电火花技术
万寿菊粉1.必须使接在不同极性上的工具和工件之间保持一定的距离以形成放电间隙； 2.放电必须在具有一定绝缘性的液体介质中进行；
4.有足够的脉冲放电能量，以保证放电部位的金属熔化或气化。
加工过程
1.极间介质的电离、击穿，形成放电通道；
2.介质热分解、电极材料熔化、气化热膨胀；地质建模
3.电极材料的抛出；
4.极间介质的电离消除。
电极材料
•铜：制成各种精密复杂电极，可用于中小型腔加工
•钨、钼：熔点和沸点较高、损耗少，但其机械加工性能不好，价格较贵，一般仅用于线切割。 节能真空炉•石墨：用于型腔加工
•铜碳、铜钨和银钨合金等合金材料：导热性好，熔点高，电极损耗少，价格较贵、制造成型困难，通常只用于精密电火花加工。
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影响加工精度的主要因素：１）放电间隙的大小和一致性（２）工具电极的损耗及“二次放电”----二次放电是指已加工表面上由于电蚀产物等的介入而再次进行的非正常放电。二次放电主要是在加工深度方向的侧面产生斜度和使加工棱角边变钝。细微孔：直径小于0.2mm的孔
火花维持电压：火花维持电压是每次火花击穿后，在放电间隙上火花放电时的维持电压，一般在25 V左右，但它实际是一个高频振荡的电压。
脉冲周期：一个电压脉冲开始到下一个电压脉冲开始之间的时间称为脉冲周期，显然t P=t i+t o （ti：脉宽，on, to：脉间，off）ti=td+te(td击穿延时：从间隙两端加上脉冲电压后，一般均要经过一小段延
续时间t d，工作液介质才能被击穿放电，这一小段时间t d称为击穿延时。Te：放电时间是工作液介质击穿后放电间隙中流过放电电流的时间，即电流脉宽
3) 短路(短路脉冲)：放电间隙直接短路，这是由于伺服进给系统瞬时进给过多或放电间隙中有电蚀产物搭接所致。间隙短路时电流较大，但间隙两端的电压很小，没有蚀除加工作用。4) 电弧放电(稳定电弧放电)：由于排屑不良，放电点集中在某一局部而不分散，导致局部热量积累，温度升高，如此恶性循环，此时火花放电就成为电弧放电。由于放电点固定在某一点或某一局部，因此称为稳定电弧，常使电极表面积炭、烧伤。电弧放电的波形特点是td和高频振荡的小锯齿基本消失。5) 过渡电弧放电(不稳定电弧放电，或称不稳定火花放电) ：过渡电弧放电是正常火花放电与稳定电弧放电的过渡状态，是稳定电弧放电的前兆。波形特点是击穿延时很小或接近于零，仅成为一尖刺，电压电流表上的高频分量变低或成为稀疏的锯齿形。
在电火花加工中，其加工工艺指标一般指加工速度、电极损耗和表面粗糙度。1.加工速度对于电火花加工来说，加工速度是指在单位时间内工件被蚀除的体积或重量。提高加工速度就提高了生产效率，因此，研究影响加工速度的因素，提高加工速度具有非常重要的意义。一般来说，影响加工速度的主要因素有以下几方面：(1)加工电流一般说来，在加工面积一定
洛克沙胂的情况下，峰值电流越大，加工速度就越快。但有一个极限，超过这个极限，加工稳定性就被破坏，
电极和工件产生拉弧烧伤，加工速度反而降低；在要求加工速度高时，一般根据加工面积来选择加工电流，其经验值是3～6A/cm2。我们在加工摩托车曲柄锻模时，选择5A/cm2进行粗加工，加工稳定性好，加工速度也很高。(2)脉冲宽度在电流一定时，脉冲宽度越大，脉冲能量也越大，材料蚀除量也大，因此，加工速度快。但是，也不是脉冲宽度可以无限度的增加，当脉冲宽度增加到某一数值时，加工速度最高，但此时如果继续增加脉冲宽度，单个脉冲能量虽然增加，而却有较大部分的热能为电极与工件所吸收，不利于蚀除模具上的金属；同时，由于蚀除的金属量增多，使得排气条件恶化，来不及消电离，引起拉弧现象，破坏加工稳定性，反而降低加工速度。我们在加工摩托车曲柄锻模时，脉冲宽度选择750～1000μS进行粗加工，加工稳定性好，加工速度也很高。(3)脉冲间隙在脉冲宽度一定的条件下，脉冲间隙越小，脉冲频率就越高，加工速度高，反之，加大脉冲间隙，加工速度会降低；但是过分不合理的减小脉冲间隙，会使放电间隙来不及消电离，破坏加工的稳定性，同样使加工速度降低。因此，在确定电参数时，应注意脉冲间隙与脉冲宽度的合理匹配，保证加工的稳定性。我们在加工摩托车曲柄锻模时，脉冲间隙选择750～1000μS进行粗加工，加工稳定性好，加工速度也很高。(4)抬刀在加工过程中，设置合理的抬刀也具有非常重要的意义。抬刀设置不合理，如加大抬刀高度和加快抬刀频率，都会使加工速度降低。
