1
第六章 数控电火花加工工艺
电火花加工又称放电加工 （ Electrical
Discharge Machining 简称 EDM）, 按加工
方式不同电火花加工又分为电火花成形加
工, 电火花线切割加工, 电火花高速小孔
加工, 电火花磨削, 电火花同步共轭回转
加工和电火花表面强化与刻字等六种 。
这里我们只学习工厂应用较普遍的电火
花成形加工, 电火花线切割加工的加工原
理, 特点, 应用和工艺 。
2
第六章 数控电火花加工工艺
?电火花成形加工机床
?电火花成形加工原理
?电火花成形加工特点及应用
?影响电火花成形加工因素
?电火花线切割加工机床
?电火花线切割加工原理
?电火花线切割加工特点应用
?电火花线切割加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
机
床
3
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
机
床
?机床主体, 用于夹持工具电极及支承工件，保证它们的相对位
置，并实现电极在加工过程中的稳
定进给运动
?脉冲电源,把交流电流转换
成一定频率的单向脉冲电流
?伺服系统,使主轴作伺服进
给运动
?工作液循环系统,提供清
洁的、有一定压力的工作液
常见的电火花成形加工机床由机床主体、脉冲电源、伺服系统、
工作液循环系统等几个部分组成。
电
火
花
成
型
加
工
机
床
4
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
原
理
?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
?脉冲波形是单向的
?放电必须在具在有一定绝
缘性能的液体介质中进行
?有足够的脉冲放电能量，
以保证放电部位的金属被
熔化或气化
电火花成形加工的基本原理是基于工具和工件（正、负电极）
之间脉冲火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零
件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求
电
火
花
成
形
加
工
的
条
件 脉冲电流波形图
5
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
原
理
自动进给调节装置能使工件和工具电极保持给定的放电间隙。脉冲电源输出的电
压加在液体介质中的工件和工具电极 (以下简称电极 )上，当电压升高到液体介质的击
穿电压时，会使液体介质在绝缘强度最低处被击穿，产生火花放电。瞬间高温使工件
和电极表面都被蚀除掉一小块材料，形成小的凹坑。
一次脉冲放电之后，两极间的电压急剧下降到接近于零，间隙中的电介质立即恢复
到绝缘状态。此后，两极间的电压再次升高，又在另一处绝缘强度最小的地方重复上
述放电过程。多次脉冲放电的结果，使整个被加工表面由无数小的放电凹坑构成。
电
火
花
成
形
加
工
原
理
6
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
原
理
电极
工件
工作液
电子
初始状态 介质电离、击穿，形成放电通道 火花放电产生熔化、气化、热膨胀
抛出蚀除物 间隙介质消电离（恢复绝缘状态）
7
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
原
理
极性效应
概念
产生
原因
火花放电时电极和工件都会被蚀除掉，
但蚀除的速度是不同的，这种现象称为
极性效应
? 由于电子的质量小、离子质量大，
它们在电场力作用下轰击阳极和阴极
的能量不同。
? 长脉冲加工时, 正离子对负极的轰击
能量大，工件接正极（称正极性加
工）。 短脉冲加工时正好相反
极
性
效
应
愈
显
著
愈
好
！
8
第六章 数控电火花加工工艺
? 适合于机械加工方法难于加工的材料的加
工，如淬火钢、硬质合金、耐热合金等。
? 可加工特小孔、深孔、窄缝及复杂形状的
零件，如各种型孔、立体曲面、复杂形状
的工件,小孔、深孔、窄缝等
电
火
花
成
形
加
工
特
点
及
应
用
优点
电火花成形加工的特点
缺点 ? 只能加工导电工件
? 加工速度慢
? 由于存在电极损耗，加工精度受限制
9
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
特
点
及
应
用
电火花成形加工的特点举例
1.没有机械力施加在工件上
传统加工需要的较大的夹紧力
EDM只须很小的夹紧力
2.不受工件材料硬度等方面的限制
传统加工受工件材料硬度限制 EDM不受工件材料硬度限制 传统加工不可能获得直角 EDM很容易获得直角
10
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
特
点
及
应
用
? 电火花成形加工主要用于电火花穿孔（用电火花成形加工方法加工
