第二章 電火花加工加工技術(shù)

第二章電火花加工的基本原理及設(shè)備2.1電火花加工的物理本質(zhì)及特點2.2電火花加工機床簡介2.3電火花加工方法及加工工藝2.4電火花加工準備工作習(xí)題2.1電火花加工的物理本質(zhì)及特點

2.1.1電火花加工的物理本質(zhì) 電火花加工基于電火花腐蝕原理，是在工具電極與工件電極相互靠近時，極間形成脈沖性火花放電，在電火花通道中產(chǎn)生瞬時高溫，使金屬局部熔化，甚至氣化，從而將金屬蝕除下來。那么兩電極表面的金屬材料是如何被蝕除下來的呢？這一過程大致分為以下幾個階段(如圖2-1所示)：圖2-1電火花加工原理

(1)極間介質(zhì)的電離、擊穿，形成放電通道(如圖2-1(a)所示)。工具電極與工件電極緩緩靠近，極間的電場強度增大，由于兩電極的微觀表面是凹凸不平的，因此在兩極間距離最近的A、B處電場強度最大。 工具電極與工件電極之間充滿著液體介質(zhì)，液體介質(zhì)中不可避免地含有雜質(zhì)及自由電子，它們在強大的電場作用下，形成了帶負電的粒子和帶正電的粒子，電場強度越大，帶電粒子就越多，最終導(dǎo)致液體介質(zhì)電離、擊穿，形成放電通道。放電通道是由大量高速運動的帶正電和帶負電的粒子以及中性粒子組成的。由于通道截面很小，通道內(nèi)因高溫?zé)崤蛎浶纬傻膲毫Ω哌_幾萬帕，高溫高壓的放電通道急速擴展，產(chǎn)生一個強烈的沖擊波向四周傳播。在放電的同時還伴隨著光效應(yīng)和聲效應(yīng)，這就形成了肉眼所能看到的電火花。

(2)電極材料的熔化、氣化熱膨脹(如圖2-1(b)、(c)所示)。液體介質(zhì)被電離、擊穿，形成放電通道后，通道間帶負電的粒子奔向正極，帶正電的粒子奔向負極，粒子間相互撞擊，產(chǎn)生大量的熱能，使通道瞬間達到很高的溫度。通道高溫首先使工作液氣化，然后高溫向四周擴散，使兩電極表面的金屬材料開始熔化直至沸騰氣化。氣化后的工作液和金屬蒸氣瞬間體積猛增，形成了爆炸的特性。所以在觀察電火花加工時，可以看到工件與工具電極間有冒煙現(xiàn)象，并聽到輕微的爆炸聲。

(3)電極材料的拋出(如圖2-1(d)所示)。正負電極間產(chǎn)生的電火花現(xiàn)象，使放電通道產(chǎn)生高溫高壓。通道中心的壓力最高，工作液和金屬氣化后不斷向外膨脹，形成內(nèi)外瞬間壓力差，高壓力處的熔融金屬液體和蒸汽被排擠，拋出放電通道，大部分被拋入到工作液中。仔細觀察電火花加工，可以看到桔紅色的火花四濺，這就是被拋出的高溫金屬熔滴和碎屑。

(4)極間介質(zhì)的消電離(如圖2-1(e)所示)。加工液流入放電間隙，將電蝕產(chǎn)物及殘余的熱量帶走，并恢復(fù)絕緣狀態(tài)。若電火花放電過程中產(chǎn)生的電蝕產(chǎn)物來不及排除和擴散，產(chǎn)生的熱量將不能及時傳出，使該處介質(zhì)局部過熱，局部過熱的工作液高溫分解、積炭，使加工無法繼續(xù)進行，并燒壞電極。因此，為了保證電火花加工過程的正常進行，在兩次放電之間必須有足夠的時間間隔讓電蝕產(chǎn)物充分排出，恢復(fù)放電通道的絕緣性，使工作液介質(zhì)消電離。

上述步驟(1)～(4)在一秒內(nèi)約數(shù)千次甚至數(shù)萬次地往復(fù)式進行，即單個脈沖放電結(jié)束，經(jīng)過一段時間間隔(即脈沖間隔)使工作液恢復(fù)絕緣后，第二個脈沖又作用到工具電極和工件上，又會在當時極間距離相對最近或絕緣強度最弱處擊穿放電，蝕出另一個小凹坑。這樣以相當高的頻率連續(xù)不斷地放電，工件不斷地被蝕除，故工件加工表面將由無數(shù)個相互重疊的小凹坑組成(如圖2-2所示)。所以電火花加工是大量的微小放電痕跡逐漸累積而成的去除金屬的加工方式。圖2-2電火花表面局部放大圖二、電火花加工的特點1、是不接觸加工，工具電極和工件之間有一個火花放電間隙（0.1~0.01mm）。2、加工過程中沒有宏觀切削力。3、可以“以柔克剛”。三、電火花加工分類2.1.2

電火花加工、電火花線切割加工的特點

1．共同特點

(1)二者的加工原理相同，都是通過電火花放電產(chǎn)生的熱來熔解去除金屬的，所以二者加工材料的難易與材料的硬度無關(guān)，加工中不存在顯著的機械切削力。

(2)二者的加工機理、生產(chǎn)率、表面粗糙度等工藝規(guī)律基本相似，可以加工硬質(zhì)合金等一切導(dǎo)電材料。

(3)最小角部半徑有限制。電火花加工中最小角部半徑為加工間隙，線切割加工中最小角部半徑為電極絲的半徑加上加工間隙。

2．不同特點

(1)從加工原理來看，電火花加工是將電極形狀復(fù)制到工件上的一種工藝方法(如圖2-3(a)所示)。在實際中可以加工通孔(穿孔加工)和盲孔(成型加工)(如圖2-3(b)、(c)所示)；而線切割加工是利用移動的細金屬導(dǎo)線(銅絲或鉬絲)做電極，對工件進行脈沖火花放電，切割成型的一種工藝方法，如圖2-4所示。圖2-3電火花加工圖2-4線切割加工

(2)從產(chǎn)品形狀角度看，電火花加工必須先用數(shù)控加工等方法加工出與產(chǎn)品形狀相似的電極；線切割加工中產(chǎn)品的形狀是通過工作臺按給定的控制程序移動而合成的，只對工件進行輪廓圖形加工，余料仍可利用。

(3)從電極角度看，電火花加工必須制作成型用的電極(一般用銅、石墨等材料制作而成)；線切割加工用移動的細金屬導(dǎo)線(銅絲或鉬絲)做電極。

(4)從電極損耗角度看，電火花加工中電極相對靜止，易損耗，故通常采用多個電極加工；而線切割加工中由于電極絲連續(xù)移動，使新的電極絲不斷地補充和替換在電蝕加工區(qū)受到損耗的電極絲，避免了電極損耗對加工精度的影響。

