电启发发明电火花应用工艺振荡器RC阻容张弛电路侍服控制电路真空管电路晶体管电路电火花加

5、工的历程电火花加工对传统加工的挑战平动头、线切割加工、数控（CNC）加工，旋转主轴、自动换刀和自适应系统等技术代表了电火花加工从原先的[巫术]转变为广为接受、发展迅速的技术。这些改革使电火花加工机操作简便，精确度增加，表面光洁度得以改善。尽管在速度方面，它无法同传统的铣削、研磨媲美，但已经有了极大的提高。电火花加工的魅力还在于它可以实现无人管理操作。最新型的自适应性控制是实现电火花加工无人化管理的关键。该装置能够监测火花间隙中的状态，避免直流拉弧。它可以自动检测到加工时的不稳定状态并加以调整，在电蚀开始前，调整火花间隙达到稳定状态

6、。直流拉弧是由于蚀除下来的工件材料和电极的碎屑阻塞了火花间隙，由此产生直流电引起的。这种情况危害很大，因为它会损坏甚至彻底破坏电极和工件。现在我们可以完全避免直流拉弧，所以电火花机就可以长期无需人为管理了。对众多设计师和制造工程师而言，电火花加工是一种理想的加工过程。许多机械厂已经开始考虑用电火花加工取代传统加工方法，配合现有的铣床、磨床、获得更好的加工效果。电火花在加工硬质材料和其他难以加工的材料时表现最出色。人们能够使用这种没有接触的加工方法制造加工脆性零件和薄壁零件。2.电极材料由于技术的不断改善和发展，电火花加工各方面的竞

7、争日趋激烈。20世纪60年代，人们开始仔细研究电极的材料，开展了大量实验寻找经济、易于加工、损耗率低的材料。石墨是在60年代中期开始被用作电极材料，但那时它只占很小的市场份额。虽然当时的石墨十分廉价，加工方便，比大多数的金属都耐高温，并且损耗比普通金属要低，但是另一方面，它无法加工到精密尺寸，质量不均匀，而且由于石墨颗粒粒组成方向不同，用于电极时导电等向性表现就不一至。1964年，美国开发了一种新型石墨，消除了以上所有的问题。当时，并没有意识到这项发明将对电火花加工业的发展起到举足轻重的作用。随著现场实验的断续，新一代石墨的作用越

8、来越明显，其对于电加工业贡献绝不亚于先前的固态电源、主轴伺服控制和其它发明。这项贡献为美国的电极材料市场带来了巨大的变革。在美国以前百分之八十的厂商使用的是金属，石墨的比例不到百分之二十。而到1984年底，情况恰好相反，这得归功于先进的石墨材料本身