通孔）和电火花型腔加工。
? 电火花穿孔加工：主要用于加工冲模和各种异形孔。
? 电火花型腔加工：主要用于加工各类型腔模和各类复杂的型腔零
件。
型腔加工属于盲孔加工，金属蚀除量大，工作液循环困难，电
蚀产物排除条件差，电极损耗不能用增加电极长度和进给来补偿；
加工面积大，加工过程中要求电规准的调节范围也较大；型腔复杂，
电极损耗不均匀，影响加工精度。
电火花成形加工的应用
11
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
特
点
及
应
用
电火花成型加工应用举例
花纹、文字加工
冷冲模穿孔加工 型腔加工
窄缝深槽加工
12
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
特
点
及
应
用
电火花成型加工应用举例
这是大量生产的塑料勺子示意图
1.首先进行产品设计,然后按照设
计的图样制作铜电极
2,铜电极安装到 EDM机床上,作
为塑料凹模的工件也安装到工作
台上
13
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
特
点
及
应
用
电火花成型加工应用举例
3.利用火花放电原理加工
4.完成凹模的加工
5,凸凹模分别安装到注塑机上,及
可生产出合格的塑料产品
14
第六章 数控电火花加工工艺
影
响
电
火
花
成
形
加
工
因
素
影响加工速度
的因素
影响加工精度
的因素
影响表面质量
的因素
? 矩形脉冲的峰值电流、脉冲宽度和脉间 ；
? 工件材料、工作液
? 机床精度、工件的装夹精度、电极制造及
装夹精度
? 放电间隙、电极损耗和加工斜度
? 脉冲宽度
? 峰值电流
15
第六章 数控电火花加工工艺
影
响
电
火
花
成
形
加
工
因
素
工件表面粗糙度取决于火花的大小。如果放电能量大，
则表面粗糙度大，另一方面，切割速度加快 如果火花放电能量小，工件表面粗糙度则细。但切割速度将变慢
电火花加工获得的不同表面粗糙度的表面
16
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电火花冷冲模穿孔加工工艺方法
将凸模加长作电极，加工后去掉加长部分
凸模的加长部分选用与凸模不同的材料,
如铸铁、铜等粘接或钎焊在凸模上，与凸模一
起加工，以粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作
部分。当凸、凹模配合间隙很小不好直接保证
放电间隙时时，可将电极的工作部分用化学浸
蚀法蚀除一层金属，反之，可以用电镀法将电
极工作部位的断面尺寸均匀扩大以满足加工时
的间隙要求
直接法
混合法
穿孔加工图
17
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电火花型腔加工工艺方法
用多个电极，依次更换加工同一个
型腔，用于精密型腔加工
根据型腔的几何形状，把电极分解成
若干个，用主型腔电极加工型腔主要
部分，再用副型腔电极加工出尖角,
窄缝型腔等部位
图片
单电
极法
多电
极 法
分解电
极 法
? 单电极加工形状简单、精度要求不
高的型腔
? 单电极摇动完成型腔的粗、中、精
加工
18
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电极材料
常用电极
材料种类
电极材料
的选用
应选择损耗小、加工过程稳
定、生产率高、机械加工性
能良好、来源丰富、价格低
廉的材料作电极材料
表
? 型腔加工常用电极材料主要是石墨和
?电火花穿孔：紫铜、铸铁、钢等。
紫铜。紫铜组织致密，适用于形状复杂
轮廓清晰、精度要求较高模具。石墨电
极容易成形，密度小，宜作大、中
型电极
19
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电规准的选
择与转换
粗规准
中规准
精规准
电规准是电火花加工中所选用的一组
电脉冲参数。 电规准应根据工件的加
工要求、电极和工件材料、加工的工
艺指标等因素来选择。 通常要用几个
规准才能完成凹模型孔 或型腔模型腔
加工的全过程
粗规准主要用于粗加工。一般采用较大
的电流峰值，较长的脉冲宽度
中规准是粗、精加工间过渡性的电规准，
中等大小的电流峰值和脉冲宽度
精规准 用来进行精加工，采用小的电流
峰值、高频率和短的脉冲宽度
20
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电极的装夹和校正
常用的电极夹具
用直角尺、百分表测定电极垂直度
按电极固定板基准面校正电极
图
图
图
21
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
课堂讨论 电机风叶塑料模 图 2
1.分析零件图
2.选择电极的材料
3.选择加工方式
4.加工中应注意的其它问题
图 1
电火花加工如图 电机风叶塑料 模型腔，已知材料为
