模具电火花加工的工艺确定

数控电火花加工是一门重要的特种加工技术，它在模具制造、航空、电子、核能、仪器、轻工等部门用来解决各种复杂形状零件和难加工材料的加工问题。

《数控电火花加工现场应用技术精讲》一书包括数控电火花加工的基础知识、数控电火花加工实践环节要点与经验、数控电火花加工ISO 编程、精选企业典型的数控电火花加工实例剖析、数控电火花加工应用技术综合探讨等。本书对于从事模具制造等行业的工程技术人员来说，可帮助他们快速提升技术水平，某些应用技术的疑点可在本书中找到圆满的答案；对于职业院校模具、数控技术、机械等专业的教师与学生来说，能使他们感受到真实的企业加工技术，达到学以致用的教案目的。《数控电火花加工现场应用技术精讲》由机械工业出版社出版。

数控电火花加工是当前模具制造的重要方法，尤其是在注塑模具制造中，电火花加土可以说是一种不可替代的工艺方法，发挥着重要的作用。图1-24所示为模具企业电火花加工车间一角。下面对模具企业电火花加工的工艺流程进行简要介绍，各个环节的要点请阅读第2

章。

图1-24 模具企业电火花加工车间

1.6.1 模具电火花加工的工艺确定

模具零件在制造前，根据本身的特点、加工要求来确定合理的加工工艺。一般来说，为了使模具零件在尽量短的时间内加工出来，减少加工成本，提高加工效率，应尽量选用铣削加工、线切割加工等工艺来加工零件。当在铣削加工、线切割加工等加工不到或工件有特殊要求的情况下才进行电火花加工，如刀具难以够到的复杂表面，需要深度切削的地方，长径比特别大的地方，精密小型腔、窄缝、沟槽、拐角，不便于切削加工装夹，材料硬度很高，规定了要提供火花纹表面等的加工场合。

电火花加工前要对零件图进行分析，了解工件的结构特点、材料，明确加工要求。根据加工对象、精度及表面粗糙度等要求和机床功能选择采用合适的电火花成形工艺方法。

1.6.2 对工件轮廓进行预加工

一般在电火花加工前，需要对工件轮廓进行预加工，如图1-25所示。预加工一般使用机械加工的方法，如加工中心、普通铣床等。预加工的目的是为了减少电火花加工中的材料去除量，可以大幅度提高电火花加工速度，电极的损耗减少，使得电极的数目减少。粗加工电流可以较小，从而使加工表面受影响小。

1.6.3 电极的设计与制造

电火花加工首先要进行电极的设计、制造。当前计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术已广泛应用于模具制造行业。那些高端的CAD/CAM软件，像UG、Pro/E、CimatronE、MasterCAM等都提供了强大的电极设计、编程功能，减少了手工拆电极的繁琐工作，与传统的电极设计、制造相比，提高效率十几倍甚至几十倍。

根据企业的工艺水平，考虑电极加工精度要求、加工成本等工艺要点来安排电极的制造工艺。目前模具企业已广泛使用加工中心来制造各种型面复杂的电极。加工中心比传统铣削加工速度快，全自动，重复生产的精度很高，可得到较复杂的形状。最近推出的高速加工中心，能胜任形状更复杂、精度要求更高类电极的制造，为制造电极提供了完美的技术解决技术方案。线切割加工也是很常用的一种电极加工方

法，非常适合2D电极的制造，可用来单独完成整个电极的制造，或者用于铣削制造电极的清角加工。另外，薄片类电极用机械切削加工很难进行，而使用线切割加工可以获得很高的加工效率和加工精度；使用慢走丝线切割机床，可以加工有斜度、上下异形的复杂电极，获得很高的加工精度、表面质量。

一般使用的电极材料有石墨和纯铜。一般精密、小电极选用纯铜材料，而大的电极选用石墨材料。

采用快速装夹定位系统来制造电极是电火花加工的一种先进工艺方法，它是将电极坯料装夹在加工机床的装夹系统上来制造，制造完成后，可直接将电极装于电火花加工机床的快速装夹系统上进行放电加工，给加工操作带来了很大的方便，提高了电极的制造效率，也保证了电极的装夹、定位精度。

1.6.4 工件、电极的装夹与校正

电火花加工将工件安装于工作台，并要对工件进行校正。由于电火花加工中电极与工件并不接触，宏观作用力很小，所以工件装夹一般都比较简单。通常用永磁吸盘来装夹工件，为了适应各种不同工件加工的需求，还可以使用其他工具来进行装夹，如平口钳、导磁块、正弦磁台、角度导磁块等。工件装夹后要对其进行校正，以保证工件的坐

标系方向与机床的坐标系方向一致。在实际加工中常用校表来校正工件。

电极安装在机床主轴上，应使电极轴线与主轴轴线方向一致，保证电极与工件在垂直的情况下进行加工。电极的装夹方式有自动装夹和手动装夹两种。自动装夹电极是先进数控电火花加工机床的一项自动功能。它是通过机床的电极自动交换装置（ATC）和配套使用电极专用夹具（EROW A、3R）来完成电极换装的，使用电极专用夹具可实现电极的自然校正，无需对电极进行校正或调整，能够保证电极与机床的正确位置关系，大大减少了电火花加工过程中装夹、重复调整的时间。手动装夹电极是指使用通用的电极夹具，通过可调节电极角度的夹头来校正电极，由人工完成电极装夹、校正操作。

1.6.5 加工的定位

当工件和电极装夹、校正完成后，就需要将电极对准工件的加工位置，才能在工件上加工出准确的型腔。模具制造电火花加工最常用的定位方式是利用电极基准中心与工件基准中心之间的距离来确定加工位置，称之为“四面分中”。利用电极基准中心与工件单侧之间的距离确定加工位置的定位方式也比较常用，称之为“单侧分中”。另外，还有一些其他的定位方式。

