第一篇：特种加工教案
27082 特种加工
江苏技术师范学院编（高纲号 0628）
一、课程性质及其设置目的与要求
（一）课程性质和特点
《特种加工》课程是我省高等教育自学考试机械制造及自动化教育专业（独立本科段）的一门重要的专业课。目前，各种特种加工方法在生产中应用日益广泛，在国民经济中占有重要的地位，对促进我国机械加工业的发展起到了巨大的作用。该课程向应考者系统地介绍了各种特种加工方法、加工原理以及加工设备，可以提高应考者解决机械加工中特殊零件加工问题的能力，为我国机械制造业培养特种加工的技术人才服务。
本课程主要介绍了电火花加工、电化学加工、激光加工、电子束和离子束加工、超声加工、快速成形以及化学加工等基本原理、基本设备、工艺规律、主要特点和范围。
通过本课程学习，要求应考者初步掌握特种加工的基本原理、基本规律、工艺特点以及应用场合，了解特种加工设备的组成和工作原理，以及生产中广泛应用的实验方法。在自学的过程中，应考者应经常参观特种加工现场，通过实践或交流来加深对特种加工的基本理论掌握和领会，做到理论与实践相结合。
（二）本课程的基本要求
通过本课程的学习，应达到以下的要求：
1、熟悉电火花加工、电化学加工、激光加工、超声加工的基本原理和工艺规律；
2、掌握电火花加工、电化学加工、激光加工、超声加工的工艺过程及应用场合；
3、了解常见的特种加工设备的组成和工作原理；
4、了解电子束和离子束加工、快速成形以及化学加工等特种加工方法的基本原理
和加工过程。
（三）本课程与相关课程的联系
本课程的前修课程包括物理、机械制造技术、液压传动与气动技术，这些课程可以帮助应考者理解特种加工的原理，从而更好地掌握特种加工的工艺规律，达到熟练地运
用特种加工方法从事生产实践。
二、课程内容与考核目标
第一章
概论
（一）课程内容
本章主要介绍了特种加工的概念、特点、分类和适用范围，特种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响，以及特种加工产生背景和发展状况。
（二）学习目的与要求
通过本章的学习，了解特种加工的产生和发展史，掌握特种加工的各种加工方法种类及使用范围，以及特种加工对材料可加工性和结构工艺性的影响。
（三）考核知识点与考核要求
1、识记：特种加工的主要特点和特种加工的分类。
2、了解：特种加工对材料可加工性和结构工艺性等的影响。
第二章
电火花加工
（一）课程内容
本章主要介绍了电火花加工的基本原理、加工机理、工艺规律，电火花加工设备包括脉冲电源、自动进给调节系统和加工机床，以及电火花加工的应用场合。
（二）学习目的与要求
通过本章的学习，掌握电火花加工的基本原理和加工机理；了解电火花穿孔成型加工的各种加工方法，熟悉电火花加工用脉冲电源、自动进给调节系统及电火花加工机床；熟练地掌握电火花加工中电规准的选择和转换的原则，运用原理控制加工精度、表面粗
糙度、蚀除速度等。
（三）考核知识点与考核要求
1、识记：电火花加工概念及加工特点、极性效应、加工速度和损耗速度、自动进
给调节系统的基本结构、电规准。
2、了解：EDM的应用、电液式和电机式自动进给调节系统。
3、理解：极性效应产生的原因、金属材料热学常数对电蚀量的影响、工作液对电蚀量的影响、影响加工速度的因素、如何利用各种效应降低相对损耗速度、表面变质层结构和产生的缺陷、几种派生脉冲电源的优点、电规准的选择原则。
4、运用：根据放电腐蚀的影响因素选择电火花加工中的极性和工作液、能够选择适当的EDM脉冲电源、电火花加工中电规准的选择。
第三章
电火花线切割加工
（一）课程内容
本章主要介绍了电火花线切割加工原理、加工特点、加工工艺、加工设备及应用范围，着重讲述了线切割加工的控制系统和编程技术，以及影响线切割工艺指标的因素。
（二）学习目的与要求
通过本章的学习，了解线切割加工原理及加工设备，理解影响线切割工艺指标的因素和加工工艺，熟练地掌握WEDM的控制系统和编程技术，以及简单零件的线切割加
工3B程序的编写。
（三）考核知识点与考核要求
1、识记：线切割加工基本原理、轨迹控制和加工控制、切割速度和切割效率。