45号钢，型腔表面粗糙度 Ra＝ 2.5μm, 讨论以下问题,
22
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
机
床
电火花线切割加工是在电火花成形加工基础上发展起来的，它
是用线状电极（钼丝或铜丝）通过火花放电对工件进行切割。
电火花线切割加工机床 根据电极丝运行速度不同分为快走丝和
慢走丝两种机床，其组成主要包括,
?机床主体,包括床身、坐标工作台、走丝机构等
?脉冲电源,把交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流
? 控制系统,控制机床运动
?工作液循环系统,提供清洁的、有一定压力的工作液
23
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
原
理
线切割加工的基本原理与电
火花成形加工相同，但加工方式
不同，它是用细金属丝作电极。
线切割加工时，线电极一方面相
对于工件不断地移动 (慢速走丝
是单向移动，快速走丝是往返移
动 )，另一方面，装夹工件的十
字工作台，由数控伺服电动机驱
动，在 x,y轴方向实现切割进给，
使线电极沿加工图形的轨迹运动
对工件进行切割加工。
24
第六章 数控电火花加工工艺
? 适合于机械加工方法难于加工的材料
的加工，如淬火钢、硬质合金、耐热
合金等。
? 以金属线为工具电极，节约了电极设
计和制造费用和时间，能方便地加工
形状复杂的外形和通孔，能进行套料
加工。
? 冲模加工的凸凹模间隙可以任意调节
电
火
花
线
切
割
加
工
特
点
应
用
优点
电火花线切割加工的特点
缺点
? 被加工材料必须导电
? 不能加工盲孔
25
第六章 数控电火花加工工艺
线切割广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具
零件、样板、各种形状复杂的细小零件、窄缝等。
如形状复杂、带有尖角窄缝的小型凹模的型孔可
采用整体结构在淬火后加工，既能保证模具精度，
也可简化模具设计和制造。此外，电火花线切割
还可加工除盲孔以外的其它难加工的金属零件
电
火
花
线
切
割
加
工
特
点
应
用
电火花线切割加工的应用
26
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
特
点
应
用
电火花线切割加工的应用实例
各种零件的加工 冷冲凸模的加工
棱锥体形件
多孔窄缝加工
27
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
电火花线切割加工工艺指标
切割
速度
切割
精度
表面粗
糙度
即单位时间内电极丝中心线在工件上切过的
面积总和，快走丝线为 40~80mm2／ min,慢
走丝可达 350mm2／ min
快走丝线切割加工的 Ra值一般为 1.25~2.5μm
慢走丝线切割的 Ra值可达 0.3μm
快走丝线切割精度可达一般为± 0.015~0.02
mm； 慢走丝线切割精度可达± 0.001mm左右
28
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
影响工艺指标的主要因素
主要电
参数
线电极
工件
厚度
1）峰值电流
2）脉冲宽度
3）脉冲间隔
工件太薄，电极丝易产生抖动，对加工精度和
表面粗糙度不利 。工件太厚，工作液难于进入
和充满放电间隙，加工稳定性差
1）直径,
2)走丝速度
29
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
线 切割加工工艺过程
分
析l
零
件
图
指
定
工
艺
路
线
选配工作液
模
坯
准
备
确定切割路线
机械加工基准凹
模型孔漏料部分
、螺钉孔、销钉
孔、穿丝孔等
计算偏移量 编 制 程 序
淬
火
回
火
磨
削
基
准
面
退
磁
线
切
割
确定电极丝 选择电参数
30
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
零件工艺分析 线电极轨迹与加工面
距离 l=d／ 2+δ
尖角和
凹角尺
寸分析 线电极轨迹,零件凹角半径,
R1≥l=d／ 2+δ
零件尖角半径,
R2= R1— Z/2
精度和表面
粗糙度的分析 加工精度和表面粗糙度应符合要求
31
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
线电极的选择
一般情况下，快速走丝机床常用钼丝作线电极,
钨丝或其它昂贵金属丝因成本高而很少用，其
它线材因抗拉强度低，在快速走丝机床上不能
使用。慢速走丝机床上则可用各种铜丝、铁丝,
专用合金丝以及镀层 (如镀锌等 )的电极丝
32
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
穿丝孔的确定 直径一般￠ 3～ 10mm
为使切割轨迹短和更于编程，穿丝孔应设