各种定位方式都是通过一定的方法来实现的，通常运用电火花加工机床的接触感知功能来获得正确的加工位置，它可以直接利用电极的基准面与工件的基准面进行接触感知实现定位；精密模具电火花加工采用基准球进行接触感知定位，点接触减少了误差，可实现较高精度的定位；另外，还有千分表比较、放电定位等定位方法。使用快速装夹定位系统，可省去重复的定位操作，当配备ATC装置时，则完全可以实现长时间无人操作的自动化加工，可有效地提升企业的竞争力。

目前的数控电火花加工机床都具有自动找内中心、找外中心、找角、找单侧等功能，这些功能只要输入相关的测量数值，即可方便地实现加工的定位，比手动定位要方便得多。

1.6.6 电参数的配置

在完成校正、定位等基本操作以后，就要根据加工要求选择合理的电参数。电参数选择的好坏，直接影响加工的各项工艺指标。选用电参数最终目的是为了达到预定的加工尺寸和表面粗糙度要求。选用电参数时，基本上要考虑：电极数目、电极损耗、工作液处理、加工表面粗糙度要求、电极缩放量、加工面积、加工深度等因素。粗加工参数选择的主要依据是电极缩放尺寸的大小。粗加工电极的缩放尺寸一般都比较大，可以选用其安全间隙接近电极缩放尺寸的电参数。精加工参数选择的主要依据是最终的表面粗糙度要求，选用多组电参数，放

电能量从大到小进行平动加工，达到表面粗糙度和加工尺寸的要求。

数控电火花加工机床有许多配置好的最佳成套电参数，自动选择电参数时；只要把所需要输入的条件准确输入，即可自动配置好电参数。机床配置的电参数一般能满足加工要求，操作简单，避免了加工过程中人为的干预。而传统电火花加工机床要求操作者具有丰富的工作经验，能够根据加工要求灵活配置电参数。

1.6.7 加工过程的监控

电火花加工一切准备就绪时，就可以起动机床开始进行加工。在加工过程中，要随时监控加工状态，对加工中不正常的放电状态及时采取相应的处理方法，保证加工的顺利进行。主要是防止发生拉弧现象，一般可通过修改抬刀参数、清理电极和工件、调整电规准参数等措施来改善放电状况。

目前的数控电火花加工机床的加工性能已经有了全面的提高，一些先进数控电火花加工机床的智能化控制技术几乎可以代替人工监控。加工中由计算机监测、判断电火花加工间隙的状态，在保持稳定电弧的范围内自动选择使加工效率达到最高的加工条件；但机床的智能控制技术不是万能的，还是不能忽视人工监控的作用，尤其像在深孔加工、大锥度加工、大面积加工等一些比较特殊的加工场合，人工监控就有

它的意义了。

以上内容节选于机械工业出版社出版的《数控电火花加工现场应用技术精讲》

作者：伍端阳著

书号：978-7-111-25607-6

定价：35.00元

图书内容咨询电话：010-88379082010-88379405

前言

第1章数控电火花加工技术基础

1.1 电火花加工的生产、物理本质及实现条件

1.2 电火花加工的两个重要效应

1.3 电火花加工的特点及应用

1.4 电火花加工的主要工艺指标及其影响因素

1.5 数控电火花的工艺方法

1.6 模具企业数控电火花加工的工艺流程

1.7 先进的数控电火花加工机床

第2章数控电火花加工应用技术要点精讲

2.1 设计电极

2.2 选择电极材料

2.3 制造电极

2.4 工作的装夹与校正

2.5 电极的装夹

2.6 电极的校正

2.7 电极与工件之间的定位

2.8 平动加工

2.9 加工条件转换

2.10 电参数配置与优化

2.11 工作液处理方式

2.12 数控电火花加工阶段

第3章数控电火花加工ISO编程精讲

3.1 数控电火花加工ISO编程基础

3.2 数控电火花加工常用指令

3.3 数控电火花加工编程的思维模式及方法3.4 数控电火花加工编程综合实例

第4章数控电火花加工现场应用实例精讲4.1 注塑模排气镶块的电火花加工

4.2 螺纹塞子哈夫模具滑块的电火花加工4.3 集成电路塑封模具的电火花加工

4.4 扎带塑料模具的电火花加工

4.5 精密电子产品滑块的电火花加工

4.6 手机模具型腔的电火花加工

4.7 可乐瓶螺纹的电火花加工

4.8 注塑模深浇口的电火花加工

4.9 锥齿轮锻模型腔的电火花加工

4.10 动模型芯的电火花加工

4.11 调节阀零件的电火花加工

4.12 特殊材料的电火花加工

第5章数控电火花加工应用技术综合探讨

5.1 提高电火花加工效率的工艺探讨

5.2 电火花加工中放电不稳定现象产生的原因及改善措施5.3 高附加值模具的精密电火花加工技术

5.4 模具企业电火花成形加工误区的分析

5.5 模具制造中电火花加工异常问题及分析

5.6 型腔模镜面电火花加工的探讨

5.7 电火花与高速铣削加工的发展关系

5.8 有自动更换电极功能的数控电火花成形机的自动化工艺5.9 数控电火花加工技术的发展及新工艺的应用

这个不是要靠具体情况看的么

石墨电极粗打最好是0.5 精打0.3

铜电极粗打最好是0.2--0.3 精打0.15

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第4章模具零件电火花加工电火花加工又称放电加工(ElectricalDischargeMachining简称EDM），在20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产.它是在加工过程中，利用两极（工具电极和工件电极）之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除下来,以使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定要求的加工方法。因放电过程中可见到火花，故称之为电火花加工,也称电蚀加工.加工中工件和电极都会受到电腐蚀作用，只是两极的蚀除量不同，这种现象成为极性效应。工件接正极的加工方法称为正极性加工；反之，称为负极性加工。电火花加工的质量和加工效率不仅与极性选择有关，还与电规准（即电加工的主要参数）、工作液、工件、电极的材料、放电间隙等因素有关。电火花放电加工按工具电极和工件的相互运动关系的不同,可以分为电火花穿孔成形加工、电火花线切割、电火花磨削、电火花展成加工、电火花表面强化和电火花刻字等.其中,电火花穿孔成形加工和电火花线切割在模具加工中应用最广泛. 4。1电火花加工的基础知识 4。1.1电火花加工的基本原理及必要条件电腐蚀现象早在19世纪初就被人们发现并加以研究。例如，电器开关在闭