2、了解：线切割的应用范围、线切割机床的结构和脉冲电源、电参量和非电参量
对工艺指标的影响。
3、理解：线切割加工锥度的方法、轨迹控制原理、3B程序结构和编程规则、电规
准的选择。
4、运用：对平面图形进行轨迹控制计算、编写线切割加工3B程序。
第四章
电化学加工
（一）课程内容
本章主要介绍了电化学加工的基本原理及分类；电解加工和电解磨削的机理、特点、工艺和应用，以及加工设备和电解液；电铸、涂镀和复合镀的原理、工艺及应用。重点阐述了电解加工的基本规律，以及提高电解加工精度的途径，影响电解磨削精度的主要
因素。
（二）学习目的与要求
通过本章的学习，了解电化学加工的分类以及各种电化学加工工艺过程；理解电化学加工的基本原理，电解加工和电解磨削的加工机理；熟练地掌握电解加工的基本规律，以及提高电解加工精度的途径，能够进行电解加工的设计计算。
（三）考核知识点与考核要求
1、识记：电化学加工概念、平衡电极电位、浓差极化和电化学极化、金属钝化和活化、电化学加工分类、电化学当量、端面平衡间隙。
2、了解：电解加工的过程、影响电解表面质量的主要因素、电解加工的设备及应用、电解加工精度成形规律，电解磨削特点、电解磨削的电解液和设备、电解磨削的应用范围，电铸加工、涂镀加工以及复合镀加工基本原理。
3、理解：电化学加工的基本原理、三种常用电解液的特性、电化学当量和生产率的关系、电极间隙大小和蚀除速度的关系、提高电解加工精度的主要措施，电解磨削的基本原理、影响电解磨削加工精度主要因素。
4、运用：电化学当量的计算、电解蚀除速度和加工时间计算、电极间隙大小的计
算。
第五章
激光加工
（一）课程内容
本章主要介绍了激光产生的机理、激光的特性、激光加工的原理及特点，激光加工设备；重点阐述了激光加工工艺及应用。
（二）学习目的与要求
通过本章的学习，理解激光加工的原理和特点，了解激光加工的基本设备及工作原
理，掌握激光加工工艺和适用场合。
（三）考核知识点与考核要求
1、识记：激光加工的概念、激光的特性。
2、了解：激光产生机理、固体激光器和气体激光器优缺点。
3、理解：影响激光打孔主要因素、激光加工的应用。
第六章
电子束和离子束加工
（一）课程内容
本章主要介绍了电子束加工原理、特点、加工装置以及工艺应用；离子束加工原理、分类、加工特点、加工装置和适用场合。
（二）学习目的与要求
通过本章的学习，了解EBM和IBM加工原理，掌握电子束和离子束加工工艺及其
应用。
（三）考核知识点与考核要求
1、识记：电子束加工概念、离子束加工的物理基础、电子束曝光。
2、了解：电子束加工设备的电子枪和控制系统、离子束加工设备的离子源、电子
束和离子束各种加工应用。
3、理解：电子束加工原理和离子束加工原理。
第七章
超声加工
（一）课程内容
本章主要介绍了超声波的特性、超声加工原理和特点、超声加工设备、超声加工的应用，以及影响超声加工质量的因素。
（二）学习目的与要求
通过本章的学习，了解超声加工的基本原理以及加工设备和组成部分，掌握影响超
声加工速度、精度和表面质量的因素。
（三）考核知识点与考核要求
1、识记：超声加工的概念、空化作用、变幅杆、超声波清洗。
2、了解：超声波的特性、换能器和变幅杆的结构、超声加工工作液、超声加工的应用。
3、理解：超声加工基本原理、声学部件的工作原理、影响超声加工质量的各种因
素。
第八章
快速成形技术
（一）课程内容
本章主要介绍了四种常见的快速成形技术的工艺原理、加工设备及应用。
（二）学习目的与要求
通过本章的学习，了解SL、SLS、LOM、FDM的工作原理、工艺过程及应用。
（三）考核知识点与考核要求
1、了解：SL、SLS、LOM、FDM的工作原理与工艺过程。
第九章
其它特种加工
（一）课程内容
本章主要介绍了化学加工、等离子体加工、挤压珩磨、水射流切割等加工原理、工
艺特点、加工设备以及应用范围。
（二）学习目的与要求
通过本章的学习，了解化学加工、等离子体加工、挤压珩磨、水射流切割等特种加工方法的基本原理、加工设备以及其应用范围。
（三）考核知识点与考核要求
