一、电火花加工
电火花加工又称放电加工（Electrical Discharge Machining，EDM），在20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产。它是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，靠放电时局部、瞬时产生的高温把金属蚀除下来。因放电过程中可见到火花，故称为电火花加工，日本、英、美称为放电加工，苏联称为电蚀加工。
（一）电火花加工的基本原理
电火花加工的原理是基于工具和工件（正、负电极）之间脉冲性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。电火花加工装置及原理如图6-1所示。工件1与工具4一般都浸在工作液中（常用煤油、去离子水等作为工作液），并分别与脉冲电源2的两输出端相连。自动进给调节装置3（此处为电动机及丝杆螺母机构）使工具和工件间经常保持一很小的放电间隙，当脉冲电压加到两极之间，便在当时条件下相对某一间隙最小处或绝缘强度最低处击穿介质，在该局部产生火花放电，瞬时高温使工具和工件表面都蚀除掉一小部分金属，各自形成一个小凹坑，如图6-2所示。脉冲放电结束后，经过一段间隔时间，工作液恢复绝缘。随着相当高的频率，连续不断地重复放电，工具电极不断地向工件进给，就可将工具的形状复制在工件上，加工出所需要的零件，整个加工表面将由无数个小凹坑所组成。
图6-1 电火花加工原理示意图
1—工件；2—脉冲电源；3—自动进给调节装置；4—工具；5—工作液；6—过滤器；7—工作液泵
（二）实现电火花加工连续生产的条件
（1）必须使工具电极和工件被加工表面之间经常保持一定的放电间隙，这一间隙随加工条件而定，通常约为几微米至几百微米。如果间隙过大，极间电压不能击穿极间介质，因而不会产生火花放电；如果间隙过小，很容易形成短路接触，同样也不能产生火花放电。为此，在电火花加工过程中必须设有工具电极的自动进给和调节装置，使工具和工件保持某一放电间隙。
（2）火花放电必须是瞬时的脉冲性放电，放电延续一段时间后，需停歇一段时间，放电延续时间一般为1～1 000μs。这样才能使放电所产生的热量来不及传导扩散到其余部分，把每一次的放电蚀除点局限在很小的范围内；否则，像持续电弧放电那样，会使表面烧伤而无法用作尺寸加工。为此，电火花加工必须采用脉冲电源。图6-3为脉冲电源的空载电压波形，图中ti 为脉冲宽度，t0 为脉冲间隔，tp 为脉冲周期，
为脉冲峰值电压或空载电压。(https://www.daowen.com)
图6-2 电火花加工表面局部放大图
图6-3 脉冲电源电压波形
（3）火花放电必须在有一定绝缘性能的液体介质中进行，如煤油、皂化液或去离子水等。液体介质又称工作液，它们必须具有较高的绝缘强度（103～107Ω·cm），以有利于产生脉冲性的火花放电。同时，液体介质还能把电火花加工过程中产生的金属碎屑、炭黑等电蚀产物从放电间隙中悬浮排除出去，并且对电极和工件表面有较好的冷却作用。
（三）电火花加工的特点及其应用
（1）适合于任何难切削材料的加工。由于加工材料的去除是靠放电时的电热作用实现的，材料的可加工性主要取决于材料的导电性及其热学特征，如熔点、沸点、比热容、热导率、电阻率等，而几乎与其力学性能（硬度、强度等）无关。这样可以突破传统切削加工对刀具的限制，可以实现用软的工具加工硬韧的工件，甚至可以加工像聚晶金刚石、立方氮化硼一类的超硬材料。目前电极材料多采用纯铜（俗称紫铜）或石墨，因此工具电极较容易加工。
（2）可以加工特殊及复杂形状的表面和零件。由于加工中工具电极和工件不直接接触，没有机械加工宏观的切削力，因此适宜加工低刚度工件及做微细加工。由于可以简单地将工具电极的形状复制到工件上，因此特别适用于复杂表面形状工件的加工，如复杂型腔模具加工等。数控技术使得用简单的电极加工复杂形状零件也成为可能。
（3）主要用于加工金属等导电材料，但在一定条件下也可以加工半导体和非导体材料。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、孔、缝，大到几米的超大型模具和零件。