合或断开时，往往产生火花放电而把接触表面烧毛、腐蚀。所以人们一直认为电腐蚀是有害的。因而不断地研究它的成因，并设法减轻和避免。研究结果表明，电火花腐蚀的主要原因在于火花放电时，火花通道瞬时产生大量的热，以致使电极表面的金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来,形成放电凹坑。要将放电腐蚀原理用于导电材料的尺寸加工,必须具备以下几个基本条件。 1)工具电极和工件电极之间在加工时必须保持一定的间隙，一般是几个微米至数百微米。因此，加工中必须用自动进给调节机构来保证加工间隙随加工状态而变化。 2)火花放电必须在一定绝缘性能的介质中进行，液体介质有压缩放电通道的作用，同时液体介质还能把电火花加工过程中产生的金属屑、炭黑等电蚀产物从放电间隙中排出去,并对电极和工件有较好的冷却作用. 对导电材料进行尺寸加工时,极间应有液体介质；表面强化时,极间为气体介质。 3）放电点局部区域的功率密度足够高，即放电通道要有很高的电流密度（一般为105～106A/cm）。这时，放电所产生的热量就足以使电极表面的局部金属瞬时熔化甚至汽化。 4）火花放电是瞬时的脉冲性放电.放电的持续时间一般为1～1000μs，这样才能使放电产生的热量来不及传导扩散到材料的其余部份，放电点集中在很小

第 4 章模具零件电火花加工电火花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining 简称EDM），在20 世纪40 年代开始研究并逐步应用于生产。它是在加工过程中，利用两极（工具电极和工件电极）之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除下来，以使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定要求的加工方法。因放电过程中可见到火花，故称之为电火花加工，也称电蚀加工。加工中工件和电极都会受到电腐蚀作用，只是两极的蚀除量不同, 这种现象成为极性效应。工件接正极的加工方法称为正极性加工；反之，称为负极性加工。电火花加工的质量和加工效率不仅与极性选择有关，还与电规准（即电加工的主要参数）、工作液、工件、电极的材料、放电间隙等因素有关。电火花放电加工按工具电极和工件的相互运动关系的不同，可以分为电火花穿孔成形加工、电火花线切割、电火花磨削、电火花展成加工、电火花表面强化和电火花刻字等。其中, 电火花穿孔成形加工和电火花线切割在模具加工中应用最广泛。 4.1电火花加工的基础知识 4.1.1 电火花加工的基本原理及必要条件电腐蚀现象早在19 世纪初就被人们发现并加以研究。例如，电器开关在闭合或断开时，往往产生火花放电而把接触表面烧毛、腐蚀。所以人们一直认为电腐蚀是有害的。因而不断地研究它的成因，并设法减轻和避免。研究结果表明，电火花腐蚀的主要原因在于火花放电时，火花通道瞬时产生大量的热，以致使电极表面的金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来，形成放电凹坑。要将放电腐蚀原理用于导电材料的尺寸加工，必须具备以下几个基本条件。 1）工具电极和工件电极之间在加工时必须保持一定的间隙，一般是几个微米至数百微米。因此，加工中必须用自动进给调节机构来保证加工间隙随加工状态而变化。 2）火花放电必须在一定绝缘性能的介质中进行，液体介质有压缩放电通道的作用，同时液体介质还能把电火花加工过程中产生的金属屑、炭黑等电蚀产物从放电间隙中排出去，并对电极和工件有较好的冷却作用。对导电材料进行尺寸加工时，极间应有液体介质；表面强化时，极间为气体介质。 3）放电点局部区域的功率密度足够高，即放电通道要有很高的电流密度（一般为105~106A/cm ）。这时，放电所产生的热量就足以使电极表面的局部金属瞬时熔化甚至汽化。 4）火花放电是瞬时的脉冲性放电。放电的持续时间一般为1~1000卩s,这样才能使放电产生的热量来不及传导扩散到材料的其余部份，放电点集中在很小范围，内能量集中，温度高。如果放电时间过长, 就会形成持续电弧放电, 使加工表面材料大范围熔化烧伤而无法用作尺寸加工。 5）在先后两次脉冲放电之间,应有足够的停歇时间,排除电蚀产物,使极间介质充分消电离,恢复介电性能, 以保证每次脉冲放电不在同一点进行,避免发生局部烧伤现象,使重复性脉冲放电顺利进行。图4.1.1 所示为脉冲电源的空载电压波形。图中t i 为脉冲宽度, t o为脉冲间隔，t p为脉冲周期，U i脉冲峰值电压或空载电压。