1、识记：化学加工、等离子体加工、挤压珩磨、水射流切割。
2、了解：化学加工应用、等离子体加工应用、挤压珩磨应用、水射流切割应用。
三、有关说明和实施要求
（一）关于“考核知识点与考核要求”中有关提法的说明
在大纲的考核要求中，提出了“了解”、“识记”、“理解”和“运用”四个能力层次，它们之间是递进关系，后者必须建立在前者的基础上，它们的含义是：
1、了解：能够知道有关加工机理、设备结构、工艺范围等知识，并据此查阅资料
进行再学习。
2、识记：在了解的基础上，记忆有关概念、理论等，并且能够正确地认识和表达。
3、理解：在识记的基础上，能够全面把握基本概念、基本原理、基本方法，熟练地掌握有关概念、原理、方法的区别与联系。
4、运用：在理解的基础上，利用基本概念、基本原理、基本方法等去分析有关问题，解决实际问题，进行加工设备的选择和加工工艺的安排。
（二）关于自学教材
本课程使用的教材为：《特种加工》（第四版），刘晋春等主编，机械工业出版社，2004年。
（三）自学方法的指导
本课程内容广泛，难度不大，但是实践性强，应考者在自学过程中应把握好以下几
点：
1、在学习该课程之前，应该仔细阅读考试大纲，了解课程的性质和任务，熟悉该课程相关的课程内容，使以后的学习紧紧围绕课程的基本要求。
2、在学习每一章教材内容之前，必须认真研究大纲中关于该章的考核知识点和考核要求，以及该知识点的能力层次要求，以便在学习过程中把握尺度，有针对性地学习。
3、在学习教材时，对于每一种特种加工的加工机理必须仔细研读，然后熟练地掌
握工艺原理，才能达到灵活地应用。
4、该教材配套的多媒体CAI课件对自学非常有帮助，应考者在学习教材的同时应该同步使用课件辅助自学，从而促进对特种加工机理和工艺过程的理解与实践认识；同时，通过“习题解答”模块帮助自学者更好地完成每章课后的思考题，增强学习的效果。
（四）对社会助学的要求
1、应熟练地掌握本考试大纲中提出的考核知识点，理解各个知识点的考核要求达
到的层次。
2、在社会助学过程中，应以指定的教材为基础、以考试大纲为依据，不要轻易地
增删内容，以免偏离考试的重点。
3、在教学的过程中，应注意对应考者学习方法的引导，以及主动解决问题能力的培养，突出解决工程问题的思路和方法。
4、授课的教师应该具有丰富的实践经验，从技术的角度进行理论教学，同时辅以实践性环节教学，将会收到更好的助学效果。
（五）关于命题和考试的若干规定
1、试题的难易程度和能力层次不是同一个概念，命题时要注意同时兼顾这两个方面。每份试卷中各能力层次题目所占分数的比例为：了解占15%，识记占20%，理解占35%，运用占30%.各种难易程度题目所占分数比例为：易占20%，较易占40%，较难
占30%，难占10%.2、本课程考试试卷可能采用的题型有：单项选择题、填空题、名词解释、简答题、综合题等类型（见附录）。
3、考试方式为闭卷、笔试，考试时间为150分钟。评分采用百分制，60分为及格。
附录 题型举例
一、单项选择题
1.与电化学当量有关的参数有（）
A.电解电流 B.电解时间 C.电解液压力 D.工件材料
2.常用的超声波加工装置声学部件——变幅棒形状有（）
A.锥形 B.双曲线形 C.指数形 D.阶梯形
二、填空题
1.电解加工要求电解液中阴离子应具有 的标准电位，阳离子应具有 的标准电位。
2.加工较深小孔时，采用激光多次照射，孔径，主要由于 结果。
三、名词解释
1.磁致伸缩效应
2.空化作用
四、简答题
1.电解磨削与其它的电解加工有何不同之处？
五、综合题
1.光华机械厂用NaCl电解液加工一种铝零件，加工余量为30cm3，要求2min电解加工完一个零件，求需要用多大的电流？如有2800A容量的直流电源，电解时间需要多
少？（ω=124mm3/（A·h），η=96%）
2.需要线切割加工如下图所示的轨迹，编写线切割加工轨迹控制的3B程序。
江苏省教育考试院
第二篇：特种加工教案
课题：概论 课时：2 授课：尹有根
教学目标：特种加工的概念、特点及发展、分类 教学重点：1 特种加工的特点及发展 特种加工的分类
1.1 特种加工的概念
