放电加工

特种加工技术

放电加工是特种加工技术的一种，广泛应用在模具制造、机械加工行业。放电加工可以用来加工传统切削方法难以加工的超硬材料和复杂形状的工件，通常用于加工导电的材料，可以在诸如钛合金、工具钢、碳钢和硬质合金等难加工材料上加工复杂的型腔或者轮廓。

技术原理

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殊加工方法。我们都有这样的生活经验，电器开关在经过一段时间的使用之后，往往会出现触点部分的表面被电火花电蚀得粗糙不平的现象，这就是电火花电蚀现象。电火花加工就是利用这一原理，具体如图《电火花加工原理示意图》所示，在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。实现这一加工的基本方式是这样的：把工具电极和工件全部浸在工作介质 (电解液) 中，在两极间产生多次火花放电，有意识地控制工件的蚀除量，最后就可使工件达到一定的尺寸和粗糙度要求。

电火花电蚀原理用于金属加工还必须具备以下几个条件：火花放电能量必须很大，才能保证在瞬间使金属产生局部的熔化和气化; 放电形式应是时间极短的脉冲放电，使火花放电热量来不及传到非加工区，以防产生“烧糊”现象; 每次脉冲放电后，必须能及时把在电极间隙之间产生的金属微粒和电离物排出间隙，以保证加工的持续进行。

物理过程

电火花对电极腐蚀的物理过程是十分复杂的，是电磁学、热力学和流体力学综合作用的过程，人们至今对它尚未有一个全面的认识。一般认为可分为3个阶段：第1阶段形成放电通道，在这一阶段中电解质被电离、击穿、形成放电通道; 第2阶段在工件表面形成能量转换，即火花放电、产生热膨胀，使工具电极和工件被蚀除; 第3阶段产生的蚀除物被抛出放电间隙，为下次放电做好准备。

主要特点

加工特点：

(1)可以加工任何硬、脆、韧、软、高熔点的导电材料，在一定条件下，还可以加工半导体材料和非导电材料。

(2) 加工时“无切削力”，有利于小孔、薄壁、窄槽以及各种复杂形状的孔、螺旋孔、型腔等工件的加工，也适合于精密微细加工。

(3) 当脉冲宽度不大时，对整个工件而言，几乎不受热的影响，因此可以减少热影响层，提高加工后的表面质量，也适用于加工热敏感的材料。

(4)脉冲参数可以任意调节，可以在一台机床上连续进行粗、半精、精加工。精加工时精度为0.01mm，表面粗糙度Rα值为0.8μm; 精微加工时精度可达0.002～0.004mm，表面粗糙度Rα值为0.1～0.05μm。

(5) 直接利用电能加工，便于实现自动化。

实际应用

由于放电加工时放电能量很高，所以能加工一般切削加工方法无法加工的材料，如淬火钢、耐热合金、硬质合金等。同时，在加工各种复杂的型腔、冲模和孔的领域中，得到了广泛的应用。由于在电火花加工过程中，工具电极和工件无直接接触，切削力很小，这就对加工那些易变形的工件和小而精密的孔、窄缝等十分有效。电火花加工工艺已经在工业各部门中得到了广泛的应用，是一种很有发展前途的加工方法。

在加工领域中，尤其是在精密加工中，放电加工已得到广泛的应用。放电加工的范围如下：

1. 凡是导电性的材料，都可进行放电加工

2. 放电加工最高精度可达+/—0.005mm面粗度最高可达镜面极

3. 传统加工所不能加工的工位，一般都可用放电加工来完成

4. 放电工位可以是各种大型塑模的型腔，也可以是0.1MM宽度的小孔，小槽等。

优缺点

放电加工的优点：

1.可以制造传统切削加工机所无法生产的奇形异面。

2.加工坚硬的材料也可以有好的公差精度。

3.传统加工机的切削力可能会损坏小型的工件，但放电加工没有此情形。

放电加工的缺点：

1.不能加工非导体（已经有技术可以加工陶瓷材料）。