在边角处,在已知坐标尺寸的交点处或型
孔中心
为避免将坯件外形切断引起变形,
应在坯料内打穿丝孔
凹模、孔
类零件
凸模类
零件
穿丝孔
的尺寸
33
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
工件校正和装夹 ? 夹具定位 ?用百分表找正
悬臂式
两端支
撑 式
桥式支
撑 式
工件的
校正
工件的装
夹方式
34
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
线电极位置的校正
目视法
火花法
自动法 利用机床自动找正功能找孔中心
利用线电极与工件在一定间
隙时发生火花放电来确定线
电极的坐标位置
直接利用目视或借助于放大
镜来确定线电极的坐标位置
35
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
课堂讨论
线切割加工如图凹模刃口尺寸，已知材料为 Cr12,
已知凸凹模双面间隙为 0.01～ 0.02 mm。 讨论以下问题,
落料模凹模
1.分析零件图
2.选择线电极的材料和尺寸
3.确定穿丝孔的位置
4.加工过程中应注意的问题
36
第六章 数控电火花加工工艺
37
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电火花穿孔加工图
g— 入电间隙 z— 裁间隙 g=z
38
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
型腔加工工艺方法图 单电极摇动加工
多电极加工
１－模具
２ －精加工后的型腔
３－中加工后的型腔
４－粗加工后的型腔
基本摇动 模式
锥度摇动模式
39
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
常 用 电 极 材 料
电极材料
电火花加工性能 机械加
工性能 说 明 加工稳定性 电极损耗
钢 较差 中等 好 在选择电参数时应注意加工的稳定性
铸 铁 一般 中等 好
石 墨 尚好 较小 尚好 机械强度较差，易崩角
黄 铜 好 大 尚好 电极损耗太大
紫 铜 好 较小 尚好 磨削困难
铜钨合金 好 小 尚好 价格贵，多用于深孔、直壁孔、硬质合金穿孔
银钨合金 好 小 尚好 价格昂贵，用于精密及有特殊要求的加工
40
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
常用电极夹具
电极柄
钻
夹
头
U形夹头 电极套筒
管
状
电
极
夹
头
41
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
用直角尺、百分表测定 人工校正一般以工
作台面 x,y水平方
向为基准，用百分
表、千分表、块规
或角尺, 在电极横、
纵 (即 x,y方向 )两个
方向作垂直校正和
水平校正，保证电
极轴线与主轴进给
轴线一致，保证电
极工艺基准与工作
台面 x,y基准平行。 用直角尺测定 电极垂直度 用百分表测定 电极垂直度
42
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
按电极固定板基准面校正电极
在制造电极时电极
轴线必须与电极固
定板基准面垂直，
校正时用百分表保
证固定板基准面与
工作台平行，保证
电极与工件对正。
43
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
模
具
外
观
图
44
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电极图
模
具
零
件
图
45
第六章 数控电火花加工工艺
数
控
电
火
花
线
切
割
加
工
这类机床的电极丝作高速往复
运动，一般走丝速度为 8～ 10m／
s,这是我国生产和使用的主要机
种，也是我国独创的电火花线切
割加工模式。
快走丝线切割机床 慢走丝线切割机床
这类机床的电极丝作低速
单向运动，一般走丝速度低于
0,2m／ s,这是国外生产和使
用的主要机种。
46
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
悬臂支撑方式
悬臂支撑方式装夹
方便、通用性强,
但工件平面与工作
台面找平困难，工
件受力时位置易变
化。因此，只在工
件加工要求低或悬
臂部分小的情况下
使用。
47
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
两端支撑方式
两端支撑方式是
将工件两端固定
在夹具上。用这
种方式装夹方便,
稳定，定位精度
高。但不适于装
夹较小的工件。
48
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
桥式支撑支式
是在两端支撑的夹
具上两块支撑垫铁。
桥式支撑方式件方
便，对大、中、小
型工件都适用。