电火花加工广泛地应用于精密型腔模具制造中。所谓的“镜面电火花加工”一般是指加工表面粗糙度值在Ra<0.2 um，加工表面具有镜面反光效果的电火花加工。镜面电火花加工对于一些精密加工可以代替手工抛光工序，提高零件的品质，具有实际意义。不是所有加工类型都可以进行镜面电火花加工放电加工之所有能达到镜面效果，与放电加工中产生的碳黑层有直接的关系。如果加工部位能容易形成均匀的碳黑层，也就是意味着容易加工出镜面效果。简单形状比复杂形状的电火花加工要容易获得镜面。最容易获得镜面效果的形状是圆形。复杂形状的拐角、弧面处镜面效果稍差。底面比侧面更容易获得好的镜面效果。深度越大的型腔，越难得到镜面加工效果，尤其是侧面。加工面积越大，越难以获得好的镜面效果。开口部位、型腔的中空部位镜面效果欠佳。不是所有的模具钢材都可以进行镜面电火花加工有些模具钢材的电火花加工能容易达到镜面效果，而有些模具钢材无论如何也达不到镜面效果。同时，模具钢材的硬度高些，电火花加工镜面的效果更好。请参考下表各种材料与镜面加工性能。类别材质名称镜面性能 A SKD61 STAVAX (S136) PD555 NAK80 718H 非常好非常好非常好非常好非常好 B SKS3 SKH9 HPM38 S55C H13 XW10 好好好好好稍差 C SKD11 NAK55 HPM1 DH2F 差差差差 D Bs Al 超硬合金梨皮面梨皮面梨皮面

镜面电火花加工对电极的一些要求用于镜面电火花加工的电极材料一般是紫铜或者洛铜，洛铜的电极损耗更小。选用的铜材必须质地均匀、含杂质少，不良的铜材在镜面加工中容易出现电极损耗大、表面起皱等异常，这个要高度重视。铜铜合金电极虽然可以实现极低的电极损耗，但镜面效果欠佳。镜面电火花加工用的电极必须进行精修抛光，不能有刀痕与缺陷，否则这些缺陷会复制到工件的加工表面，但并不是要求电极的表面要达到镜面要求。一般镜面加工电极的尺寸缩放量取单侧0.2～0.05 mm，精加工电极一般取单边0.1mm，在加工面积比较小时可取小一些，仿形精度要求高时可取小一些，混粉加工时适当取大一些。如果电极尺寸缩放量取得太小，加工速度会受到极大地降低。精密的镜面电火花加工要用使用多个电极。这就要求多个电极的一致性要好、制造精度要高，更换电极的重复装夹、定位精度要高。一般采用高速铣制造电极、使用基准球测量的定位方法、使用快速装夹定位系统进行重复定位等先进工艺来满足。控制好镜面电火花加工的加工余量电火花加工的工艺过程就是一个从粗加工到精加工的加工过程。首先用粗加工电极，在保证一定加工质量的条件下(尺寸精度、形状精度、位置精度、表面粗糙度)，采用较大的放电能量蚀除大量金属，以缩短加工时间，提高加工效率；然后再换精加工电极，使用较小的放电能量完成精加工。不管是粗加工还是精加工，均会使用多个放电条件，电流也是从大到小，通过深度进给修光底部，通过平动修光侧面。每一个放电条件，均要为后面条件预留加工余量。合理的加工余量是保证加工质量与加工效率的关键。较大的加工余量能保证表面质量，但会降低加工速度。较小的加工余量能达到高效率，但最终加工出来的镜面会有很多针孔或者不均匀。最理想的加工状况是第一个条件加工完后，其后的加工只是修光第一个加工条件形成的表面不平度，而不打掉新的材料，也就是把每个条件的材料余量按零对待。但镜面电火花加工时，考虑到放电状况受到的制约因素千变万化，为了安全还是要稍多留一点加工余量。合理使用镜面加工的放电参数与加工控制镜面电火花加工采用负极性加工，一些非主要电参数的选择同样非常重要，与常规加工的选择也存在一些差别，如放电时间要设长些，抬刀高度短些，抬刀速度不能太快，这样设置的目的是为了维持一个稳定的小能量电蚀过程，因为在镜面加工中，本身就不会产生很多的电蚀产物，过勤的抬刀动作反而会干扰放电的持续稳定进行。

模具电火花加工的工艺确定模板

数控电火花加工是一门重要的特种加工技术, 它在模具制造、航空、电子、核能、仪器、轻工等部门用来解决各种复杂形状零件和难加工材料的加工问题。《数控电火花加工现场应用技术精讲》一书包括数控电火花加工的基础知识、数控电火花加工实践环节要点与经验、数控电火花加工ISO编程、精选企业典型的数控电火花加工实例剖析、数控电火花加工应用技术综合探讨等。本书对于从事模具制造等行业的工程技术人员来说, 可帮助她们快速提升技术水平, 某些应用技术的疑点可在本书中找到圆满的答案; 对于职业院校模具、数控技术、机械等专业的教师与学生来说, 能使她们感受到真实的企业加工技术, 达到学以致用的教学目的。《数控电火花加工现场应用技术精讲》由机械工业出版社出版。数控电火花加工是当前模具制造的重要方法, 特别是在注塑模具制造中, 电火花加土能够说是一种不可替代的工艺方法, 发挥着重要的作用。图1-24所示为模具企业电火花加工车间一角。下面对模具企业电火花加工的工艺流程进行简要介绍, 各个环节的要点请阅

读第2章。图1-24 模具企业电火花加工车间 1.6.1 模具电火花加工的工艺确定模具零件在制造前, 根据本身的特点、加工要求来确定合理的加工工艺。一般来说, 为了使模具零件在尽量短的时间内加工出来, 减少加工成本, 提高加工效率, 应尽量选用铣削加工、线切割加工等工艺来加工零件。当在铣削加工、线切割加工等加工不到或工件有特殊要求的情况下才进行电火花加工, 如刀具难以够到的复杂表面, 需要深度切削的地方, 长径比特别大的地方, 精密小型腔、窄缝、沟槽、拐角, 不便于切削加工装夹, 材料硬度很高, 规定了要提供火花纹表面等的加工场合。电火花加工前要对零件图进行分析, 了解工件的结构特点、材料, 明确加工要求。根据加工对象、精度及表面粗糙度等要求和机床功能选择采用合适的电火花成形工艺方法。 1.6.2 对工件轮廓进行预加工