(5)加工稳定性众所周知，加工不稳定，加工效率肯定降低，要保证加工稳定性，就应注意工具电极和工件一定要装夹牢固，防止加工中松动移位；在刚开始加工时，由于加工表面接触不均匀，应选取较
小的电参数，待加工面全部均匀接触放电时，再选取相适应的电参数；在加工过程中如果出现拉弧烧伤短路现象，应立即停机，将电极上烧结碳黑清除干净后，再调整电参数进行加工。另外，对于实现计算机控制的电火花机床，一般都在控制程序里有优化控制的功能，因此，最好把优化控制参数开关打开，使其自动控制加工稳定性。 2.电极损耗电火花加工是利用电极进行仿形加工，模具的制造精度直接取决于仿形精度，而在此过程中，电极的损耗直接影响仿形精度。特别是对于型腔加工，电极损耗这一工艺参数显得尤为重要。如何在电火花加工过程中降低电极损耗，提高加工仿形精度，对于提高摩托车曲柄锻模制造精度，保证摩托车曲柄锻件质量具有重要的意义。在电火花加工中，电极不同部位，电极损耗的速度是不一样的。一般来说，尖角的损耗比钝角快，角的损耗比棱快，棱的损耗比面快，端面的损耗比侧面快，端面的侧缘的损耗比端面的中心部位快。在生产中影响电极损耗的因素比较多，主要的因素大致有以下几条：(1)电极极性对损耗的影响在电火花加工时，相同材料两电极的被腐蚀量是不一样的，其中一个电极比另一个电极蚀除量大，这种现象在电加工中称为极性效应，在生产中，通常把工件接脉冲电源的正极，工具电极接负极，称为“正极性”加工；反之，称为“负极性”加工。如果两电极的材料不同，极性效应就更复杂，电火花加工正是利用这一效应来对工件进行加工。我们在加工摩托车曲柄锻模时采用“负极性”加工。在电场的作用下，放电通道中的电子奔向正极，正离子奔向负极。在窄脉宽度加工时，由于电子惯性小，运动灵活，大量的电子奔向正极，并轰击正极表面，使正极表面迅速熔化和气化；而正离子惯性大，运动缓慢，只有一小部分能够到达负极表面，而大量的正离子不能到达，因此电子的轰击作用大于正离子的轰击作用，正极的电蚀量大于负极的电
蚀量，这时应采用正极性加工。在宽脉冲宽度加工时，因为质量和惯性都大的正离子将有足够的时间到达负极表面，由于正离子的质量大，它对负极表面的轰击破坏作用要比电子强，同时到达负极的正离子又会牵制电子的运动，故负极的电蚀量将大于正极，这时应采用负极性加工。(2)脉冲宽度对损耗的影响一般说来，在峰值电流不变的前提下，脉冲宽度越小，电极损耗越大，精加工时电极损耗比粗加工损耗大。因而在宽脉冲时，容易实现电极的低损耗。这主要原因是： a.脉冲宽度加大，单位时间内脉冲放电次数减少，使放电击穿引起电极损耗的影响减少，同时，工件承受正离子轰击的机会增多，正离子加速的
时间也长，极性效应明显。 b.脉冲宽度加大后，电极易于生成具有“覆盖效应”的黑膜，保护电极表面，使电极损耗降低；在电参数非常合理的理想情况下，利用“覆盖效应”生成的黑膜可以实现“无损耗”加工。(3)电流对损耗的影响对于一定的脉冲宽度，加工时的电流峰值不同，电极损耗也不同。峰值电流大小与损耗关系很大，在铜—钢的粗、精加工时，要想得到低损耗，在脉冲宽度一定的情况下，应减少功率管的数量，降低峰值电流；但在石墨—钢中，当脉冲宽度一定时，随着电流的增加，电极损耗反而降低。因此，在实际加工中应充分认识和利用这一不同的影响。电流的大小，直接影响加工速度和电极损耗，在粗加工时，一般不考虑电极的损耗，但为兼顾二者，最大电流最好为：铜—钢取4A/cm2，石墨—钢取3A/cm2，如果电流大于该值，电极损耗就会更大。(4)脉冲间隙对损耗的影响在脉冲宽度不变的情况下，脉冲间隙增加，电极损耗也会加大，这主要是因为加大脉冲间隙后，电
极表面温度降低，黑膜“覆盖效应”减弱，使电极表面得不到损耗补偿；反之，如果将脉冲间隙减小到超过限度，放电来不及消电离，就会造成拉弧烧伤，破坏加工稳定性，降低生产效率。
1．短路峰值电流对工艺指标的影响