49
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
材料,Cr12
热处理硬度,60～ 64HRC
落
料
模
凹
模
图
第六章 数控电火花加工工艺
电火花加工又称放电加工 （ Electrical
Discharge Machining 简称 EDM）, 按加工
方式不同电火花加工又分为电火花成形加
工, 电火花线切割加工, 电火花高速小孔
加工, 电火花磨削, 电火花同步共轭回转
加工和电火花表面强化与刻字等六种 。
这里我们只学习工厂应用较普遍的电火
花成形加工, 电火花线切割加工的加工原
理, 特点, 应用和工艺 。
2
第六章 数控电火花加工工艺
?电火花成形加工机床
?电火花成形加工原理
?电火花成形加工特点及应用
?影响电火花成形加工因素
?电火花线切割加工机床
?电火花线切割加工原理
?电火花线切割加工特点应用
?电火花线切割加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
机
床
3
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
机
床
?机床主体, 用于夹持工具电极及支承工件，保证它们的相对位
置，并实现电极在加工过程中的稳
定进给运动
?脉冲电源,把交流电流转换
成一定频率的单向脉冲电流
?伺服系统,使主轴作伺服进
给运动
?工作液循环系统,提供清
洁的、有一定压力的工作液
常见的电火花成形加工机床由机床主体、脉冲电源、伺服系统、
工作液循环系统等几个部分组成。
电
火
花
成
型
加
工
机
床
4
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
原
理
?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
?脉冲波形是单向的
?放电必须在具在有一定绝
缘性能的液体介质中进行
?有足够的脉冲放电能量，
以保证放电部位的金属被
熔化或气化
电火花成形加工的基本原理是基于工具和工件（正、负电极）
之间脉冲火花放电时的电腐蚀现象来蚀除多余的金属，以达到对零
件的尺寸、形状及表面质量预定的加工要求
电
火
花
成
形
加
工
的
条
件 脉冲电流波形图
5
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
原
理
自动进给调节装置能使工件和工具电极保持给定的放电间隙。脉冲电源输出的电
压加在液体介质中的工件和工具电极 (以下简称电极 )上，当电压升高到液体介质的击
穿电压时，会使液体介质在绝缘强度最低处被击穿，产生火花放电。瞬间高温使工件
和电极表面都被蚀除掉一小块材料，形成小的凹坑。
一次脉冲放电之后，两极间的电压急剧下降到接近于零，间隙中的电介质立即恢复
到绝缘状态。此后，两极间的电压再次升高，又在另一处绝缘强度最小的地方重复上
述放电过程。多次脉冲放电的结果，使整个被加工表面由无数小的放电凹坑构成。
电
火
花
成
形
加
工
原
理
6
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
原
理
电极
工件
工作液
电子
初始状态 介质电离、击穿，形成放电通道 火花放电产生熔化、气化、热膨胀
抛出蚀除物 间隙介质消电离（恢复绝缘状态）
7
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
原
理
极性效应
概念
产生
原因
火花放电时电极和工件都会被蚀除掉，
但蚀除的速度是不同的，这种现象称为
极性效应
? 由于电子的质量小、离子质量大，
它们在电场力作用下轰击阳极和阴极
的能量不同。
? 长脉冲加工时, 正离子对负极的轰击
能量大，工件接正极（称正极性加
工）。 短脉冲加工时正好相反
极
性
效
应
愈
显
著
愈
好
！
8
第六章 数控电火花加工工艺
? 适合于机械加工方法难于加工的材料的加
工，如淬火钢、硬质合金、耐热合金等。
? 可加工特小孔、深孔、窄缝及复杂形状的
零件，如各种型孔、立体曲面、复杂形状
的工件,小孔、深孔、窄缝等
电
火
花
成
形
加
工
特
点
及
应
用
优点
电火花成形加工的特点
缺点 ? 只能加工导电工件
? 加工速度慢
? 由于存在电极损耗，加工精度受限制
9
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
特
点
及
应
用
电火花成形加工的特点举例
1.没有机械力施加在工件上
传统加工需要的较大的夹紧力
EDM只须很小的夹紧力
2.不受工件材料硬度等方面的限制
传统加工受工件材料硬度限制 EDM不受工件材料硬度限制 传统加工不可能获得直角 EDM很容易获得直角
10
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
特
点
及
应
用