成都电子机械高等专科学校教案

第4章模具零件电火花加工电火花加工是在加工过程中，禾u用两极（工具电极和工件电极）之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除下来，以使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定要求的加工方法。电火花加工中工件和电极都会受到电腐蚀作用，只是两极的蚀除量不同，这种现象称为极性效应。工件接正极的加工方法称为正极性加工；反之，称为负极性加工。电火花放电加工按工具电极和工件的相互运动关系的不同，可以分为电火花穿孔成形加工、电火花线切割、电火花磨削、电火花展成加工、电火花表面强化和电火花刻字等。其中，电火花穿孔成形加工和电火花线切割在模具加工中应用最广泛。

4.1电火花加工的基础知识 4.1.1电火花加工的基本原理及必要条件 1 ）工具电极和工件电极之间在加工时必须保持一定的间隙。 2）火花放电必须在一定绝缘性能的介质中进行。 3）放电点局部区域的功率密度足够高。放电所产生的热量就足以使电极表面的局部金属瞬时熔化甚至汽化。 4）火花放电是瞬时的脉冲性放电。 5）在先后两次脉冲放电之间，应有足够的停歇时间，排除电蚀产物，使极间介质充分消电离，恢复介电性能，以保证每次脉冲放电不在同一点进行，避免发生局部烧伤现象，使重复性脉冲放电顺利进行 4.1.2电火花加工的特点 1、电火花加工中，加工材料的去除是靠放电时的热作用实现的，材料的可加工性主要取决于材料的导电特性及其热学特性，如熔点、沸点（汽化点）、比热容、热导率、电阻率等, 而几乎与其力学性能（硬度、强度）无关，因此适合于加工难以切削加工的材料。 2、放电加工中，加工工具电极和工件不直接接触，没有机械加工中的切削力，因此适宜加工低刚度工件及微细加工。由于可以简单地将工具电极的形状复制到工件上，因此特别适用于复杂表面形状的加工。 3、加工范围可小至几微米的小轴、孔、缝，大到几米的超大型模具和零件。 4、电火花加工的局限性在于：用于导电材料的加工；一般加工速度较慢；存在电极损耗。 4.1.3电火花加工的微观过程 1. 极间介质的击穿与放电图4.1.4矩形波脉冲放电时的电压（u）和电流（i）波形 2. 能量的转换、分布与传递 3. 电极材料的抛出 4. 极间介质的消电离 4.1.4电火花加工常用术语和符号

思考与练习题参考答案项目一 1．电火花加工工具阴极与工件表面之间必须保持一定的放电间隙，这一间隙随加工条件而定，通常约为0.02～0.1mm，火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，且必须在有一定的绝缘性能的液体介质中进行。 2．电火花放电通道是由数量大体相等的带正电(正离子)粒子和带负电粒子(电子) 以及中性粒子(原子或分子) 组成的等离子体。 3．电火花加工的局限性：加工速度较低、有（工具）电极损耗及加工表面有变质层。 4．电火花工艺不能实现的是（ D ） A.表面强化、刻字 B.高速加工深小孔 C.光整及镜面加工 D.无电极损耗加工 5．电火花加工中利用碳黑膜补偿作用降低电极损耗，必须采用（ A ） A.负极性加工 B.正极性加工 C.单极性加工 D.多极性加工 6．电火花加工的必要条件是什么？答：(1) 必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，通常约为 0.02～0.1mm。如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，因而不会产生火花放电；如果间隙过小，很容易形成短路接触，同样也不能产生火花放电。 (2) 火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，放电延续一段时间后(1～1000μs)，需停歇一段时间(20～100μs)。这样才能使放电所产生的热量来不及传导扩散到工件的其余部分，把每一次的放电蚀除点分别局限在很小的范围内。 (3) 两极之间应充入有一定绝缘性能的介质。进行材料表面强化时，两极间为气体介质。液体介质又称工作液，它们必须具有较高的绝缘强度(103～107Ω·cm)，如煤油、皂化液或去离子水等，以有利于产生脉冲性的火花放电。同时，液体介质还能把电火花加工过程中产生的金属小屑、碳黑等电蚀产物从放电间隙中悬浮排除出去，并且对电极和工件表面有较好的冷却作用。 7．什么是极性效应？在电火花加工中如何充分利用极性效应？答：在电火花加工过程中，即使是相同材料(例如钢加工钢)，正、负电极的电蚀量也是不同的。这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。在用窄脉冲(即放电持续时间较短)加工时，电子的撞击作用大于离子的撞击作用，正极的蚀除速度大于负极的蚀除速度，这时工件应接正极。当采用长脉冲(即放电持续时间较长) 加工时，质量和惯性大的正离子将有足够的时间加速，到达并撞击负极表面的离子数将随放电时间的延长而增多；由于正离子的质量大，对负极表面的撞击破坏作用强，同时自由电子挣脱负极时要从负极获取逸出功，而正离子到达负极后与电子结合释放位能，故负极的蚀除速度将大于正极，这时工件应接负极。因此，当采用窄脉冲(例如纯铜电极加工钢时，t i ＜10μs )精加工时，应选用正极性加工；当采用长脉冲(例如纯铜加工钢时，t i＞80μs )粗加工时，应采用负极性加工，可以得到较高的蚀除速度和较低的电极损耗。 8．什么是覆盖效应？请举例说明覆盖效应的用途。答：在材料放电腐蚀的过程中，一个电极的电蚀产物转移到另一个电极表面上，形成一定厚度的覆盖层，这种现象叫做覆盖效应。合理利用覆盖效应，有利于降低电极损耗。在用煤油之类的碳氢化合物作工作液时，在放电过程中发生热分解，产生大量的碳微粒，它能和金属结合形成金属碳化物的胶团。中性的胶团在电场作用下可能与其可动层（胶团的