(5)從應(yīng)用角度看，電火花加工可以加工通孔、盲孔，特別適宜加工形狀復(fù)雜的塑料模具等零件的型腔以及刻文字、花紋等(如圖2-5(a)所示)；而線切割加工只能加工通孔，能方便地加工出小孔、形狀復(fù)雜的窄縫及各種形狀復(fù)雜的零件(如圖2-5(b)所示)。(a)電火花加工產(chǎn)品(b)線切割加工產(chǎn)品 圖2-5加工產(chǎn)品實例

2.1.3電火花加工的適用范圍1、可以加工任何難加工的金屬材料和導(dǎo)電材料。2、可以加工形狀復(fù)雜的表面。3、可以加工薄壁、彈性、低剛度、微細小孔、異形小孔深小孔等有特殊要求的零件。2.2電火花加工機床簡介

2.2.1機床型號、規(guī)格、分類 我國國標規(guī)定，電火花成型機床均用D71加上機床工作臺面寬度的1/10表示。例如D7132中，D表示電加工成型機床(若該機床為數(shù)控電加工機床，則在D后加K，即DK)；71表示電火花成型機床；32表示機床工作臺的寬度為320mm。 在中國大陸外，電火花加工機床的型號沒有采用統(tǒng)一標準，由各個生產(chǎn)企業(yè)自行確定，如日本沙迪克(Sodick)公司生產(chǎn)的A3R、A10R，瑞士夏米爾(Charmilles)技術(shù)公司的ROBOFORM20/30/35，臺灣喬懋機電工業(yè)股份有限公司的JM322/430，北京阿奇工業(yè)電子有限公司的SF100等。 電火花加工機床按其大小可分為小型(D7125以下)、中型(D7125～D7163)和大型(D7163以上)；按數(shù)控程度分為非數(shù)控、單軸數(shù)控和三軸數(shù)控。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，國外已經(jīng)大批生產(chǎn)三坐標數(shù)控電火花機床，以及帶有工具電極庫、能按程序自動更換電極的電火花加工中心，我國的大部分電加工機床廠現(xiàn)在也正開始研制生產(chǎn)三坐標數(shù)控電火花加工機床。

2.2.2電火花加工機床結(jié)構(gòu) 電火花加工機床主要由機床本體、脈沖電源、自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)、工作液過濾和循環(huán)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等部分組成，如圖2-6所示。圖2-6電火花機床間隙參考值增益設(shè)定控制裝置進給系統(tǒng)自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)比較器放大器間隙傳感器脈沖電源床身工作液循環(huán)過濾系統(tǒng)(a)原理圖(b)實物數(shù)控系統(tǒng)

1.機床本體 機床本體主要由床身、立柱、主軸頭及附件、工作臺等部分組成，是用以實現(xiàn)工件和工具電極的裝夾固定和運動的機械系統(tǒng)。床身、支柱、坐標工作臺是電火花機床的骨架，起著支承、定位和便于操作的作用。因為電火花加工宏觀作用力極小，所以對機械系統(tǒng)的強度無嚴格要求，但為了避免變形和保證精度，要求具有必要的剛度。主軸頭下面裝夾的電極是自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，其質(zhì)量的好壞將影響到進給系統(tǒng)的靈敏度及加工過程的穩(wěn)定性，進而影響工件的加工精度。 機床主軸頭和工作臺常有一些附件，如可調(diào)節(jié)工具電極角度的夾頭、平動頭、油杯等。主要介紹平動頭。 電火花加工時粗加工的電火花放電間隙比中加工的放電間隙要大，而中加工的電火花放電間隙比精加工的放電間隙又要大一些。當用一個電極進行粗加工時，將工件的大部分余量蝕除掉后，其底面和側(cè)壁四周的表面粗糙度很差，為了將其修光，就得轉(zhuǎn)換規(guī)準逐擋進行修整。但由于中、精加工規(guī)準的放電間隙比粗加工規(guī)準的放電間隙小，若不采取措施則四周側(cè)壁就無法修光了。平動頭就是為解決修光側(cè)壁和提高其尺寸精度而設(shè)計的。 平動頭是一個使裝在其上的電極能產(chǎn)生向外機械補償動作的工藝附件。當用單電極加工型腔時，使用平動頭可以補償上一個加工規(guī)準和下一個加工規(guī)準之間的放電間隙差。

平動頭的動作原理是：利用偏心機構(gòu)將伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動通過平動軌跡保持機構(gòu)轉(zhuǎn)化成電極上每一個質(zhì)點都能圍繞其原始位置在水平面內(nèi)作平面小圓周運動，許多小圓的外包絡(luò)線面積就形成加工橫截面積，如圖2-7所示，其中每個質(zhì)點運動軌跡的半徑就稱為平動量，其大小可以由零逐漸調(diào)大，以補償粗、中、精加工的電火花放電間隙δ之差，從而達到修光型腔的目的。具體平動頭的結(jié)構(gòu)及原理可以參考其他書籍。 目前，機床上安裝的平動頭有機械式平動頭和數(shù)控平動頭，其外形如圖2-8所示。機械式平動頭由于有平動軌跡半徑的存在，它無法加工有清角要求的型腔；而數(shù)控平動頭可以兩軸聯(lián)動，能加工出清棱、清角的型孔和型腔。圖2-7平動頭擴大間隙原理圖

(a)機械式平動頭(b)數(shù)控平動頭圖2-8平動頭外形 與一般電火花加工工藝相比較，采用平動頭電火花加工有如下特點：

(1)可以通過改變軌跡半徑來調(diào)整電極的作用尺寸，因此尺寸加工不再受放電間隙的限制。

(2)用同一尺寸的工具電極，通過軌跡半徑的改變，可以實現(xiàn)轉(zhuǎn)換電規(guī)準的修整，即采用一個電極就能由粗至精直接加工出一副型腔。

(3)在加工過程中，工具電極的軸線與工件的軸線相偏移，除了電極處于放電區(qū)域的部分外，工具電極與工件的間隙都大于放電間隙，實際上減小了同時放電的面積，這有利于電蝕產(chǎn)物的排除，提高加工穩(wěn)定性。

(4)工具電極移動方式的改變，可使加工的表面粗糙度大有改善，特別是底平面處。

2.脈沖電源 在電火花加工過程中，脈沖電源的作用是把工頻正弦交流電流轉(zhuǎn)變成頻率較高的單向脈沖電流，向工件和工具電極間的加工間隙提供所需要的放電能量以蝕除金屬。脈沖電源的性能直接關(guān)系到電火花加工的加工速度、表面質(zhì)量、加工精度、工具電極損耗等工藝指標。