? 电火花成形加工主要用于电火花穿孔（用电火花成形加工方法加工
通孔）和电火花型腔加工。
? 电火花穿孔加工：主要用于加工冲模和各种异形孔。
? 电火花型腔加工：主要用于加工各类型腔模和各类复杂的型腔零
件。
型腔加工属于盲孔加工，金属蚀除量大，工作液循环困难，电
蚀产物排除条件差，电极损耗不能用增加电极长度和进给来补偿；
加工面积大，加工过程中要求电规准的调节范围也较大；型腔复杂，
电极损耗不均匀，影响加工精度。
电火花成形加工的应用
11
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
特
点
及
应
用
电火花成型加工应用举例
花纹、文字加工
冷冲模穿孔加工 型腔加工
窄缝深槽加工
12
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
特
点
及
应
用
电火花成型加工应用举例
这是大量生产的塑料勺子示意图
1.首先进行产品设计,然后按照设
计的图样制作铜电极
2,铜电极安装到 EDM机床上,作
为塑料凹模的工件也安装到工作
台上
13
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
特
点
及
应
用
电火花成型加工应用举例
3.利用火花放电原理加工
4.完成凹模的加工
5,凸凹模分别安装到注塑机上,及
可生产出合格的塑料产品
14
第六章 数控电火花加工工艺
影
响
电
火
花
成
形
加
工
因
素
影响加工速度
的因素
影响加工精度
的因素
影响表面质量
的因素
? 矩形脉冲的峰值电流、脉冲宽度和脉间 ；
? 工件材料、工作液
? 机床精度、工件的装夹精度、电极制造及
装夹精度
? 放电间隙、电极损耗和加工斜度
? 脉冲宽度
? 峰值电流
15
第六章 数控电火花加工工艺
影
响
电
火
花
成
形
加
工
因
素
工件表面粗糙度取决于火花的大小。如果放电能量大，
则表面粗糙度大，另一方面，切割速度加快 如果火花放电能量小，工件表面粗糙度则细。但切割速度将变慢
电火花加工获得的不同表面粗糙度的表面
16
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电火花冷冲模穿孔加工工艺方法
将凸模加长作电极，加工后去掉加长部分
凸模的加长部分选用与凸模不同的材料,
如铸铁、铜等粘接或钎焊在凸模上，与凸模一
起加工，以粘接或钎焊部分作穿孔电极的工作
部分。当凸、凹模配合间隙很小不好直接保证
放电间隙时时，可将电极的工作部分用化学浸
蚀法蚀除一层金属，反之，可以用电镀法将电
极工作部位的断面尺寸均匀扩大以满足加工时
的间隙要求
直接法
混合法
穿孔加工图
17
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电火花型腔加工工艺方法
用多个电极，依次更换加工同一个
型腔，用于精密型腔加工
根据型腔的几何形状，把电极分解成
若干个，用主型腔电极加工型腔主要
部分，再用副型腔电极加工出尖角,
窄缝型腔等部位
图片
单电
极法
多电
极 法
分解电
极 法
? 单电极加工形状简单、精度要求不
高的型腔
? 单电极摇动完成型腔的粗、中、精
加工
18
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电极材料
常用电极
材料种类
电极材料
的选用
应选择损耗小、加工过程稳
定、生产率高、机械加工性
能良好、来源丰富、价格低
廉的材料作电极材料
表
? 型腔加工常用电极材料主要是石墨和
?电火花穿孔：紫铜、铸铁、钢等。
紫铜。紫铜组织致密，适用于形状复杂
轮廓清晰、精度要求较高模具。石墨电
极容易成形，密度小，宜作大、中
型电极
19
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电规准的选
择与转换
粗规准
中规准
精规准
电规准是电火花加工中所选用的一组
电脉冲参数。 电规准应根据工件的加
工要求、电极和工件材料、加工的工
艺指标等因素来选择。 通常要用几个
规准才能完成凹模型孔 或型腔模型腔
加工的全过程
粗规准主要用于粗加工。一般采用较大
的电流峰值，较长的脉冲宽度
中规准是粗、精加工间过渡性的电规准，
中等大小的电流峰值和脉冲宽度
精规准 用来进行精加工，采用小的电流
峰值、高频率和短的脉冲宽度
20
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电极的装夹和校正
常用的电极夹具
用直角尺、百分表测定电极垂直度
按电极固定板基准面校正电极
图
图
图
21
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
课堂讨论 电机风叶塑料模 图 2
1.分析零件图
2.选择电极的材料
3.选择加工方式
4.加工中应注意的其它问题
图 1
电火花加工如图 电机风叶塑料 模型腔，已知材料为
