電火花加工原理是什麼

1. 電火花機床的工作原理是什麼

電火花機床又稱數控電火花機床、電火花、火花機等是一種電加工設備。其基本物專理原理是自屬由正離子和電子在場中積累，很快形成一個被電離的導電通道。在這個階段，兩板間形成電流。導致粒子間發生無數次碰撞，形成一個等離子區，並很快升高到8000到12000度的高溫，在兩導體表面瞬間熔化一些材料，同時，由於電極和電介液的汽化，形成一個氣泡，並且它的壓力規則上升直到非常高。然後電流中斷，溫度突然降低，引起氣泡內向爆炸，產生的動力把溶化的物質拋出彈坑，然後被腐蝕的材料在電介液中重新凝結成小的球體，並被電介液排走。然後通過NC控制的監測和管控，伺服機構執行，使這種放電現象均勻一致，從而達到加工物被加工，使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀精度的產品。

2. 電火花線切割加工的原理是什麼

工作原理如下圖所示。繞在運絲筒4上的電極絲1沿運絲筒的回轉方向以一定的速度移動，裝在機床工作台上的工件3由工作台按預定控制軌跡相對於電極絲做成型運動。脈沖電源的一極接工件，另一極接電極絲。在工件與電極絲之間總是保持一定的放電間隙且噴灑工作液，電極之間的火花放電蝕出一定的縫隙，連續不斷的脈沖放電就切出了所需形狀和尺寸的工件。低速走絲線切割機電極絲以銅線作為工具電極，一般以低於0.2m/s的速度作單向運動，在銅線與銅、鋼或超硬合金等被加工物材料之間施加60~300V的脈沖電壓，並保持5~50um間隙，間隙中充滿脫離子水(接近蒸餾水)等絕緣介質，使電極與被加工物之間發生火花放電，並彼此被消耗、腐蝕，在工件表面上電蝕出無數的小坑，通過NC控制的監測和管控，伺服機構執行，使這種放電現象均勻一致，從而達到加工物被加工，使之成為合乎要求之尺寸大小及形狀精度的產品。目前精度可達0.001mm級，表面質量也接近磨削水平。電極絲放電後不再使用，而且採用無電阻防電解電源，一般均帶有自動穿絲和恆張力裝置。工作平穩、均勻、抖動小、加工精度高、表面質量好，但不宜加工大厚度工件。由於機床結構精密，技術含量高，機床價格高，因此使用成本也高。