脈沖電源輸入為380V、50Hz的交流電，其輸出應(yīng)滿足如下要求：

(1)要有一定的脈沖放電能量，否則不能使工件金屬氣化。 (2)火花放電必須是短時間的脈沖性放電，這樣才能使放電產(chǎn)生的熱量來不及擴散到其他部分，從而有效地蝕除金屬，提高成型性和加工精度。(3)脈沖波形是單向的，以便充分利用極性效應(yīng)，提高加工速度和降低工具電極損耗。(4)脈沖波形的主要參數(shù)(峰值電流、脈沖寬度、脈沖間歇等)有較寬的調(diào)節(jié)范圍，以滿足粗、中、精加工的要求。(5)有適當?shù)拿}沖間隔時間，使放電介質(zhì)有足夠時間消除電離并沖去金屬顆粒，以免引起電弧而燒傷工件。

電源的好壞直接關(guān)系到電火花加工機床的性能，所以電源往往是電火花機床制造廠商的核心機密之一。從理論上講，電源一般有如下幾種：

圖2-9RC線路脈沖電源1)RC（弛張式）脈沖電源

RC脈沖電源是最早使用的電源，它是利用電容器充電儲存電能，然后瞬時放出，形成火花放電來蝕除金屬的。因為電容器時而充電，時而放電，一弛一張，故又稱“弛張式”脈沖電源(如圖2-9所示)。由于這種電源是靠電極和工件間隙中的工作液的擊穿作用來恢復(fù)絕緣和切斷脈沖電流的，因此間隙大小、電蝕產(chǎn)物的排出情況等都影響脈沖參數(shù)，使脈沖參數(shù)不穩(wěn)定，所以這種電源又稱為非獨立式電源。弛張式脈沖電源結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便，加工精度較高，粗糙度值較小，但生產(chǎn)率低，電能利用率低，加工穩(wěn)定性差，故目前這種電源的應(yīng)用已逐漸減少。

2)晶體管脈沖電源晶體管脈沖電源是近年來發(fā)展起來的以晶體元件作為開關(guān)元件的用途廣泛的電火花脈沖電源，其輸出功率大，電規(guī)準調(diào)節(jié)范圍廣，電極損耗小，故適應(yīng)于型孔、型腔、磨削等各種不同用途的加工。晶體管脈沖電源已越來越廣泛地應(yīng)用在電火花加工機床上。

3)由晶體管脈沖電源派生的一些脈沖電源

①高低壓復(fù)合脈沖電源

②多回路脈沖電源

③等脈沖電源④高頻分組和梳形波脈沖電源⑤自選加工規(guī)準電源和智能化、自適應(yīng)控制電源

目前普及型(經(jīng)濟型)的電火花加工機床都采用高低壓復(fù)合的晶體管脈沖電源，中、高檔電火花加工機床都采用微機數(shù)字化控制的脈沖電源，而且內(nèi)部存有電火花加工規(guī)準的數(shù)據(jù)庫，可以通過微機設(shè)置和調(diào)用各擋粗、中、精加工規(guī)準參數(shù)。例如漢川機床廠、日本沙迪克公司的電火花加工機床，這些加工規(guī)準用C代碼(例如C320)表示和調(diào)用，三菱公司則用E代碼表示。

3.自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng) 在電火花成型加工設(shè)備中，自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)占有很重要的位置，它的性能直接影響加工穩(wěn)定性和加工效果。 電火花成型加工的自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要包含伺服進給系統(tǒng)和參數(shù)控制系統(tǒng)。伺服進給系統(tǒng)主要用于控制放電間隙的大小，而參數(shù)控制系統(tǒng)主要用于控制電火花成型加工中的各種參數(shù)(如放電電流、脈沖寬度、脈沖間隔等)，以便能夠獲得最佳的加工工藝指標等。

1)伺服進給系統(tǒng)的作用及要求 在電火花成型加工中，電極與工件必須保持一定的放電間隙。由于工件不斷被蝕除，電極也不斷地損耗，故放電間隙將不斷擴大。如果電極不及時進給補償，放電過程會因間隙過大而停止。反之，間隙過小又會引起拉弧燒傷或短路，這時電極必須迅速離開工件，待短路消除后再重新調(diào)節(jié)到適宜的放電間隙。在實際生產(chǎn)中，放電間隙變化范圍很小，且與加工規(guī)準、加工面積、工件蝕除速度等因素有關(guān)，因此很難靠人工進給，也不能像鉆削那樣采用“機動”、等速進給，而必須采用伺服進給系統(tǒng)。這種不等速的伺服進給系統(tǒng)也稱為自動進給調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

伺服進給系統(tǒng)一般有如下要求：

(1)有較廣的速度調(diào)節(jié)跟蹤范圍。

(2)有足夠的靈敏度和快速性。

(3)有較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。 伺服進給系統(tǒng)種類較多，伺服進給系統(tǒng)可參考其相關(guān)資料。

4.工作液過濾和循環(huán)系統(tǒng) 電火花加工中的蝕除產(chǎn)物，一部分以氣態(tài)形式拋出，其余大部分是以球狀固體微粒分散地懸浮在工作液中，直徑一般為幾微米。隨著電火花加工的進行，蝕除產(chǎn)物越來越多，充斥在電極和工件之間，或粘連在電極和工件的表面上。蝕除產(chǎn)物的聚集，會與電極或工件形成二次放電。這就破壞了電火花加工的穩(wěn)定性，降低了加工速度，影響了加工精度和表面粗糙度。為了改善電火花加工的條件，一種辦法是使電極振動，以加強排屑作用；另一種辦法是對工作液進行強迫循環(huán)過濾，以改善間隙狀態(tài)。 工作液強迫循環(huán)過濾是由工作液循環(huán)過濾器來完成的。電火花加工用的工作液過濾系統(tǒng)包括工作液泵、容器、過濾器及管道等，使工作液強迫循環(huán)。圖2-11是工作液循環(huán)系統(tǒng)油路圖，它既能實現(xiàn)沖油，又能實現(xiàn)抽油。其工作過程是：儲油箱的工作液首先經(jīng)過粗過濾器l，經(jīng)單向閥2吸入油泵3，這時高壓油經(jīng)過不同形式的精過濾器7輸向機床工作液槽，溢流安全閥5使控制系統(tǒng)的壓力不超過400kPa，補油閥11為快速進油用。待油注滿油箱時，可及時調(diào)節(jié)沖油選擇閥10，由閥8來控制工作液循環(huán)方式及壓力。當閥10在沖油位置時，補油沖油都不通，這時油杯中油的壓力由閥8控制；當閥10在抽油位置時，補油和抽油兩路都通，這時壓力工作液穿過射流抽吸管9，利用流體速度產(chǎn)生負壓，達到實現(xiàn)抽油的目的。圖2-11工作液循環(huán)系統(tǒng)油路圖

5.數(shù)控系統(tǒng)

