电火花成型加工和电火花线切割加工有什么不同?(电火花成型加工属于盲孔加工,工作液循环困难)

也许你每天都会接触到电火花，但是你了解电火花的原理吗？

电火花加工的原理是基于工具与工件(正负电极)之间的脉冲火花放电的电腐蚀现象来去除多余的金属，从而达到预定的对工件尺寸、形状和表面质量的加工要求。

电火花加工是在液体介质中进行的。机床的自动进给调节装置使工件和工具电极之间保持适当的放电间隙。当在工具电极和工件之间施加强脉冲电压(达到间隙中介质的击穿电压)时，最低的介质绝缘强度会被击穿，如图所示。由于放电面积很小，放电时间很短，能量高度集中，使放电区温度瞬间高达10000℃左右，工件和工具电极表面的金属局部熔化甚至汽化。在爆炸力的作用下，局部熔化汽化的金属被抛入工作流体中，冷却成细小的金属颗粒，然后被工作流体迅速冲离工作区域，从而在工件表面形成微小的凹坑。第一次放电后，介质的介电强度恢复，等待下一次放电。这样反复蚀刻掉工件表面，在工件上复制出工具电极的形状，从而达到成型的目的。

1. 一次脉冲放电的过程

电火花加工是一个不断放电和腐蚀金属的过程。虽然脉冲放电的时间很短，但它是一个电磁、热力学和流体力学的复杂过程。总而言之，脉冲放电的过程可以分为以下几个阶段:

1)电极间介质的电离、击穿和放电通道形成

当在工具电极和工件之间施加脉冲电压时，在两个电极之间立即形成电场。电场强度与电压成正比，与距离成反比。随着极间电压的增大或极间距离的减小，极间电场强度也会增大。由于工具电极和工件的微观表面是凹凸不平的，电极之间的距离很小，电极之间的电场强度很不均匀，两个电极之间最近的凸点或尖端处的电场强度一般最大。当电场强度增加到一定量时，电介质被击穿，放电间隙电阻从绝缘状态迅速下降到几分之一欧姆，间隙电流迅速上升到最大值。由于通道的小直径，通道中的电流密度非常高。间隙电压从击穿电压迅速下降到火花维持电压(一般在20~30V左右)，电流从0上升到某一峰值电流。

2)介质的热分解、电极材料的熔化、汽化和热膨胀

一旦极间介质电离击穿形成放电通道，脉冲电源使通道间的电子高速冲向正极，正离子冲向负极。电能变成动能，动能通过碰撞转化为热能。因此，通道中的阳极和阴极表面分别成为瞬时热源，达到很高的温度。通道在高温下汽化工作液体介质，然后热裂解、分解、汽化。汽化的工质和金属蒸气瞬间体积增大，在放电间隙中变成气泡，迅速膨胀，具有爆炸的特性。观察电火花加工过程，可以看到放电间隙之间出现气泡，工作液逐渐变黑，并听到轻微而清脆的爆炸声。电火花加工主要依靠热膨胀和局部微爆，使熔化汽化的电极材料甩出进行侵蚀。

3)扔掉电极材料

通道正负电极表面放电点瞬间高温使工作液体汽化，金属材料熔化汽化，热膨胀产生瞬间高压。通道中心的压力最高，使汽化气体不断向外膨胀，高压下的熔融金属液体和蒸汽被推出，抛入工作流体中。由于表面张力和内聚力的作用，被抛出的物质表面积最小，凝结时凝结成细小的球形颗粒。

而当熔化汽化的金属被抛离电极表面时，四处飞溅，除了大部分被抛入工作液中收缩成小颗粒外，还有一小部分飞溅、包覆、吸附在对面电极表面。这种相互飞溅、镀覆和吸附的现象，在一定条件下可以用来减少或补偿加工过程中工具电极的损耗。

实际上，金属材料蚀刻和抛掷的过程是复杂的，目前人们对这种复杂机理的认识还在不断深化。

4)电极间介质的去离子。

随着脉冲电压的结束，脉冲电流会迅速下降到零，但之后应该还有一段时间去离子间隙介质，即放电通道中的带电粒子复合成中性粒子，电流放电通道处的介质绝缘强度恢复，电极表面温度降低， 从而避免下次在同一地点重复放电造成的电弧放电，保证下一个击穿放电通道会在两极之间最近的地方或电阻率最低的地方形成。

因此，为了保证电火花加工的正常进行，两次脉冲放电之间应该有足够的脉冲间隔时间。另外，击穿放电点要有分散和转移的空间，否则只放电一点容易形成电弧。

2. 成形加工与线切割加工

电火花加工主要包括电火花加工和WEDM。

1)电火花加工

工具一般是铜或石墨电极，可以做成任意形状，加工的形状就是对应的腔体。

2) WEDM

电极始终是一根直径为0.1mm~0.3mm的黄铜丝(快动线为钼丝)，用于加工直纹面零件，可以是冲孔零件，也可以是模孔。

你现在明白了吗？