3. 電火花成形加工有什麼基本原理

電火花加工是在液體介質中進行的，機床的自動進給調節裝置使工件和工具電極之間保持適當的放電間隙，當工具電極和工件之間施加很強的脈沖電壓（達到間隙中介質的擊穿電壓）時，會擊穿介質絕緣強度最低處。由於放電區域很小，放電時間較短，所以，能量高度集中，使放電區的溫度瞬間高達200%">℃，工件表面和工具電極表面的金屬局部熔化、甚至汽化蒸發。局部熔化和汽化的金屬在爆破力的作用下投入工作液中，並被冷卻成為金屬小顆粒，然後被工作液迅速沖離工作區，從而使工件表面形成一個微小的凹坑。一次放電後，介質的絕緣強度恢復等待下一次放電。如此反復使工件表面不斷被蝕除，並在工件上復制出工具電極的形狀，從而達到成型加工的目的。
電火花加工是不斷放電蝕除金屬的過程。雖然一次脈沖放電的時間較短，但它是電磁學、熱力學和流體力學等綜合作用的過程，是比較復雜的。綜合起來，一次脈沖放電的過程可分為以下幾個階段：
（1）極間介質的電離、擊穿及放電通道的形成
當脈沖電壓施加於工具電極與工件兩者之間時，兩極之間即刻形成一個電場。電場強度與電壓成正比，與距離成反比，隨著極間電壓的升高或是極間距離的減小，極間電場強度也將隨著增大。由於工具電極和工件的微觀表面是凸凹不平的，極間距離又很小，因而極間電場強度是非常不均勻的，兩極間離得最近的突出點或尖端處的電場強度一般為最大。當電場強度增大到一定數量時，介質被擊穿，放電間隙電阻從絕緣狀態迅速降低到幾分之一歐姆，間隙電流迅速上升到最大值。由於通道直徑很小，所以通道中的電流密度很高。間隙電壓則由擊穿電壓迅速下降到火花維持電壓（一般約為20~30V），電流則由0上升到某一峰值電流。
（2）介質熱分解、電極材料熔化、汽化熱膨脹
極間介質一旦被電離、擊穿，形成放電通道後，脈沖電源使通道間的電子高速奔向正極，正離子奔向負極。電能變成動能，動能通過碰撞又轉變成熱能。於是在通道內正極和負極表面分別成為瞬間熱源，達到較高的溫度。通道高溫將工作液介質汽化，進而熱裂分解汽化。這些汽化後的工作液和金屬蒸汽，瞬間體積猛增，在放電間隙內成為氣泡，迅速熱膨脹並具有爆破的特性。觀察電火花加工過程，可以看到放電間隙間冒出氣泡，工作液逐漸變黑，並聽到輕微而清脆的爆破聲。電火花加工主要靠熱膨脹和局部微爆破，使熔化、汽化了的電極材料拋出蝕除。
（3）電極材料的拋出
通道和正負極表面放電點瞬時高溫使工作液汽化和金屬材料熔化、汽化，熱膨脹產生較高的瞬間壓力。通道中心的壓力最高，使汽化了的氣體不斷向外膨脹，壓力高處的熔融金屬液體和蒸汽，就被排擠、拋出而進入工作液中。由於表面張力和內聚力的作用，使拋出的材料具有最小的表面積，冷凝時凝聚成細小的圓球顆粒。
熔化和汽化了的金屬在拋離電極表面時，向四處飛濺，除絕大部分拋入工作液中並收縮成小顆粒外，還有一小部分飛濺、鍍覆、吸附在對面的電極表面上。這種互相飛濺、鍍覆以及吸附的現象，在某些條件下可以用來減少或補償工具電極在加工過程中的損耗。
實際上，金屬材料的蝕除、拋出過程比較復雜的，目前，人們對這一復雜的機理的認識還在不斷深化中。
（4）極間介質的消電離
隨著脈沖電壓的結束，脈沖電流也迅速降為零，但此後仍應有一段間隔時間，使間隙介質消電離，即放電通道中的帶電粒子復合為中性粒子，恢復本次放電通道處介質的絕緣強度，以及降低電極表面溫度等，以免下次總是重復在同一地方發生放電而導致電弧放電，從而保證在兩極間最近處或電阻率最小處形成下一次擊穿放電通道。
由此可見，為了保證電火花加工過程正常地進行，在兩次脈沖放電之間一般要有足夠的脈沖間隔時間。此外，還應留有餘地，使擊穿、放電點分散、轉移，否則僅僅在一點附近放電，易形成電弧。