一、引入课题:特种加工产生的条件，之所以产生特种加工普通机械加工满足不了加工的要求。一些难加工的材料、一些有特殊要求的零件、加工效率（生产率）、生产成本等等都需要特种加工。比较普通加工与特种加工的区别来引入课题。
二、讲课内容
1、特种加工的产生及定义
随着社会生产的需要和科学技术的进步，20世纪40年代，前苏联科学家拉扎连柯夫妇研究开关触点遭受火花放电腐蚀损坏的现象和原因，发现电火花的瞬时高温可使局部的金属熔化、气化而被腐蚀掉，开创和发明了电火花加工。后来，由于各种先进技术的不断应用，产生了多种有别于传统机械加工的新加工方法。这些新加工方法从广义上定义为特种加工(NTM，Non-Traditional Machining)，也被称为非传统加工技术，其加工原理是将电、热、光、声、化学等能量或其组合施加到工件被加工的部位上，从而实现材料去除。
©可播放特种加工的一些视频。1.2 特种加工的特点及发展 1.3 特种加工的分类
一、复习旧课:特种加工产生的原因及定义。
二、引入新课：特种加工范围广但有一些共性。与机械加工比起来有以下的一江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
些特点。
三、讲课内容
1、与传统的机械加工相比，特种加工的不同点是：(1)不是主要依靠机械能，而是主要用其他能量(如电、化学、光、声、热等)去除金属材料。
(2)加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力，故加工的难易与工件硬度无关。
(3)各种加工方法可以任意复合、扬长避短，形成新的工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。
正因为特种加工工艺具有上述特点，所以就总体而言，特种加工可以加工任何硬度、强度、韧性、脆性的金属或非金属材料，且专长于加工复杂、微细表面和低刚度的零件。
2、特种加工技术的研究主要表现在以下几个方面：
(1)微细化。
(2)特种加工的应用领域正在拓宽。
(3)广泛采用自动化技术。
3、我国特种加工技术的发展情况
我国的特种加工技术起步较早。20世纪50年代中期我国工厂已设计研制出电火花穿孔机床，60年代末上海电表厂张维良工程师在阳极—机械切割的基础上发明了我国独创的快走丝线切割机床，4、特种加工的分类
分类没有明确的规定，一般按能量来源和作用形式以及加工原理可分为表1-1所示的形式
表1-1 常用特种加工方法的分类
江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
依据工件材料、尺寸、形状、精度、生产率、经济性等情况作具体分析，区别对待，合理选择特种加工方法。如表1-2所示
表1-2 几种常见特种加工方法的综合比较
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四、总结：
1、特种加工的特点和发展方向。
2、特种加工的分类
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课题：第二章 电火花加工
2.1电火花加工的基本原理及其分类 2.2 电火花加工的机理 课时：2 授课：尹有根
教学目标：电火花加工的物理本质及特点 教学重点：1电火花加工的基本原理及其分类
2电火花加工的机理
2.1 电火花加工的物理本质及特点
一、复习旧课：与机械加工比较特种加工的特点及它的发展方向和分类。
二、引入新课:电火花加工是特种加工的典型代表。我们看见电火花加工中有火花产生材料就被蚀除掉了这是什么原因呢？
三、讲课内容：
1、电火花加工的物理本质
电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。分为以下几个阶段(如图2-1所示)：
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图2-1 电火花加工原理