成都电子机械高等专科学校教案课程名称模具制造工艺及实训任课教师谢建任课系机械工程系教研室模具专业教研室

第4章模具零件电火花加工电火花加工是在加工过程中，利用两极（工具电极和工件电极）之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除下来，以使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定要求的加工方法。电火花加工中工件和电极都会受到电腐蚀作用，只是两极的蚀除量不同，这种现象称为极性效应。工件接正极的加工方法称为正极性加工；反之，称为负极性加工。电火花放电加工按工具电极和工件的相互运动关系的不同，可以分为电火花穿孔成形加工、电火花线切割、电火花磨削、电火花展成加工、电火花表面强化和电火花刻字等。其中，电火花穿孔成形加工和电火花线切割在模具加工中应用最广泛。

4.1电火花加工的基础知识 4.1.1电火花加工的基本原理及必要条件 1）工具电极和工件电极之间在加工时必须保持一定的间隙。 2）火花放电必须在一定绝缘性能的介质中进行。 3）放电点局部区域的功率密度足够高。放电所产生的热量就足以使电极表面的局部金属瞬时熔化甚至汽化。 4）火花放电是瞬时的脉冲性放电。 5）在先后两次脉冲放电之间，应有足够的停歇时间，排除电蚀产物，使极间介质充分消电离，恢复介电性能，以保证每次脉冲放电不在同一点进行，避免发生局部烧伤现象，使重复性脉冲放电顺利进行 4.1.2电火花加工的特点１、电火花加工中，加工材料的去除是靠放电时的热作用实现的，材料的可加工性主要取决于材料的导电特性及其热学特性，如熔点、沸点(汽化点)、比热容、热导率、电阻率等，而几乎与其力学性能(硬度、强度)无关，因此适合于加工难以切削加工的材料。２、放电加工中，加工工具电极和工件不直接接触，没有机械加工中的切削力，因此适宜加工低刚度工件及微细加工。由于可以简单地将工具电极的形状复制到工件上，因此特别适用于复杂表面形状的加工。３、加工范围可小至几微米的小轴、孔、缝，大到几米的超大型模具和零件。４、电火花加工的局限性在于：用于导电材料的加工；一般加工速度较慢；存在电极损耗。 4.1.3电火花加工的微观过程 1.极间介质的击穿与放电图4.1.4矩形波脉冲放电时的电压（u）和电流（i）波形 2.能量的转换、分布与传递 3.电极材料的抛出 4.极间介质的消电离 4.1.4电火花加工常用术语和符号

第三章模具电火花加工一、填空题 1、影响电火花加工的工艺因素主要有___________、____________、_________、_________、_________、_________、_________。 2、在工件的_________、电极的_________处，两次放电的作用时间长，所受的腐蚀最严重，导致工件产生加工斜度。 3、常用的电极结构有_________、_________、_________。 4、对于硬质合金工具的电火花加工，其电规准不宜采用_________，而应采用_________。 5、精规准用来进行_________加工，多采用_________电流峰值、_________频率和_________脉冲宽度。二、判断题（正确的打∨，错误的打×） 1、脉冲放电要在液体介质中进行，如水、煤油等。（） 2、电火花加工误差的大小与放电间隙的大小有极大的关系。（） 3、加工精度与放电间隙的大小及稳定性和均匀性有关。间隙愈小、愈稳定、愈均匀，加工精度愈高。（） 4、在实际使用中可任意选择导电材料作为电极材料。（） 5、用多电极更换加工法加工出的型腔成形精度低，不适用于加工尖角、窄缝多的型腔。（）三、选择题（将正确答案的序号填在题目空缺处） 1、影响极性效应的主要因素有___________。 A、脉冲宽度 B、电极材料 C、工件材料的硬度 D、放电间隙 2、提高电火花加工的生产率应采取的措施有：____________。 A、减小单个脉冲能量 B、提高脉冲频率 C、增加单个脉冲能量 D、合理选用电极材料 3、电火花加工冷冲模凹模的优点有：____________。 A、可将原来镶拼结构的模具采用整体模具结构 B、型孔小园角改用小尖角 C、刃口反向斜度大 4、对于线切割加工，下列说法正确的有：____________。 A、线切割加工圆弧时，其运动轨迹是折线

模具工厂电火花加工的八大误区！内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. EDM电火花加工是模具工厂的一种重要工艺，有的工厂工艺水平很好，能加工出高品质的模具，但有些企业就不行了，即使使用了很高端的数控电火花加工机床，效果仍然很不理性。本文总结了电火花加工的一些主要技术误区，对工厂的实际生产有很好的帮助。误区1. 用电极碰工件分中，经常“打偏” 不少模具工厂仍然使用电极碰工件的分中方法，这是一个很严重的问题。使用电极直接碰工件属于面接触，接触面之间不可避免地存在或多或少的细微物，接触面也存在装夹精度误差，它们将直接影响找边、分中的精确度。使用这种方法，必须严格要求将接触面擦拭干净，但由于还是有人为因素的存在，精度会有不稳定的情况。对于数控放电机，推荐使用基准球分中的方法，这是模具工厂放电必备的方法。通常的做法是： ?装夹工件； ?在工作台上放一个基准球；