4. 數控加工中電火花加工基於什麼原理

1、工具和電極分別接脈沖電源的兩極，並均浸泡在工作液中，電極在自動進給調節裝置的驅動下，與工件間保持一定的放電間隙。電極表面是凹凸不平的，當脈沖電壓加到兩極上時，某一相對間隙最小處或絕緣強度最低處的工作液將最先被電離為負電子和正電子而被擊穿，形成放電通道，電流隨即劇增，在該局部產生電火花放電，瞬時高溫使工件和工具表面都蝕除掉一小部分金屬。單個脈沖經過上述過程，完成一次脈沖放電，而在工件表面留下一個帶有凸邊的小凹坑。這樣以高頻率連續不斷的重復放電，工具電極不斷向工件進給，工件材料不斷被蝕除，最後使工件整個被加工表面形成無數個小放電凹坑。這樣，電極的輪廓形狀便被復制到工件上，便加工出了所需要的零件。
2、電火花加工時，脈沖電源的一極接工具電極，另一極接工件電極，兩極均浸入具有一定絕緣度的液體介質（常用煤油或礦物油或去離子水）中。工具電極由自動進給調節裝置控制，以保證工具與工件在正常加工時維持一很小的放電間隙（0.01～0.05mm）。當脈沖電壓加到兩極之間，便將當時條件下極間最近點的液體介質擊穿，形成放電通道。由於通道的截面積很小，放電時間極短，致使能量高度集中（10～107W/mm），放電區域產生的瞬時高溫足以使材料熔化甚至蒸發，以致形成一個小凹坑。第一次脈沖放電結束之後，經過很短的間隔時間，第二個脈沖又在另一極間最近點擊穿放電。如此周而復始高頻率地循環下去，工具電極不斷地向工件進給，它的形狀最終就復制在工件上，形成所需要的加工表面。與此同時，總能量的一小部分也釋放到工具電極上，從而造成工具損耗。 從上看出，進行電火花加工必須具備三個條件：必須採用脈沖電源；必須採用自動進給調節裝置，以保持工具電極與工件電極間微小的放電間隙；火花放電必須在具有一定絕緣強度（10～107Ω ·m）的液體介質中進行。 電火花加工具有如下特點：可以加工任何高強度、高硬度、高韌性、高脆性以及高純度的導電材料；加工時無明顯機械力，適用於低剛度工件和微細結構的加工：脈沖參數可依據需要調節，可在同一台機床上進行粗加工、半精加工和精加工；電火花加工後的表面呈現的凹坑，有利於貯油和降低雜訊；生產效率低於切削加工；放電過程有部分能量消耗在工具電極上，導致電極損耗，影響成形精度。 2應用 電火花加工主要用於模具生產中的型孔、型腔加工，已成為模具製造業的主導加工方法，推動了模具行業的技術進步。電火花加工零件的數量在3000件以下時，比模具沖壓零件在經濟上更加合理。按工藝過程中工具與工件相對運動的特點和用途不同，電火花加工可大體分為：電火花成形加工、電火花線切割加工、電火花磨削加工、電火花展成加工、非金屬電火花加工和電火花表面強化等。
（1）電火花成形加工 該方法是通過工具電極相對於工件作進給運動，將工件電極的形狀和尺寸復制在工件上，從而加工出所需要的零件。它包括電火花型腔加工和穿孔加工兩種。電火花型腔加工主要用於加工各類熱鍛模、壓鑄模、擠壓模、塑料模和膠木膜的型腔。電火花穿孔加工主要用於型孔（圓孔、方孔、多邊形孔、異形孔）、曲線孔（彎孔、螺旋孔）、小孔和微孔的加工。近年來，為了解決小孔加工中電極截面小、易變形、孔的深徑比大、排屑困難等問題，在電火花穿孔加工中發展了高速小孔加工，取得良好的社會經濟效益。
（2）電火花線切割加工 該方法是利用移動的細金屬絲作工具電極，按預定的軌跡進行脈沖放電切割。按金屬絲電極移動的速度大小分為高速走絲和低速走絲線切割。我國普通採用高速走絲線切割，近年來正在發展低速走絲線切割，高速走絲時，金屬絲電極是直徑為φ0.02～φ0.3mm的高強度鉬絲，往復運動速度為8～10m/s。低速走絲時，多採用銅絲，線電極以小於0.2m/s的速度作單方向低速運動。線切割時，電極絲不斷移動，其損耗很小，因而加工精度較高。其平均加工精度可達 0.0lmm，大大高於電火花成形加工。表面粗糙度Ra值可達1.6 或更小。 國內外數控電火花線切割機床都採用了不同水平的微機數控系統，實現了電火花線切割數控化。目前電火花線切割廣泛用於加工各種沖裁模（沖孔和落料用）、樣板以及各種形狀復雜型孔、型面和窄縫等。

5. 電火花加工的工作原理是什麼

進行電火花加工時，工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極，並浸入工作液中，或將工作液充入放電間隙。通過間隙自動控制系統控制工具電極向工件進給，當兩電極間的間隙達到一定距離時，兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿，產生火花放電。
在放電的微細通道中瞬時集中大量的熱能，溫度可高達一萬攝氏度以上，壓力也有急劇變化，從而使這一點工作表面局部微量的金屬材料立刻熔化、氣化，並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。這時在工件表面上便留下一個微小的凹坑痕跡，放電短暫停歇，兩電極間工作液恢復絕緣狀態。
緊接著，下一個脈沖電壓又在兩電極相對接近的另一點處擊穿，產生火花放電，重復上述過程。這樣，雖然每個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，具有一定的生產率。在保持工具電極與工件之間恆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給，最後便加工出與工具電極形狀相對應的形狀來。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運動方式，就能加工出各種復雜的型面。
工具電極常用導電性良好、熔點較高、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，但小於工件金屬的蝕除量，甚至接近於無損耗。
工作液作為放電介質，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、閃點較高、性能穩定的介質，如煤油、去離子水和乳化液等。

6. 簡述電火花加工的原理及特點，實現電火花加工的條件有哪些

原理：

進行電火花加工時，工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極，並浸入工作液中，或將工作液充入放電間隙。通過間隙自動控制系統控制工具電極向工件進給，當兩電極間的間隙達到一定距離時，兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿，產生火花放電。

在放電的微細通道中瞬時集中大量的熱能，溫度可高達一萬攝氏度以上，壓力也有急劇變化，從而使這一點工作表面局部微量的金屬材料立刻熔化、氣化，並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。