1)數(shù)控電火花機床的類型 數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定除了直線移動的X、Y、Z三個坐標軸系統(tǒng)外，還有三個轉(zhuǎn)動的坐標系統(tǒng)，即繞X軸轉(zhuǎn)動的A軸，繞Y軸轉(zhuǎn)動的B軸，繞Z軸轉(zhuǎn)動的C軸。若機床的Z軸可以連續(xù)轉(zhuǎn)動但不是數(shù)控的，如電火花打孔機，則不能稱為C軸，只能稱為R軸。 根據(jù)機床的數(shù)控坐標軸的數(shù)目，目前常見的數(shù)控機床有三軸數(shù)控電火花機床、四軸三聯(lián)動數(shù)控電火花機床、四軸聯(lián)動或五軸聯(lián)動甚至六軸聯(lián)動電火花加工機床。三軸數(shù)控電火花加工機床的主軸Z和工作臺X、Y都是數(shù)控的。從數(shù)控插補功能上講，又將這類型機床細分為三軸兩聯(lián)動機床和三軸三聯(lián)動機床。 三軸兩聯(lián)動是指X、Y、Z三軸中，只有兩軸(如X、Y軸)能進行插補運算和聯(lián)動，電極只能在平面內(nèi)走斜線和圓弧軌跡(電極在Z軸方向只能作伺服進給運動，但不是插補運動)。三軸三聯(lián)動系統(tǒng)的電極可在空間作X、Y、Z方向的插補聯(lián)動(例如可以走空間螺旋線)。 四軸三聯(lián)動數(shù)控機床增加了C軸，即主軸可以數(shù)控回轉(zhuǎn)和分度。 現(xiàn)在部分數(shù)控電火花機床還帶有工具電極庫，在加工中可以根據(jù)事先編制好的程序，自動更換電極。

2)數(shù)控電火花機床的數(shù)控系統(tǒng)工作原理

①ISO代碼

數(shù)控電火花機床能實現(xiàn)工具電極和工件之間的多種相對運動，可以用來加工多種較復(fù)雜的型腔。目前，絕大部分電火花數(shù)控機床采用國際上通用的ISO代碼進行編程、程序控制、數(shù)控搖動加工等，具體內(nèi)容如下：

(ISO代碼編程ISO代碼是國際標準化機構(gòu)制定的用于數(shù)控編碼和程序控制的一種標準代碼。代碼主要有G指令(即準備功能指令)和M指令(即輔助功能指令)，具體見表2-1。表2-1常用的電火花數(shù)控指令表2-1常用的電火花數(shù)控指令表2-2工作坐標系

②數(shù)控搖動加工

如前面所述，普通電火花加工機床為了修光側(cè)壁和提高其尺寸精度而添加平動頭，使工具電極軌跡向外可以逐步擴張，即可以平動。對數(shù)控電火花機床，由于工作臺是數(shù)控的，可以實現(xiàn)工件加工軌跡逐步向外擴張，即搖動，故數(shù)控電火花機床不需要平動頭。具體來說，搖動加工的作用是：

(1)可以精確控制加工尺寸精度。

(2)可以加工出復(fù)雜的形狀，如螺紋。

(3)可以提高工件側(cè)面和底面的表面粗糙度。

(4)可以加工出清棱、清角的側(cè)壁和底邊。

(5)變?nèi)婕庸榫植考庸?，有利于排屑和加工穩(wěn)定。

(6)對電極尺寸精度要求不高。

搖動的軌跡除了可以像平動頭的小圓形軌跡外，數(shù)控搖動的軌跡還有方形、菱形、叉形和十字形，且搖動的半徑可為9.9mm以內(nèi)任一數(shù)值。

搖動加工的編程代碼各公司均自己規(guī)定。以漢川機床廠和日本沙迪克公司為例，搖動加工的指令代碼如下: 數(shù)控搖動的伺服方式共有以下三種(如圖2-14所示)：

(1)自由搖動。選定某一軸向(例如Z軸)作為伺服進給軸，其他兩軸進行搖動運動(如圖2-14(a)所示)。例如：

G01LN001STEP30Z-10. G01表示沿Z軸方向進行伺服進給。LN001中的00表示在X—Y平面內(nèi)自由搖動，1表示工具電極各點繞各原始點作圓形軌跡搖動，STEP30表示搖動半徑為30μm，Z-10.表示伺服進給至Z軸向下10mm為止。其實際放電點的軌跡見圖2-14(a)，沿各軸方向可能出現(xiàn)不規(guī)則的進進退退。

(2)步進搖動。在某選定的軸向作步進伺服進給，每進一步的步距為2μm，其他兩軸作搖動運動(如圖2-14(b)所示)。例如：

G01LN101STEP20Z-10. G01表示沿Z軸方向進行伺服進給。LN101中的10表示在X—Y平面內(nèi)步進搖動，1表示工具電極各點繞各原始點作圓形軌跡搖動，STEP20表示搖動半徑為20μm，Z-10.表示伺服進給至Z軸向下10mm為止。其實際放電點的軌跡見圖2-14(b)。步進搖動限制了主軸的進給動作，使搖動動作的循環(huán)成為優(yōu)先動作。步進搖動用在深孔排屑比較困難的加工中。它較自由搖動的加工速度稍慢，但更穩(wěn)定，沒有頻繁的進給、回退現(xiàn)象。

(3)鎖定搖動。在選定的軸向停止進給運動并鎖定軸向位置，其他兩軸進行搖動運動。在搖動中，搖動半徑幅度逐步擴大，主要用于精密修擴內(nèi)孔或內(nèi)腔(如圖2-14(c)所示)。例如：

G01LN202STEP20Z-5. G01表示沿Z軸方向進行伺服進給。LN202中的20表示在X—Y平面內(nèi)鎖定搖動，2表示工具電極各點繞各原始點作方形軌跡搖動，Z-5.表示Z軸加工至-5mm處停止進給并鎖定，X、Y軸進行搖動運動。其實際放電點的軌跡見圖2-14(c)。鎖定搖動能迅速除去粗加工留下的側(cè)面波紋，是達到尺寸精度最快的加工方法。它主要用于通孔、盲孔或有底面的型腔模加工中。如果鎖定后作圓軌跡搖動，則還能在孔內(nèi)滾花、加工出內(nèi)花紋等。圖2-14數(shù)控搖動的伺服方式2.3電火花加工方法 電火花加工一般按圖2-15所示步驟進行。 由圖2-15可以看出，電火花加工主要由三部分組成：電火花加工的準備工作、電火花加工、電火花加工檢驗工作。其中電火花加工可以加工通孔和盲孔，前者習(xí)慣稱為電火花穿孔加工，后者習(xí)慣上稱為電火花成型加工。它們不僅是名稱不同，而且加工工藝方法有著較大的區(qū)別，本節(jié)將分別加以介紹。電火花加工的準備工作有電極準備、電極裝夾、工件準備、工件裝夾、電極工件的校正定位等。圖2-15電火花加工的步驟2.3.1電火花穿孔加工方法