?在主轴头上安装测头； ?使用测头对工件分中； ?使用测头对基准球分中； ?取下测头，安装电极； ?之后的电极都是对基准球进行分中由于分中过程都是点对点的感知接触，因而可实现μm级的高精度定位精度。另外，电极分基准球的过程移动距离变小，可充分利用机床的行程，效率也提高了。误区2. 千篇一律选用同一种电极材料国内大多数模具企业使用紫铜作为电极材料。在追求高效率加工的今天，你是否去考察过石墨电极的加工优势？或许你会简单地认为石墨电极只适用于大型模具加工或者粗加工。事实上，这种认识是片面的或者还停留在传统的制模观念。当前越来越多的模具企业，开始使用石墨电极来大幅度缩短模具制造周期。因为无论是铣削电极还是放电加工的过程，都能节约大概50%的时间，这是石墨电极的显著优势。另外，石墨做大电极重量轻，窄缝加工不容易变形，CNC铣削没有毛刺，可设计整体电极来减少电极数目等等，都充分体现了石墨材料的优势。当然了，在要求Ra0.4μm以下的精细表面加工，好的石墨加工虽然也能达到，但就没有必要了。

电火花线切割在模具加工中的应用姓名 (工作单位) 摘要：电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。电火花加工的主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种硬、脆材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具和量具。关键词：电火花线切割，塑料模 WEDM in the practical application of mould processing Name Summary: EDM is immersed in working fluid produced by bipolar pulsed discharge in electro-corrosion inhibition effect of conductive material removal by machining methods, also called the electrical discharge machining or electric erosion machining, English referred to as EDM. EDM is mainly used for machining holes and cavities with complex shape mold and parts; processing of various hard, brittle materials, such as cemented carbide and hardened steel,machining deep pore, shaped hole, deep, narrow cutting blades; processing various form cutter, examples and tools and measuring tools such as thread ring. Keywords: wire electrical discharge machining, plastic molding 1 引言数控电火花线切割加工是一项涉及多门学科的综合性技术，是模具制造中的主力装备。成型塑料制品的模具简称为塑料模具，塑料模具生产的塑料制品在机械、电子工业中有着广泛的应用。在金属加工中，数控电火花线切割始终是塑料模加工的利器。不论是动模、定模、零配件，还是特殊加工场合，只要编制出正确的数控程式即可。电火花线切割在塑料模中发挥着越来越重要的作用。线切割主要用于加工各种形状复杂和精密细小的工件，例如冲裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、样板、电火花成型加工用的金属电极，各种微细孔槽、窄缝、任意曲线等，具有加工余量小、加工精度高、生产周期短、制造成本低等突出优点，已在生产中获得广泛的应用，目前国内外的电火花线切割机床已占电加工机床总数的60%以上。根据电极丝的运行速度不同，电火花线切割机床通常分为两类：一类是高速走丝电火花线切割机床（WEDM-HS），其电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8～10m/s，电极丝可重复使用，加工速度较高，但快速走丝容易造成电极丝抖动和反向时停顿，使加工质量下降，是我国生产和使用的主要机种，也是我国独创的电火花线切割加工模式；另一类是低速走丝电火花线切割机床（WEDM-LS），其电极丝作低速单向运动，一般走丝速度低于0.2m/s，电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好，但加工速度较低，是国外生产和使用的主要机种。根据对电极丝运动轨迹的控制形式不同，电火花线切割机床又可分为三种：一种是靠模仿形控制，其在进行线切割加工前，预先制造出与工件形状相同的靠模，加工时把工件毛坯和靠模同时装夹在机床工作台上，在切割过程中电极丝紧紧地贴着靠模边缘作轨迹移动，从而切割出与靠模形状和精度相同的工件来；另一种是光电跟踪控制，

l.简述数控电火花成型加工的基本原理。 2.简述电火花成型加工机床的分类方法。 3.电火花成型机床由哪几部分组成? 电火花线切割加工机床由哪几部分组成? 4. 什么是电火花加工过程中的极性效应?加工时如何正确选择加工极性? 5.电火花成型加工的主要工艺参数有哪些? 6.电火花加工要具备什么条件? 8.电火花加工型腔与其它型腔加工的方法相比有何特点? 9.何谓电规准?电规准一般怎样进行选择? 10.在电火花加工中，根据型腔的结构和要求，可采用哪些加工方法? 11.在电火花加工中怎样协调生产率和加工表面粗糙度之间相互矛盾的关系? 12.在用电火花加工方法进行凹模型孔加工时，怎样保证凸模和凹模的配合间隙? 13.电火花线切割加工的主要特点是什么? 14.简述数控线切割机床的加工原理。 15.3B代码的一般格式中各项的含义是什么? 16.电火花数控线切割加工的工艺指标有哪些? 17.如何调整数控线切割加工进给速度? 18 .数控线切割加工时,安装二件应注意外么问题? 1.简述数控电火花成型加工的基本原理。答：火花放电时，火花通道瞬时时产生大量的热，以致使电极表面的金属局部熔化甚至汽化而被蚀除下来，已使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定要求的加工方法。 2.简述电火花成型加工机床的分类方法。答：电火花成型机床的分类方法：电火花放电加工按工具电极和工件的互相运动关系不同可以分为电火花穿孔成型加工、电火花线切割、电火花磨削、电火花展成加工、电火花表面强化和电火花刻字。 3.电火花成型机床有那几部分组成？电火花线切割加工机床有那几部分组成？答：电火花成形机床的组成部分有：床身、立柱、工作台及轴头等主机部分；液压泵、过滤器、各种控制阀、管道等工作液循环过滤系统；脉冲电源、伺服进给系统和其他电气系统等电源箱部分。电火花线切割加工机床由机床机械部分、脉冲电源、控制系统、工作液循环系统和机床附件等部件组成。 4.什么是电火花加工过程中的极性效应？加工时如何正确选择加工极性？答：电火花加工过程中的极性效应是：正负电极表面分别受到负电子和正离子的轰击和瞬时热源的作用，在两极表面分配到的能量不一样，因而熔化，汽化抛出的电蚀量液就不一样，电子的质量和惯性较小，容易获得很高的速度和加速度，在击穿放电的初始阶段只有小部分正离子由于质量和惯性较大，容易获得很高的速度和加速度，在击穿放电的初始阶段就有大量的电子奔向正极，把能量传递给正极表面，使正极材料迅速熔化和汽化，而正离子由于质量和惯性大，启动和加速度较慢，在击穿放电的初始阶段只有少部分正离子来得及到达负极表面并传递能量。选择加工极性，在用短脉冲加工时，正极材料的蚀出速度大于负极材料的蚀出速度，这时工件应该接正极；在用长脉冲加工时，质量和惯性大的正离子将有足够的时间加速，到达并轰击负极表面，由于正离子的质量大，对负极表面的轰击破坏作用强，采用长脉冲时负极的蚀出速度要比正极大，这时工件接负极。 5.电火花成型加工的主要工艺参数有那些？答：电火花成型加工的主要参数有：极性的选择、电规准电参数、工作液、工件、电极材料、放电间隙等因素。

