电火花加工的特点与应用

4.1.2　电火花加工的特点与应用

1．电火花加工的优点

电火花加工具有许多优点：由于电火花加工是一种非接触性的电蚀加工，没有传统机械加工中刀具与工件间的巨大的切削力的相互作用，所以可以发挥它的这一特点来完成传统切削加工所不能够完成的许多加工。

（1）以软制硬　电火花加工是利用火花放电的电离、蚀除、爆炸效应来去除工件材料的，由于加工时不产生巨大的切削力，可以利用较软的电极材料来复映加工各种高强度、高硬度的难加工材料的几何形状。例如，硬质合金、耐热合金、淬火钢、不锈钢、磁钢和金属陶瓷类等难加工材料，甚至可以加工像聚晶金刚石、立方氮化硼这一类的超硬材料。

（2）无夹紧变形和切削力变形　由于电火花加工中没有巨大的切削力的作用，所以可以利用电火花加工手段来加工各种刚性很差的薄壁类、弹性类、狭深类工件。

（3）无高速的主运动　由于电火花加工没有传统切削加工所必需的高速主运动，所以可以直接利用电极的形状复映加工作用，对各种不贯通的盲孔、型孔、型腔进行复映加工。所以，电火花加工非常适合于在模具制造业中对各种复杂型腔模、冲模、挤压模、压铸模进行加工。

2．电火花加工的缺点和局限性

（1）主要应用于加工导电材料　由于被加工工件需要作为电加工中的一个电极，所以电火花加工的工件材料必须具有导电性，虽然在一定条件下也可以加工半导体和非导体材料，但目前，电火花加工主要还是应用于加工金属等导电材料。

（2）加工速度较慢　电火花加工的蚀除速度比较慢，因此通常诸多情况下是首先采用切削加工手段来去除工件的大部分余量，然后再进行电火花加工，以求提高生产率。

（3）电极损耗会影响加工精度　由于电火花加工中，电极会同时发生损耗，并且，电极的损耗多集中在电场强度较大的尖角突出部位，容易影响工件的成型精度。

（4）加工表面具有变质层甚至微裂纹等缺陷　电火花加工表面极容易形成变质层，严重的有时会在变质层的表面产生微裂纹，引起复杂的应力分布，不利于表面的形状稳定，微裂纹还会严重影响到零件的疲劳强度。所以，对于有长期稳定形状要求的高精度工件，需要在电火花加工后再进行去应力处理和最终精细加工。

由于电火花加工具有许多传统切削加工所无法比拟的优点，因此其应用领域日益扩大，目前已广泛应用于机械（特别是模具制造）、宇航、航空、电子、电机电器、精密机械、仪器仪表、汽车拖拉机、轻工等行业，以解决难加工材料及复杂形状零件的加工问题。加工范围已达到小至几微米的小轴和微孔、缝隙，大到几米的超大型模具和零件。

3．电火花加工的应用

电火花成型加工的工件对象如图4-7所示，其中，如图4-7（a）所示为通过成型电极的径向摆动来成型具有内凹型腔的模具零件；如图4-7（b）为通过电极的回转和工作台的成型移动来加工复杂的外轮廓；如图4-7（c）表示利用三轴插补来成型复杂立体形面；如图4-7（d）所示是用成型电极直接成型复杂型腔；如图4-7（e）所示表示借助于工件的转位，可以进行复杂柱面内容的复制加工。

由图可以看出，电火花成形加工的对象，经常是一些具有复杂的曲线形面的形腔与盲孔，所以，那些硬度极高并具有复杂几何形面的模具凹模就成为电火花成形加工工艺的首选对象。

电火花线切割加工的工件对象如图4-8和图4-9所示，线切割加工的腔体必须是通孔，以便于线电极丝穿过通孔进行切割加工。所以电火花线切割的主要对象是那些普通刀具所难以加工的窄槽、缝隙、型孔类的模具零件。

图4-7　电火花成型加工的工件

图4-8　电火花线切割加工的工件1

图4-9　电火花线切割加工的工件2