未淬火T10钢经电 火花加工后的表面
显微硬度
（3）表面微观裂纹
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已淬火T10钢经电火花加工 后的表面显微硬度
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四、工具电极的损耗
1、正确的选择极性
2、正确的选择电极材料
3、正确的建立炭黑保护层
4、正确的利用电喷度现象
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第一节 模具电火花成形加工
电火花成形加工的设备
1)脉冲电源，电极：铜 、钢、石墨 2) 工作液循环系统 加工介质：煤油、煤油和机油、水基工作液 3)自动控制系统 4）机床本体
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第一节 模具电火花成形加工
1、脉冲电源
（1）作用：输出足够能量的单向脉冲电流来产生电
火花放电来蚀除金属。
（2） 脉冲电源的参数
➢电源幅值 ➢ 脉冲亮度 ➢ 脉冲间歇
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第一节 模具电火花成形加工
2）产生原因分析
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第一节 模具电火花成形加工
（3）脉冲宽度对电蚀量的影响
影响：脉冲宽度越大，电蚀量越大； 当达到一个峰值时，脉冲宽度越大，电蚀量越小。
原因:
当脉宽过短时，热量过于集中，金属在气化状态 下抛出的百分比增大，而气化而要消耗一定的能 量，导致电蚀量减少；而当脉宽过长时，通过传 导而散失的热量过高，因而电蚀量也降低。
（2）基本要求：
➢ 足够的稳定性
➢ 较高的灵敏度和快速反应能力 ➢ 较宽的速度调节范围 ➢ 结构简单可靠，维修方便
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模具特种加工
第一节 模具电火花成形加工
第二节 模具电火花线切割加工 第三节 模具电化学加工 第四节 模具超声波加工与激光加工 第五节 挤压研磨抛光
第六节 其它光整加工
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第一节 模具电火花成形加工
一、电火花加工基本原理 二、模具电火花加工特点及应用范围 三、电火花成形加工设备 四、影响电火花加工速度的基本因素 五、电火花穿孔、型腔加工
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第一节 模具电火花成形加工
（4）材料的热力学常数对电蚀量的影响
金属材料的热力学常数
➢溶点 ➢沸点 ➢比热容 ➢溶化热 ➢汽化热 ➢导热系数2020/8/19 Nhomakorabea15
二、影响电火花加工质量及加工效率的主要因素 1、影响电火花加工精度 （1）电极损耗对加工精度的影响
1）型腔加工；用电极的体积损耗率 来衡量。
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（2） 脉冲电源的要求
➢放电能量 ➢ 单向放点脉冲 ➢ 脉冲参数（电源幅值，脉冲间歇，脉冲亮度） ➢加工效率和电极损耗速度
➢放电能量和放电频率稳定 ➢性能可靠，操作方便，维修方便
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第一节 模具电火花成形加工
2、自动进给调节系统
（1）作用：确保工件与电极之间在加工过程中始终保持 一定的放电间隙，并且能自动补偿放电蚀除 金属后间隙增大的部分。
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第一节 模具电火花成形加工
3、电火花加工的特点 ➢以柔克刚：电极材料不受工件硬度、韧性的影响。
➢不存在宏观切削力：工件和工具电极不会变形，可 加工低刚度零件及小孔零件。
➢电脉冲参数可以任意调节：在同一台机器上可以完 成粗、中、精及精微加工。
➢易于实现自动控制及自动化加工
➢ 广泛应用于凹模型孔、型腔加工
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第一节 模具电火花成形加工
一、影响电火花加工速度的基本因素 （1）脉冲参数对电蚀量的影响
在单位时间内，正极或负极的总腐蚀量为：
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第一节 模具电火花成形加工
单个脉冲放电能量为：
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（2）极性效应现象 1）定义：电火花加工过程中，正极和负极表面虽然都 受到电腐蚀，但其腐蚀量是不相同的，这种 由于正负极不同而导致材料腐蚀量不同的现 象叫做极性效应现象。
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第一节 模具电火花成形加工
一、电火花加工基本原理
原理：在一定的介质中，通过工具电极和工件之间的 脉冲放电产生电腐蚀作用，对工件进行加工的一种方 法。
1) 电极：铜 、钢、石墨
2) 加工介质：煤油、
煤油和机油、水基工作液
3) 脉冲电源
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第一节 模具电火花成形加工
2、电火花加工的物理本质 ➢ 介质的击穿与放
电通道的形成
➢ 能量的转换 分布与传递
➢ 电极材料的抛出 ➢ 极间介质消电离
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第一节 模具电火花成形加工
2、电火花加工的物理本质 ➢ 介质的击穿与放
电通道的形成
➢ 能量的转换 分布与传递
➢ 电极材料的抛出 ➢ 极间介质消电离
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1、电火花成形设备必须具备的条件：
➢工具电极和工件之间必须保持一定的放电间隙，并 且可自动调节。
➢极间放电电流密度要足够高能使放电点金属熔化和 气化。
➢极间放电应该是瞬时脉冲性的，每次放电不但要集 中，而且局限于很小的范围内。
➢每一次放电结束后能及时消电离恢复其介质性能。
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第一节 模具电火花成形加工
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第一节 模具电火花成形加工
4、电火花加工的应用范围
➢穿孔加工——凹模、挤压模、粉末冶金模等异形 孔及微孔。
➢ 型腔加工——注射模、压塑模、吹塑模、压铸模、 锻模及拉深模等型腔。
➢ 强化金属表面——凸凹模的刃口
➢ 磨削平面及圆弧面
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效果评价
➢加工速度：极性效应，工作液，排屑条件 ➢加工精度：尺寸，形状 ➢表面质量：Ra，表层组织 ➢电极损耗：电极选择，材料
2）穿孔加工：用长度损耗率来衡量。
（2）放电间隙对加工精度的影响
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(3)加工斜度对加工精度的影响
在加工过程中随着加工深度的 增加，二次放电次数增多，侧面 间隙逐渐增大，使加工孔入口处 的间隙大于出口处的间隙，出现 加工斜度，使加工表面产生形状 误差，
(4)加工圆角对加工精度的影响
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三．影响表面质量的工艺因素
（1）表面粗糙度
（2）表面变化层 经电火花加工后的表面将产生 包括凝固层和热影响层的表面变化层，
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1） 凝固层
是工件表层材料在脉冲放电的瞬间高 温作用下熔化后未能抛出，在脉冲放 电结束后迅速冷却、凝固而保留下来 的金属层。
2）热影响层 位于凝固层和工件基体材料之间，该 层金属受到放电点传来的高温影响， 使材料的金相组织发生了变化。