数控电火花加工是一门重要的特种加工技术，它在模具制造、航空、电子、核能、仪器、轻工等部门用来解决各种复杂形状零件和难加工材料的加工问题。《数控电火花加工现场应用技术精讲》一书包括数控电火花加工的基础知识、数控电火花加工实践环节要点与经验、数控电火花加工ISO 编程、精选企业典型的数控电火花加工实例剖析、数控电火花加工应用技术综合探讨等。本书对于从事模具制造等行业的工程技术人员来说，可帮助他们快速提升技术水平，某些应用技术的疑点可在本书中找到圆满的答案；对于职业院校模具、数控技术、机械等专业的教师与学生来说，能使他们感受到真实的企业加工技术，达到学以致用的教案目的。《数控电火花加工现场应用技术精讲》由机械工业出版社出版。数控电火花加工是当前模具制造的重要方法，尤其是在注塑模具制造中，电火花加土可以说是一种不可替代的工艺方法，发挥着重要的作用。图1-24所示为模具企业电火花加工车间一角。下面对模具企业电火花加工的工艺流程进行简要介绍，各个环节的要点请阅读第2

章。图1-24 模具企业电火花加工车间 1.6.1 模具电火花加工的工艺确定模具零件在制造前，根据本身的特点、加工要求来确定合理的加工工艺。一般来说，为了使模具零件在尽量短的时间内加工出来，减少加工成本，提高加工效率，应尽量选用铣削加工、线切割加工等工艺来加工零件。当在铣削加工、线切割加工等加工不到或工件有特殊要求的情况下才进行电火花加工，如刀具难以够到的复杂表面，需要深度切削的地方，长径比特别大的地方，精密小型腔、窄缝、沟槽、拐角，不便于切削加工装夹，材料硬度很高，规定了要提供火花纹表面等的加工场合。电火花加工前要对零件图进行分析，了解工件的结构特点、材料，明确加工要求。根据加工对象、精度及表面粗糙度等要求和机床功能选择采用合适的电火花成形工艺方法。 1.6.2 对工件轮廓进行预加工

opic Review T专题综述冷加工那些高端的C A D/C A M软件，像U G、P r o/E、CimatronE、MasterCAM等都提供了强大的电极设计、编程功能，减少了手工拆电极的繁琐工作，与传统的电极设计、制造相比，提高效率十几倍甚至几十倍。根据企业的工艺水平，考虑电极加工精度要求、加工成本等工艺要点来安排电极的制造工艺。目前模具企业已广泛使用加工中心来制造各种型面复杂的电极。加工中心比传统铣削加工速度快，全自动，重复生产的精度很高，可得到较复杂的形状。最近推出的高速加工中心，能胜任形状更复杂、精度要求更高类电极的制造，为制造电极提供了完美的技术解决方案。采用快速装夹定位系统来制造电极是电火花加工的一种先进工艺方法，它是将电极坯料装夹在加工机床的装夹系统上来制造，制造完成后，可直接将电极装于电火花机床的快速装夹系统上进行放电加工。给加工操作带来了很大的方便，提高了电极的制造效率，也保证了电极的装夹、定位精度。 3. 加工的定位当工件和电极装夹、校正完成后，就需要将电极对准工件的加工位置，才能在工件上加工出准确的型腔。模具制造中电火花加工最常用的定位方式是利用电极基准中心与工件基准中心之间的距离来确定加工位置，称之为“四面分中”。利用电极基准中心与工件单边之间的距离确定加工位置的定位方式也比较常用，称之为“单边分中”。另外还有一些其他的定位方式。各种定位方式都是通过一定的方法来实现的。模具电火花加工操作中，通常运用电火花机床的接触感知功能来获得正确的加工位置。可以直接利用电极的基准面与工件的基准面进行接触感知实现定位。精密模具电火花加工采用基准球进行接触感知定位，点接触减少了误差，可实现较高精度的定模具制造中电火花加工应用技术贵州航天乌江机电设备有限责任公司（遵义 563003）郑继康张玉峰随着电子技术的发展，电火花加工技术与模具制造变得密不可分，已在模具制造、复杂零件加工中得到广泛应用。模具制造中电火花加工的工艺流程模具制造中电火花加工包括多个工艺环节，这里按照电火花加工的操作顺序介绍其工艺流程，分析主要的工艺要点。 1. 电火花加工的工艺确定模具零件在制造前，根据本身特点、加工要求来确定合理的加工工艺。一般来说，为了使模具零件在尽量短的时间内加工出来，减少加工成本，提高加工效率，所以在可能的情况下尽量选用铣削加工、线切割加工等工艺来加工零件。当在铣削加工、线切割加工等加工接触不到或工件有特殊要求的情况下，像刀具难于接触到的复杂表面或需要深度切削的地方，及长径比特别高的地方，如精密小型腔、窄缝、沟槽及拐角，不便于切削加工装夹，材料硬度很高，规定了要提供火花纹表面等的加工场合，就要选用电火花加工。 2. 工具电极的设计与制造电火花加工首先要进行电极的设计、制造。工程师郑继康