45号钢，型腔表面粗糙度 Ra＝ 2.5μm, 讨论以下问题,
22
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
机
床
电火花线切割加工是在电火花成形加工基础上发展起来的，它
是用线状电极（钼丝或铜丝）通过火花放电对工件进行切割。
电火花线切割加工机床 根据电极丝运行速度不同分为快走丝和
慢走丝两种机床，其组成主要包括,
?机床主体,包括床身、坐标工作台、走丝机构等
?脉冲电源,把交流电流转换成一定频率的单向脉冲电流
? 控制系统,控制机床运动
?工作液循环系统,提供清洁的、有一定压力的工作液
23
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
原
理
线切割加工的基本原理与电
火花成形加工相同，但加工方式
不同，它是用细金属丝作电极。
线切割加工时，线电极一方面相
对于工件不断地移动 (慢速走丝
是单向移动，快速走丝是往返移
动 )，另一方面，装夹工件的十
字工作台，由数控伺服电动机驱
动，在 x,y轴方向实现切割进给，
使线电极沿加工图形的轨迹运动
对工件进行切割加工。
24
第六章 数控电火花加工工艺
? 适合于机械加工方法难于加工的材料
的加工，如淬火钢、硬质合金、耐热
合金等。
? 以金属线为工具电极，节约了电极设
计和制造费用和时间，能方便地加工
形状复杂的外形和通孔，能进行套料
加工。
? 冲模加工的凸凹模间隙可以任意调节
电
火
花
线
切
割
加
工
特
点
应
用
优点
电火花线切割加工的特点
缺点
? 被加工材料必须导电
? 不能加工盲孔
25
第六章 数控电火花加工工艺
线切割广泛用于加工硬质合金、淬火钢模具
零件、样板、各种形状复杂的细小零件、窄缝等。
如形状复杂、带有尖角窄缝的小型凹模的型孔可
采用整体结构在淬火后加工，既能保证模具精度，
也可简化模具设计和制造。此外，电火花线切割
还可加工除盲孔以外的其它难加工的金属零件
电
火
花
线
切
割
加
工
特
点
应
用
电火花线切割加工的应用
26
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
特
点
应
用
电火花线切割加工的应用实例
各种零件的加工 冷冲凸模的加工
棱锥体形件
多孔窄缝加工
27
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
电火花线切割加工工艺指标
切割
速度
切割
精度
表面粗
糙度
即单位时间内电极丝中心线在工件上切过的
面积总和，快走丝线为 40~80mm2／ min,慢
走丝可达 350mm2／ min
快走丝线切割加工的 Ra值一般为 1.25~2.5μm
慢走丝线切割的 Ra值可达 0.3μm
快走丝线切割精度可达一般为± 0.015~0.02
mm； 慢走丝线切割精度可达± 0.001mm左右
28
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
影响工艺指标的主要因素
主要电
参数
线电极
工件
厚度
1）峰值电流
2）脉冲宽度
3）脉冲间隔
工件太薄，电极丝易产生抖动，对加工精度和
表面粗糙度不利 。工件太厚，工作液难于进入
和充满放电间隙，加工稳定性差
1）直径,
2)走丝速度
29
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
线 切割加工工艺过程
分
析l
零
件
图
指
定
工
艺
路
线
选配工作液
模
坯
准
备
确定切割路线
机械加工基准凹
模型孔漏料部分
、螺钉孔、销钉
孔、穿丝孔等
计算偏移量 编 制 程 序
淬
火
回
火
磨
削
基
准
面
退
磁
线
切
割
确定电极丝 选择电参数
30
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
零件工艺分析 线电极轨迹与加工面
距离 l=d／ 2+δ
尖角和
凹角尺
寸分析 线电极轨迹,零件凹角半径,
R1≥l=d／ 2+δ
零件尖角半径,
R2= R1— Z/2
精度和表面
粗糙度的分析 加工精度和表面粗糙度应符合要求
31
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
线电极的选择
一般情况下，快速走丝机床常用钼丝作线电极,
钨丝或其它昂贵金属丝因成本高而很少用，其
它线材因抗拉强度低，在快速走丝机床上不能
使用。慢速走丝机床上则可用各种铜丝、铁丝,
专用合金丝以及镀层 (如镀锌等 )的电极丝
32
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
穿丝孔的确定 直径一般￠ 3～ 10mm
为使切割轨迹短和更于编程，穿丝孔应设
在边角处,在已知坐标尺寸的交点处或型
孔中心
为避免将坯件外形切断引起变形,
应在坯料内打穿丝孔
凹模、孔
类零件
凸模类
零件
穿丝孔
的尺寸
33