在一定条件下，但其他工艺条件不变时，增大短路峰值电流，可以提高切割速度，但表面粗糙度将会变差。这是作为短路峰值电流越大，单个脉冲能量越大，放电的的电痕就越大，切割速度高，表面粗糙度就比较差。在增大短路峰值电流的同时，电极丝的损耗也加大，在严重的情况下甚至会发生断丝现象，同时也有可能影响到加工精度。2．开路电压：开路电压增大，加工电流增大，切割速度提高，表面粗糙度变差。这是因为开路电压增大，致使排削更容易，切割的速度和加工的稳定性也都有所提高，但随着加工间隙的增大，加工精度略有下降。同时开路电压的增大还会使电极丝产生震动，加大了电极丝的损耗；正常情况下，我们在采用乳化液作为介质使用快走丝方式加工时，其开路电压值一般取60V 到150V之间。3．脉冲宽度: 当脉冲宽度增大时，切割速度提高，但是表面粗糙度变差。这是因为脉冲宽度增大，单个脉冲放电能量增大，所以致使切割速度提高，表面粗糙度变差。一般情况下，脉冲宽度值通常取2～60μs，作精加工时，脉冲宽度取值一般小于20μs，
4．脉冲间隙: 当脉冲间隙减少时平均电流增大，切割速度加快，但在一般情况下脉冲间隙不能取的太小，如果脉冲间隙取得太小，放电产物来不及排出，放电间隙来不及充分消电离，使得加工不稳定，
容易发生电弧放电致使工件表面烧伤和出现断丝；但是脉冲间隙也不适宜太大，否则会使切割速度明显下降，严重时不能进给（加工无法正常进行，单板机数字不走），使加工变的不稳定；一般情况下，减少脉冲间隙，表面粗糙度值提高，但是提高的幅度不大，此时切割速度明显增大，同时表明，脉冲间隙对切割速度影响较大，对表面粗糙度影响较小。（注：加工工件较厚时，为了保证加工的稳定，放电间隙要大，所以脉冲宽度和脉冲间隙都应取较大值。）5．放电波形: 线切割机床常用的两种波形是矩形波脉冲和分组脉冲。在相同的工艺条件下，分组脉冲常常能获得比较好的加工效果，常用于精加工和薄工件加工。电流波形的前沿上升比较缓慢时，电极丝损耗较小。但如果脉冲宽度很窄时须有陡的前沿才能进行有效加工。矩形波加工效率高，加工范围广，加工稳定性好，属于快走丝线切割最常用的加工波形。7．覆盖效应对电蚀量的影响: 在材料放电腐蚀过程中，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。在油类介质中加工时，覆盖层主要是石墨化的碳素层，其次是粘附在电极表面的金属微粒粘结层。碳素层的生成条件主要有以下几点：(1) 要有足够高的温度。电极上待覆盖部分的表面温度不低于碳素层生成温度，但要低于熔点，以使碳粒子烧结成石墨化的耐蚀层。(2) 要有足够多的电蚀产物，尤其是介质的热解产物──碳粒子。(3) 要有足够的时间，以便在这一表面上形成一定厚度的碳素层。(4) 一般采用负极性加工，因为碳素层易在阳极表面生成。(5) 必须在油类介质中加工。影响覆盖效
应的主要因素有如下：
(1) 脉冲参数与波形的影响。增大脉冲放电能量有助于覆盖层的生长，但对中、精加工有相当大的局限性；减小脉冲间隔有利于在各种电规准下生成覆盖层，但若脉冲间隔过小，正常的火花放电有转变为破坏性电弧放电的危险。此外，采用某些组合脉冲波加工，有助于覆盖层的生成，其作用类似于减小脉冲间隔，并且可大大减少转变为破坏性电弧放电的危险。(2) 电极对材料的影响。铜加工钢时覆盖效应较明显，但铜电极加工硬质合金工件则不大容易生成覆盖层。(3) 工作液的影响。油类工作液在放电产生的高温作用下，生成大量的碳粒子，有助于碳素层的生成。如果用水做工作液，则不会产生碳素层。(4) 工艺条件的影响。覆盖层的形成还与间隙状态有关。如工作液脏、电极截面面积较大、电极间隙较小、加工状态较稳定等情况均有助于生成覆盖层。但若加工中冲油压力太大，则覆盖层较难生成。这是因为冲油会使趋向电极表面的微粒运动加剧，而微粒无法粘附到电极表面上去。在电火花加工中，覆盖层不断形成，又不断被破坏。为了实现电极低损耗，达到提高加工精度的目的，最好使覆盖层形成与破坏的程度达到动态平衡。5．工作液对电蚀量的影响: 电火花加工一般在液体介质中进行。液体介质通常叫做工作液，其作用主要是：(1) 压缩放电通道，并限制其扩展，使放电能量高度集中在极小的区域内，既加强了蚀除的效果，又提高了放电仿型的精确性。(2) 加速电极间隙的冷却和消电离过程，有助于防止出现破坏性电弧放电。(3) 加速电蚀产物的排除。(4) 加剧放电的流体动力过程，有助于金属的抛出。8．进给速度
进给速度的条件对切割速度、加工精度和表面质量的影响很大。因此，调节预置进给速度应紧密跟踪
工件蚀除（排削）速度，以保持加工间隙恒定在最佳值上。这样可使有效放电状态的比例加大，而开路和短路的比例减少，使切割速度达到给定加工条件下的最大值，同时还能获得很好的加工精度和表面质量。
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