電火花穿孔加工一般應(yīng)用于沖裁模具加工、粉末冶金模具加工、拉絲模具加工、螺紋加工等。本節(jié)以加工沖裁模具的凹模為例說明電火花穿孔加工的方法。凹模的尺寸精度主要靠工具電極來保證，因此，對工具電極的精度和表面粗糙度都應(yīng)有一定的要求。如凹模的尺寸為L2，工具電極相應(yīng)的尺寸為L1(如圖2-16所示)，單邊火花間隙值為SL，則L2=L1+2SL

其中，火花間隙值SL主要取決于脈沖參數(shù)與機床的精度。只要加工規(guī)準選擇恰當，加工穩(wěn)定，火花間隙值SL的波動范圍會很小。因此，只要工具電極的尺寸精確，用它加工出的凹模的尺寸也是比較精確的。 用電火花穿孔加工凹模有較多的工藝方法，在實際中應(yīng)根據(jù)加工對象、技術(shù)要求等因素靈活地選擇。穿孔加工的具體方法簡介如下。1．間接法 間接法是指在模具電火花加工中，凸模與加工凹模用的電極分開制造，首先根據(jù)凹模尺寸設(shè)計電極，然后制造電極，進行凹模加工，再根據(jù)間隙要求來配制凸模。間接法的優(yōu)點是：

(1)可以自由選擇電極材料，電加工性能好。

(2)因為凸模是根據(jù)凹模另外進行配制，所以凸模和凹模的配合間隙與放電間隙無關(guān)。 間接法的缺點是：電極與凸模分開制造，配合間隙難以保證均勻。

2．直接法 直接法適合于加工沖模，是指將凸模長度適當增加，先作為電極加工凹模，然后將端部損耗的部分去除直接成為凸模。直接法加工的凹模與凸模的配合間隙靠調(diào)節(jié)脈沖參數(shù)、控制火花放電間隙來保證。 直接法的優(yōu)點是：

(1)可以獲得均勻的配合間隙、模具質(zhì)量高。

(2)無須另外制作電極。

(3)無須修配工作，生產(chǎn)率較高。 直接法的缺點是：

(1)電極材料不能自由選擇，工具電極和工件都是磁性材料，易產(chǎn)生磁性，電蝕下來的金屬屑可能被吸附在電極放電間隙的磁場中而形成不穩(wěn)定的二次放電，使加工過程很不穩(wěn)定，故電火花加工性能較差。

(2)電極和沖頭連在一起，尺寸較長，磨削時較困難。

3.混合法 混合法也適用于加工沖模，是指將電火花加工性能良好的電極材料與沖頭材料粘結(jié)在一起，共同用線切割或磨削成型，然后用電火花性能好的一端作為加工端，將工件反置固定，用“反打正用”的方法實行加工。這種方法不僅可以充分發(fā)揮加工端材料好的電火花加工工藝性能，還可以達到與直接法相同的加工效果?；旌戏ǖ奶攸c是：

(1)可以自由選擇電極材料，電加工性能好。

(2)無須另外制作電極。

(3)無須修配工作，生產(chǎn)率較高。

(4)電極一定要粘結(jié)在沖頭的非刃口端。

4.階梯工具電極加工法 階梯工具電極加工法在冷沖模具電火花成型加工中極為普遍，其應(yīng)用方面有兩種：

(1)無預(yù)孔或加工余量較大時，可以將工具電極制作為階梯狀，將工具電極分為兩段，即縮小了尺寸的粗加工段和保持凸模尺寸的精加工段。粗加工時，采用工具電極相對損耗小、加工速度高的電規(guī)準加工，粗加工段加工完成后只剩下較小的加工余量。精加工段即凸模段，可采用類似于直接法的方法進行加工，以達到凸凹模配合的技術(shù)要求。(2)在加工小間隙、無間隙的冷沖模具時，配合間隙小于最小的電火花加工放電間隙，用凸模作為精加工段是不能實現(xiàn)加工的，則可將凸模加長后，再加工或腐蝕成階梯狀，使階梯的精加工段與凸模有均勻的尺寸差，通過加工規(guī)準對放電間隙尺寸的控制，使加工后符合凸凹模配合的技術(shù)要求 除此以外，可根據(jù)模具或工件不同的尺寸特點和尺寸，要求采用雙階梯或多階梯工具電極。階梯形的工具電極可以由直柄形的工具電極用“王水”酸洗、腐蝕而成。機床操作人員應(yīng)根據(jù)模具工件的技術(shù)要求和電火花加工的工藝常識，靈活運用階梯工具電極的技術(shù)，充分發(fā)揮穿孔電火花加工工藝的潛力，完善其工藝技術(shù)。

2.3.2電火花成型加工方法 電火花成型加工和穿孔加工相比有下列特點：

(1)電火花成型加工為盲孔加工，工作液循環(huán)困難，電蝕產(chǎn)物排除條件差。

(2)型腔多由球面、錐面、曲面組成，且在一個型腔內(nèi)常有各種圓角、凸臺或凹槽，有深有淺，還有各種形狀的曲面相接，輪廓形狀不同，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。這就使得加工中電極的長度和型面損耗不一，故損耗規(guī)律復(fù)雜，且電極的損耗不可能由進給實現(xiàn)補償，因此型腔加工的電極損耗較難進行補償。

(3)材料去除量大，表面粗糙度要求嚴格。

(4)加工面積變化大，要求電規(guī)準的調(diào)節(jié)范圍相應(yīng)也大。 根據(jù)電火花成型加工的特點，在實際中通常采用如下方法：

1.單工具電極直接成型法(如圖2-21所示)

單工具電極直接成型法是指采用同一個工具電極完成模具型腔的粗、中及精加工。 對普通的電火花機床，在加工過程中先用無損耗或低損耗電規(guī)準進行粗加工，然后采用平動頭使工具電極做圓周平移運動，按照粗、中、精的順序逐級改變電規(guī)準，進行側(cè)面平動修整加工。在加工過程中，借助平動頭逐漸加大工具電極的偏心量，可以補償前后兩個加工電規(guī)準之間放電間隙的差值，這樣就可完成整個型腔的加工。圖2-21單工具電極直接成型法 單電極平動法加工時，工具電極只需一次裝夾定位，避免了因反復(fù)裝夾帶來的定位誤差。但對于棱角要求高的型腔，加工精度就難以保證。 如果加工中使用的是數(shù)控電火花機床，則不需要平動頭，可利用工作臺按照一定軌跡做微量移動來修光側(cè)面。

2.多電極更換法(如圖2-22所示)