這時在工件表面上便留下一個微小的凹坑痕跡，放電短暫停歇，兩電極間工作液恢復絕緣狀態。

緊接著，下一個脈沖電壓又在兩電極相對接近的另一點處擊穿，產生火花放電，重復上述過程。這樣，雖然每個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，具有一定的生產率。

在保持工具電極與工件之間恆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給，最後便加工出與工具電極形狀相對應的形狀來。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運動方式，就能加工出各種復雜的型面。

特點：

1、能加工任何導電材料。電火花加工中材料去除是靠放電時的電熱作用實現的，材料的可加工性主要取決於材料的導電性及熱學特性。

2、適合加工低剛度工件及微細加工。由於可以將工具電極的形狀復制到工件上，因此特別適合復雜表面工件的加工。

3、電火花加工的表面由無數小坑和硬凸邊組成，其硬度比機械加工表面硬度高，且有利於保護潤滑油，在相同表面粗糙度下其表面潤滑性和耐磨性也比機械加工表面好，特別適用於模具製造。

條件：

必須採用脈沖電源；必須採用自動進給調節裝置，以保持工具電極與工件電極間微小的放電間隙；火花放電必須在具有一定絕緣強度（10～107Ω ·m）的液體介質中進行。

(6)電火花加工原理是什麼擴展閱讀：

應用

1、電火花穿孔

穿孔加工是電火花加工中應用最廣的一種，常用於加工型孔（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定加工的型孔尺寸均勻縮小一個加工間隙，其尺寸精度要比工件高一級，一般不低於IT7級，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長度上不大於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，主要因為是不通孔加工，金屬蝕除量大，工作液循環和電蝕產物排除條件差，工具電極損耗後無法靠進給補償；

其次是加工面積變化大，並且由於型腔復雜，電極損耗不均勻，對加工精度影響很大，因此型腔加工生產率低，質量難保證。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。

7. 電火花產生的原理是什麼

火花放電的兩個電極間在放電前具較高的電壓，當兩電極接近時，專其間介質被擊穿後，隨即屬發生火花放電。伴隨擊穿過程，兩電極間的電阻急劇變小，兩極之間的電壓也隨之急劇變低。

火花通道必須在維持暫短的時間後及時熄滅，才可保持火花放電的「冷極」特性（即通道能量轉換的熱能來不及傳至電極縱深），使通道能量作用於極小范圍。通道能量的作用，可使電極局部被腐蝕。

利用火花放電時產生的腐蝕現象對材料進行尺寸加工的方法，叫電火花加工。 電火花加工是在較低的電壓范圍內，在液體介質中的火花放電。

(7)電火花加工原理是什麼擴展閱讀

按照工具電極的形式及其與工件之間相對運動的特徵，可將電火花加工方式分為五類：

1、利用成型工具電極，相對工件作簡單進給運動的電火花成形加工；

2、利用軸向移動的金屬絲作工具電極，工件按所需形狀和尺寸作軌跡運動，以切割導電材料的電火花線切割加工；

3、利用金屬絲或成形導電磨輪作工具電極，進行小孔磨削或成形磨削的電火花磨削；

4、用於加工螺紋環規、螺紋塞規、齒輪等的電火花共軛回轉加工；

5、小孔加工、刻印、表面合金化、表面強化等其他種類的加工。

8. 電火花加工原理的加工特點

1：電火花來加工速度與表面質量自模具在電火花機加工一般會採用粗、中、精分檔加工方式。粗加工採用大功率、低損耗的實現，而中、精加工電極相對損耗大，但一般情況下中、精加工餘量較少，因此電極損耗也極小，可以通過加工尺寸控制進行補償，或在不影響精度要求時予以忽略。2：電火花碳渣與排渣電火花機加工在產生碳渣和排除碳渣平衡的條件下才能順利進行。實際中往往以犧牲加工速度去排除碳渣，例如在中、精加工時採用高電壓，大休止脈波等等。另一個影響排除碳渣的原因是加工面形狀復雜，使排屑路徑不暢通。唯有積極開創良好排除的條件，對症的採取一些方法來積極處理。3：電火花工件與電極相互損耗電火花機放電脈波時間長，有利於降低電極損耗。電火花機粗加工一般採用長放電脈波和大電流放電，加工速度快電極損耗小。在精加工時，小電流放電必須減小放電脈波時間，這樣不僅加大了電極損耗，也大幅度降低了加工速度。

9. 電火花產生的原理是什麼

線圈自感現象，會產生高壓，擊穿空氣，電流熱效應產生火花