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
工件校正和装夹 ? 夹具定位 ?用百分表找正
悬臂式
两端支
撑 式
桥式支
撑 式
工件的
校正
工件的装
夹方式
34
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
线电极位置的校正
目视法
火花法
自动法 利用机床自动找正功能找孔中心
利用线电极与工件在一定间
隙时发生火花放电来确定线
电极的坐标位置
直接利用目视或借助于放大
镜来确定线电极的坐标位置
35
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
课堂讨论
线切割加工如图凹模刃口尺寸，已知材料为 Cr12,
已知凸凹模双面间隙为 0.01～ 0.02 mm。 讨论以下问题,
落料模凹模
1.分析零件图
2.选择线电极的材料和尺寸
3.确定穿丝孔的位置
4.加工过程中应注意的问题
36
第六章 数控电火花加工工艺
37
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电火花穿孔加工图
g— 入电间隙 z— 裁间隙 g=z
38
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
型腔加工工艺方法图 单电极摇动加工
多电极加工
１－模具
２ －精加工后的型腔
３－中加工后的型腔
４－粗加工后的型腔
基本摇动 模式
锥度摇动模式
39
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
常 用 电 极 材 料
电极材料
电火花加工性能 机械加
工性能 说 明 加工稳定性 电极损耗
钢 较差 中等 好 在选择电参数时应注意加工的稳定性
铸 铁 一般 中等 好
石 墨 尚好 较小 尚好 机械强度较差，易崩角
黄 铜 好 大 尚好 电极损耗太大
紫 铜 好 较小 尚好 磨削困难
铜钨合金 好 小 尚好 价格贵，多用于深孔、直壁孔、硬质合金穿孔
银钨合金 好 小 尚好 价格昂贵，用于精密及有特殊要求的加工
40
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
常用电极夹具
电极柄
钻
夹
头
U形夹头 电极套筒
管
状
电
极
夹
头
41
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
用直角尺、百分表测定 人工校正一般以工
作台面 x,y水平方
向为基准，用百分
表、千分表、块规
或角尺, 在电极横、
纵 (即 x,y方向 )两个
方向作垂直校正和
水平校正，保证电
极轴线与主轴进给
轴线一致，保证电
极工艺基准与工作
台面 x,y基准平行。 用直角尺测定 电极垂直度 用百分表测定 电极垂直度
42
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
按电极固定板基准面校正电极
在制造电极时电极
轴线必须与电极固
定板基准面垂直，
校正时用百分表保
证固定板基准面与
工作台平行，保证
电极与工件对正。
43
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
模
具
外
观
图
44
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
成
形
加
工
工
艺
电极图
模
具
零
件
图
45
第六章 数控电火花加工工艺
数
控
电
火
花
线
切
割
加
工
这类机床的电极丝作高速往复
运动，一般走丝速度为 8～ 10m／
s,这是我国生产和使用的主要机
种，也是我国独创的电火花线切
割加工模式。
快走丝线切割机床 慢走丝线切割机床
这类机床的电极丝作低速
单向运动，一般走丝速度低于
0,2m／ s,这是国外生产和使
用的主要机种。
46
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
悬臂支撑方式
悬臂支撑方式装夹
方便、通用性强,
但工件平面与工作
台面找平困难，工
件受力时位置易变
化。因此，只在工
件加工要求低或悬
臂部分小的情况下
使用。
47
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
两端支撑方式
两端支撑方式是
将工件两端固定
在夹具上。用这
种方式装夹方便,
稳定，定位精度
高。但不适于装
夹较小的工件。
48
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
桥式支撑支式
是在两端支撑的夹
具上两块支撑垫铁。
桥式支撑方式件方
便，对大、中、小
型工件都适用。
49
第六章 数控电火花加工工艺
电
火
花
线
切
割
加
工
工
艺
材料,Cr12
热处理硬度,60～ 64HRC
落
料
模
凹
模
图