對早期的非數(shù)控電火花機床，為了加工出高質(zhì)量的工件，多采用多電極更換法。多電極更換法是指根據(jù)一個型腔在粗、中、精加工中放電間隙各不相同的特點，采用幾個不同尺寸的工具電極完成一個型腔的粗、中、精加工。在加工時首先用粗加工電極蝕除大量金屬，然后更換電極進行中、精加工；對于加工精度高的型腔，往往需要較多的電極來精修型腔。圖2-22多電極更換法 多電極更換加工法的優(yōu)點:是仿型精度高，尤其適用于尖角、窄縫多的型腔模加工。它的缺點是需要制造多個電極，并且對電極的重復(fù)制造精度要求很高。另外，在加工過程中，電極的依次更換需要有一定的重復(fù)定位精度。

3．分解電極加工法(如圖2-23所示)

分解電極加工法是根據(jù)型腔的幾何形狀，把電極分解成主型腔電極和副型腔電極，分別制造。先用主型腔電極加工出主型腔，后用副型腔電極加工尖角、窄縫等部位的副型腔。此方法的優(yōu)點是能根據(jù)主、副型腔不同的加工條件，選擇不同的加工規(guī)準，有利于提高加工速度和改善加工表面質(zhì)量，同時還可簡化電極制造，便于電極修整。缺點是主型腔和副型腔間的精確定位較難解決。 近年來，國內(nèi)外廣泛應(yīng)用具有電極庫的數(shù)控電火花機床，事先將復(fù)雜型腔面分解為若干個簡單型腔和相應(yīng)的電極，編制好程序，在加工過程中自動更換電極和加工規(guī)準，實現(xiàn)復(fù)雜型腔的加工。圖2-23分解電極加工法

4．手動側(cè)壁修光法 這種方法主要應(yīng)用于沒有平動頭的非數(shù)控電火花加工機床。具體方法是利用移動工作臺的X和Y坐標，配合轉(zhuǎn)換加工規(guī)準，輪流修光各方向的側(cè)壁。如圖2-24所示，在某型腔粗加工完畢后，采用中加工規(guī)準先將底面修出；然后將工作臺沿X坐標方向右移一個尺寸d，修光型腔左側(cè)壁(如圖2-24(a)所示)；然后將電極上移，修光型腔后壁(如圖2-24(b)所示)；再將電極右移，修光型腔右壁(如圖2-24(c)所示)；然后將電極下移，修光型腔前壁(如圖2-24(d)所示)；最后將電極左移，修去缺角(如圖2-24(e)所示)。完成這樣一個周期后，型腔的面積擴大。若尺寸達不到規(guī)定的要求，則如上所述再進行一個周期。這樣，經(jīng)過多個周期，型腔可完全修光。圖2-24

側(cè)壁輪流修光法示意圖 在使用手動側(cè)壁修光法時必須注意：

(1)各方向側(cè)壁的修整必須同時依次進行，不可先將一個側(cè)壁完全修光后，再修光另一個側(cè)壁，避免二次放電將已修好的側(cè)壁損傷。

(2)在修光一個周期后，應(yīng)仔細測量型腔尺寸，觀察型腔表面粗糙度，然后決定是否更換電加工規(guī)準，進行下一周期的修光。 這種加工方法的優(yōu)點是可以采用單電極完成一個型腔的全部加工過程；缺點是操作煩瑣，尤其在單面修光側(cè)壁時，加工很難穩(wěn)定，不易采取沖油措施，延長了中、精加工的周期，而且無法修整圓形輪廓的型腔。2.4電火花加工準備工作

2.4.1

電極準備

1.電極材料選擇 從理論上講，任何導(dǎo)電材料都可以做電極。但由不同的材料做電極對于電火花加工速度、加工質(zhì)量、電極損耗、加工穩(wěn)定性有重要的影響。因此，在實際加工中，應(yīng)綜合考慮各個方面的因素，選擇最合適的材料做電極。 目前常用的電極材料有紫銅(純銅)、黃銅、鋼、石墨、鑄鐵、銀鎢合金、銅鎢合金等。 這些材料的性能如表4-1所示。表4-1電火花加工常用電極材料的性能1)鑄鐵電極的特點

(1)來源充足，價格低廉，機械加工性能好，便于采用成型磨削，因此電極的尺寸精度、幾何形狀精度及表面粗糙度等都容易保證。

(2)電極損耗和加工穩(wěn)定性均較一般，容易起弧，生產(chǎn)率也不及銅電極。

(3)是一種較常用的電極材料，多用于穿孔加工。2)鋼電極的特點

(1)來源豐富，價格便宜，具有良好的機械加工性能。

(2)加工穩(wěn)定性較差，電極損耗較大，生產(chǎn)率也較低。

(3)多用于一般的穿孔加工。3)紫銅(純銅)電極的特點

(1)加工過程中穩(wěn)定性好，生產(chǎn)率高。

(2)精加工時比石墨電極損耗小。

(3)易于加工成精密、微細的花紋，采用精密加工時能達到優(yōu)于1.25μm的表面粗糙度。

(4)因其韌性大，故機械加工性能差，磨削加工困難。

(5)適宜于做電火花成型加工的精加工電極材料。

4)黃銅電極的特點

(1)在加工過程中穩(wěn)定性好，生產(chǎn)率高。

(2)機械加工性能尚好，它可用仿形刨加工，也可用成型磨削加工，但其磨削性能不如鋼和鑄鐵。

(3)電極損耗最大。

5)石墨電極的特點

(1)機加工成型容易，容易修正。

(2)加工穩(wěn)定性能較好，生產(chǎn)率高，在長脈寬、大電流加工時電極損耗小。

(3)機械強度差，尖角處易崩裂。

(4)適用于做電火花成型加工的粗加工電極材料。因為石墨的熱脹系數(shù)小，也可作為穿孔加工的大電極材料。

2.電極設(shè)計 電極設(shè)計是電火花加工中的關(guān)鍵點之一。在設(shè)計中，首先是詳細分析產(chǎn)品圖紙，確定電火花加工位置；第二是根據(jù)現(xiàn)有設(shè)備、材料、擬采用的加工工藝等具體情況確定電極的結(jié)構(gòu)形式；第三是根據(jù)不同的電極損耗、放電間隙等工藝要求對照型腔尺寸進行縮放，同時要考慮工具電極各部位投入放電加工的先后順序不同，工具電極上各點的總加工時間和損耗不同，同一電極上端角、邊和面上的損耗值不同等因素來適當補償電極。例如，圖4-11是經(jīng)過損耗預(yù)測后對電極尺寸和形狀進行補償修正的示意圖。圖4-11電極補償圖

1)電極的結(jié)構(gòu)形式 電極的結(jié)構(gòu)形式可根據(jù)型孔或型腔的尺寸大小、復(fù)雜程度及電極的加工工藝性等來確定。常用的電極結(jié)構(gòu)形式如下：

(1)整體電極。整體式電極由一整塊材料制成(如圖4-12(a)所示)。若電極尺寸較大，則在內(nèi)部設(shè)置減輕孔及多個沖油孔(如圖4-12(b)所示)。圖4-12整體電極

