文档介绍：宣城市工业学校校本教材
〈〈数控电火花理论与操作»
机械加工教研组
二。一二年五月
数控电火花理论与操作又称放电加工（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
称之为数控电火花理论与操作，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。
数控电火花理论与操作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。
1数控电火花理论与操作的基础知识

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
时液体介质还能把数控电火花理论与操作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 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。图中 ti为脉冲宽度，t0
为脉冲间隔，tp为脉冲周期，Ui脉冲峰值电压或空载电压。

以上这些问题的解决，是通过图。工
件5与工具3分别与脉冲电源 2的两输出端相连接。自动进给调节装置 1使工具和工件间经常保持一很小的间隙（此处为电机与丝杆螺母机构），当脉冲电压加到两极之间时，便在当
时条件下相对某一间隙最小处或绝缘强度最低处击穿介质，在该局部产生火花放电，放电点
处产生瞬时高温使工具和工件表面都蚀除掉一小部分金属，各自形成一个小凹坑。脉冲放电
结束后，经过一段时间间隔，使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲电压又加到两极上，又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，又电蚀出一个小凹坑。如此连续不断地
重复放电，工具电极不断地向工件进给就可将工具的形状复制在工件上，加工出所需要的零
件，整个加工表面将由无数个小凹坑所组成，如图，（a）表示单个脉冲放
电后的电蚀坑，（b）表示多次脉冲放电后的电极表面。
1-自动进给调节装置；2-脉冲电源；3-工具；
4-工作液；5-工件；6-工作台；7-过滤器；8-工作液泵

数控电火花理论与操作中，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斜的导电特性及其热学特性，如熔点、沸点（汽化点