對于穿孔加工，有時為了提高生產(chǎn)率和加工精度及降低表面粗糙度，常采用階梯式整體電極，即在原有的電極上適當增長，而增長部分的截面尺寸均勻減小，呈階梯形。如圖4-13所示，L1為原有電極的長度，L2為增長部分的長度。階梯電極在電火花加工中的加工原理是先用電極增長部分L2進行粗加工，來蝕除掉大部分金屬，只留下很少余量，然后再用原有的電極進行精加工。

階梯電極的優(yōu)點是：粗加工快速蝕除金屬，將精加工的加工余量降低到最小值，提高了生產(chǎn)效率；可減少電極更換的次數(shù)，以簡化操作。

(2)組合電極組合電極是將若干個小電極組裝在電極固定板上，可一次性同時完成多個成型表面電火花加工的電極。圖4-14所示的加工葉輪的工具電極是由多個小電極組裝而構(gòu)成的。

組合電極特點：采用組合電極加工時，生產(chǎn)率高，各型孔之間的位置精度也較準確。但是對組合電極來說，一定要保證各電極間的定位精度，并且每個電極的軸線要垂直于安裝表面。

(3)鑲拼式電極。

鑲拼式電極是將形狀復(fù)雜而制造困難的電極分成幾塊來加工，然后再鑲拼成整體的電極。如圖4-15所示，將E字形硅鋼片沖模所用的電極分成三塊，加工完畢后再鑲拼成整體。這樣即可保證電極的制造精度，得到尖銳的凹角，而且簡化了電極的加工，節(jié)約了材料，降低了制造成本。但在制造中應(yīng)保證各電極分塊之間的位置準確，配合要緊密牢固。圖4-15鑲拼式電極

2)電極的尺寸 電極的尺寸包括垂直尺寸和水平尺寸，它們的公差是型腔相應(yīng)部分公差的1/2～2/3。

(1)垂直尺寸。電極平行于機床主軸線方向上的尺寸稱為電極的垂直尺寸。電極的垂直尺寸取決于采用的加工方法、加工工件的結(jié)構(gòu)形式、加工深度、電極材料、型孔的復(fù)雜程度、裝夾形式、使用次數(shù)、電極定位校直、電極制造工藝等一系列因素。 在設(shè)計中，綜合考慮上述各種因素后很容易確定電極的垂直尺寸，下面簡單舉例說明。

如圖4-16(a)所示的凹模穿孔加工電極，L1為凹模板挖孔部分長度尺寸，在實際加工中L1部分雖然不需電火花加工，但在設(shè)計電極時必須考慮該部分長度；L3為電極加工中端面損耗部分，在設(shè)計中也要考慮。 如圖4-16(b)所示的電極用來清角，即清除某型腔的角部圓角。加工部分電極較細，受力易變形，由于電極定位、校正的需要，在實際中應(yīng)適當增加長度L1的部分。 如圖4-16(c)所示的電火花成型加工電極，電極尺寸包括加工一個型腔的有效高度L、加工一個型腔位于另一個型腔中需增加的高度L1、加工結(jié)束時電極夾具和夾具或壓板不發(fā)生碰撞而應(yīng)增加的高度L2等。圖4-16電極垂直尺寸圖

(2)水平尺寸。電極的水平尺寸是指與機床主軸軸線相垂直的橫截面尺寸(如圖4-17所示)。

圖4-17電極水平截面尺寸縮放示意圖 電極的水平尺寸可用下式確定：

a=A±K

b

式中：a——電極水平方向的尺寸；

A——型腔的水平方向的尺寸；

K——與型腔尺寸標注法有關(guān)的系數(shù)；

b——電極單邊縮放量，粗加工時， b=δ1+δ2+δ0(注：δ1、δ2、δ0的意義參見圖4-18)。圖4-18電極單邊縮放量原理圖

a=A±K

b中的±號和K值的具體含義如下：

(1)凡圖樣上型腔凸出部分，其相對應(yīng)的電極凹入部分的尺寸應(yīng)放大，即用“+”號；反之，凡圖樣上型腔凹入部分，其相對應(yīng)的電極凸出部分的尺寸應(yīng)縮小，即用“-”號。圖4-19電極型腔水平尺寸對比圖

(2)K值的選擇原則：當圖中型腔尺寸完全標注在邊界上(即相當于直徑方向尺寸或兩邊界都為定形邊界)時，K取2；一端以中心線或非邊界線為基準(即相當于半徑方向尺寸或一端邊界定形另一端邊界定位)時，K取1；對于圖中型腔中心線之間的位置尺寸(即兩邊界為定位尺寸)以及角度值和某些特殊尺寸(如圖4-19中的a1)，電極上相對應(yīng)的尺寸不增不減，K取0。對于圓弧半徑，亦按上述原則確定。 根據(jù)以上敘述，在圖4-19中，電極尺寸a與型腔尺寸A有如下關(guān)系：

a1=A1，a2=A2-2b，a3=A3-b，

a4=A4，a5=A5-b，a6=A6+b

當精加工且精加工的平動量為c時，

b=δ0+c

3)電極的排氣孔和沖油孔 電火花成型加工時，型腔一般均為盲孔，排氣、排屑條件較為困難，這直接影響加工效率與穩(wěn)定性，精加工時還會影響加工表面粗糙度。為改善排氣、排屑條件，大、中型腔加工電極都設(shè)計有排氣、沖油孔。一般情況下，開孔的位置應(yīng)盡量保證沖液均勻和氣體易于排出。電極開孔示意圖如圖4-20所示。圖4-20電極開孔示意圖 在實際設(shè)計中要注意以下幾點：

(1)為便于排氣，經(jīng)常將沖油孔或排氣孔上端直徑加大(如圖4-20(a)所示)。

(2)氣孔盡量開在蝕除面積較大以及電極端部凹入的位置(如圖4-20(b)所示)。

(3)沖油孔要盡量開在不易排屑的拐角、窄縫處(如圖4-20(c)不好，圖4-20(d)好)。

(4)排氣孔和沖油孔的直徑約為平動量的1～2倍，一般取1～1.5mm；為便于排氣排屑，常把排氣孔、沖油孔的上端孔徑加大到5～8mm；孔距在20～40mm左右，位置相對錯開，以避免加工表面出現(xiàn)“波紋”。

(5)盡可能避免沖液孔在加工后留下的柱芯(如圖4-20(f)、(h)較好，圖4-20(e)、(g)不好)。

(6)沖油孔的布置需注意沖油要流暢，不可出現(xiàn)無工作液流經(jīng)的“死區(qū)”。

3.電極的制造 在進行電極制造時，盡可能將要加工的電極坯料裝夾在即將進行電火花加工的裝夾系統(tǒng)上，避免因裝卸而產(chǎn)生定位誤差。 常用的電極制造方法有：

1)切削加工 過去常見的切削加工有銑、車、平面和圓柱磨削等方法。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，目前經(jīng)常采用數(shù)控銑床(加工中心)制造電極。數(shù)控銑削加工電極不僅能加工精度高、形狀復(fù)雜的電極，而且速度快。 石墨材料加工時容易碎裂、粉末飛揚，所以在加工前需將石墨放在工作液中浸泡2～3天，這樣可以有效減少崩角及粉末飛揚。紫銅材料切削較困難，為了達到較好的表面粗糙度，經(jīng)常在切削加工后進行研磨拋光加工。 在用混合法穿孔加工沖模的凹模時，為了縮短電極和凸模的制造周期，保證電極與凸模的輪廓一致，通常采用電極與凸模聯(lián)合成型磨削的方法。這種方法的電極材料大多數(shù)選用鑄鐵和鋼。 當電極材料為鑄鐵時，電極與凸模常用環(huán)氧樹脂等材料膠合在一起，如圖4-22所示。對于截面積較小的工件，由于不易粘牢，為了防止在磨削過程中發(fā)生電極或凸模脫落，可采用錫焊或機械方法使電極與凸模連接在一起。當電極材料為鋼時，可把凸模加長些，將其做電極，即把電極和凸模做成一個整體。圖4-22電極與凸模粘結(jié) 電極與凸模聯(lián)合成型磨削，其共同截面的公稱尺寸應(yīng)直接按凸模的公稱尺寸進行磨削，公差取凸模公差的1/2～2/3。 當凸、凹模的配合間隙等于放電間隙時，磨削后電極的輪廓尺寸與凸模完全相同；當凸、凹模的配合間隙小于放電間隙時，電極的輪廓尺寸應(yīng)小于凸模的輪廓尺寸，在生產(chǎn)中可用化學(xué)腐蝕法將電極尺寸縮小至設(shè)計尺寸；當凸、凹模的配合間隙大于放電間隙時，電極的輪廓尺寸應(yīng)大于凸模的輪廓尺寸，在生產(chǎn)中可用電鍍法將電極擴大到設(shè)計尺寸。 具體的化學(xué)腐蝕或電鍍法可參考有關(guān)資料。

2)線切割加工 除用機械方法制造電極以外，在比較特殊需要的場合下也可用線切割加工電極，即適用于形狀特別復(fù)雜，用機械加工方法無法勝任或很難保證精度的情況。 圖4-23所示的電極，在用機械加工方法制造時，通常是把電極分成四部分來加工，然后再鑲拼成一個整體，如圖4-23(a)所示。由于分塊加工中產(chǎn)生的誤差及拼合時的接縫間隙和位置精度的影響，使電極產(chǎn)生一定的形狀誤差。如果使用線切割加工機床對電極進行加工，則很容易地制作出來，并能很好地保證其精度，如圖4-23(b)所示。圖4-23機械加工與線切割加工

3)電鑄加工 電鑄方法主要用來制作大尺寸電極，特別是在板材沖模領(lǐng)域。使用電鑄制作出來的電極的放電性能特別好。 用電鑄法制造電極，復(fù)制精度高，可制作出用機械加工方法難以完成的細微形狀的電極。它特別適合于有復(fù)雜形狀和圖案的淺型腔的電火花加工。電鑄法制造電極的缺點是加工周期長，成本較高，電極質(zhì)地比較疏松，使電加工時的電極損耗較大。2.5加工規(guī)準轉(zhuǎn)換及加工實例

2.5.1加工規(guī)準轉(zhuǎn)換 電火花加工中，在粗加工完成后，再使用其他規(guī)準加工，使工件粗糙度逐步降低，逐步達到加工尺寸。在加工中，規(guī)準的轉(zhuǎn)換還需要考慮其他因素，如加工中的最大加工電流要根據(jù)不同時期的實際加工面積確定并進行調(diào)節(jié)，但總體上講有一些共同點。

1．掌握加工余量 這是提高加工質(zhì)量和縮短加工時間的最重要環(huán)節(jié)。一般來說，分配加工余量要做到事先心中有數(shù)，在加工過程中只進行微小的調(diào)整。 加工余量的控制，主要從粗糙度和電極損耗兩方面來考慮。在一般型腔低損耗(θ<1%)加工中能達到的各種表面粗糙度與最小加工余量有一定的規(guī)律(如表4-2所示)。在加工中必須使加工余量不小于最小加工余量。若加工余量太小，則最后粗糙度加工不出或者工件達不到規(guī)定的尺寸。表4-2表面粗糙度與最小加工余量的關(guān)系

2．粗糙度逐級逼近 電規(guī)準轉(zhuǎn)換的另一個要點是使粗糙度逐級逼近，非常忌諱粗糙度轉(zhuǎn)換過大，尤其是要防止在損耗明顯增大的情況下又使粗糙度差別很大。這樣電極損耗的痕跡會直接反映在電極表面上，使最后加工粗糙度變差。 粗糙度逐級逼近是降低粗糙度的一種經(jīng)濟有效的方法，否則將使加工質(zhì)量變差，效率變低。低損耗加工時粗糙度轉(zhuǎn)換可以大一些。轉(zhuǎn)換規(guī)準的時機是必須把前一電規(guī)準的粗糙表面全部均勻修光并達到一定尺寸后才進行下一電規(guī)準的加工。

3．尺寸控制 加工尺寸控制也是規(guī)準轉(zhuǎn)換時應(yīng)予充分注意的問題之一。一般來說，X、Y平面尺寸的控制比較直觀，并可以在加工過程中隨時進行測量；加工深度的控制比較困難，一般機床只能指示主軸進給的位置，至于實際加工深度還要考慮電極損耗和電火花間隙。因此在一般情況下深度方向都加工至稍微超過規(guī)定尺寸，然后在加工完之后，再將上平面磨去一部分。 近年來新發(fā)展研制的數(shù)控機床，有的具有加工深度的顯示，比較高級的機床其顯示的深度還自動地扣除了放電間隙和電極損耗量。

4．損耗控制 在理想的情況下，當然最好是在任何粗糙度時都用低損耗規(guī)準加工，這樣加工質(zhì)量比較容易控制，但這并不是在所有情況下都能夠辦到的。同時由于低損耗加工的效率比有損耗加工要低，故對于某些要求并不太高而加工余量又很大的工件，其電極損耗的工藝要求可以低一些。有的加工，由于工藝條件或者其他因素，其電極損耗很難控制，因此要采取相應(yīng)的措施才能完成一定要求的放電加工。 在加工中，為了有目的地控制電極損耗，應(yīng)先了解如下內(nèi)容：

(1)如果用石墨電極作粗加工時，電極損耗一般可以達到1%以下。

(2)用石墨電極采用粗、中加工規(guī)準加工得到的零件的最小粗糙度Ra能達到3.2μm，但通常只能在6.3μm左右。

(3)若用石墨作電極且加工零件的表面粗糙度Ra<