(1)极间介质的电离、击穿，形成放电通道(如图2-1(a)所示)。(2)电极材料的熔化、气化热膨胀(如图2-1(b)、(c)所示)。(3)电极材料的抛出(如图2-1(d)所示)。
(4)极间介质的消电离(如图2-1(e)所示)。加工液流入放电间隙，将电蚀产物及残余的热量带走，并恢复绝缘状态。
上述步骤(1)～(4)在一秒内约数千次甚至数万次地往复式进行，即单个脉冲放电结束，经过一段时间间隔(即脉冲间隔)使工作液恢复绝缘后，第二个脉冲又作用到工具电极和工件上，又会在当时极间距离相对最近或绝缘强度最弱处击穿放电，蚀出另一个小凹坑。(如图2-2所示)。所以电火花加工是大量的微小放电痕迹逐渐累积而成的去除金属的加工方式。
图2-2 电火花表面局部放大图
2、电火花加工、电火花线切割加工的特点 1）．共同特点(1)二者的加工原理相同，都是通过电火花放电产生的热来熔解去除金属的，所以二者加工材料的难易与材料的硬度无关，加工中不存在显著的机械切削力。(2)二者的加工机理、生产率、表面粗糙度等工艺规律基本相似，可以加工硬质合金等一切导电材料。(3)最小角部半径有限制。电火花加工中最小角部半径为加工间隙，6 线切割加工中最小角部半径为电极丝的半径加上加工间隙。江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
2）．不同特点
(1)从加工原理来看，电火花加工是将电极形状复制到工件上的一种工艺方法(如图2-3所示)。而线切割加工是利用移动的细金属导线(铜丝或钼丝)做电极，对工件进行脉冲火花放电，切割成型的一种工艺方法，如图2-4所示。
图2-3 电火花加工
图2-4 线切割加工
(2)从产品形状角度看，电火花加工必须先用数控加工等方法加工出与产品形状相似的电极；线切割加工中产品的形状是通过工作台按给定的控制程序移动
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而合成的，只对工件进行轮廓图形加工，余料仍可利用。
(3)从电极角度看，电火花加工必须制作成型用的电极(一般用铜、石墨等材料制作而成)；线切割加工用移动的细金属导线(铜丝或钼丝)做电极。(4)从电极损耗角度看，电火花加工中电极相对静止，易损耗，故通常采用多个电极加工；而线切割加工中由于电极丝连续移动，使新的电极丝不断地补充和替换在电蚀加工区受到损耗的电极丝，避免了电极损耗对加工精度的影响。(5)从应用角度看，电火花加工可以加工通孔、盲孔，特别适宜加工形状复杂的塑料模具等零件的型腔以及刻文字、花纹等(如图2-5(a)所示)；而线切割加工只能加工通孔，能方便地加工出小孔、形状复杂的窄缝及各种形状复杂的零件(如图2-5(b)所示)。
(a)电火花加工产品(b)线切割加工产品 图2-5 加工产品实例
四、总结：
1、电火花加工的物理本质
2、电火花加工、电火花线切割加工的异同点
五、作业：
1、电火花加工的物理本质是什么？
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2、电火花加工与电火花线切割加工的异同点是什么？ 课题：第二章 电火花加工
2.3电火花加工的一些基本规律 课时：2 授课：尹有根
教学目标：电火花加工的一些基本规律 教学重点：1电火花加工的一些基本规律
一、复习旧课：电火花加工的特点
二、引入新课：表面粗糙度、加工精度时电火花加工两个中的指标。
三、讲课内容：
１、影响表面粗糙度的主要因素 电火花加工表面粗糙度的形成与切削加工不同，它是由若干电蚀小凹坑组成的，能存润滑油，其耐磨性比同样粗糙度的机加工表面要好。
当峰值电流一定时，脉冲宽度越大，单个脉冲的能量就大，放电腐蚀的凹坑也越大、越深，所以表面粗糙度就越差。
在脉冲宽度一定的条件下，随着峰值电流的增加，单个脉冲能量也增加，表面粗糙度就变差。
在一定的脉冲能量下，不同的工件电极材料表面粗糙度值大小不同，熔点高的材料表面粗糙度值要比熔点低的材料小。
工具电极表面的粗糙度值大小也影响工件的加工表面粗糙度值。由于电极的相对运动，工件侧边的表面粗糙度值比端面小。干净的工作液有利于得到理想的表面粗糙度。２、影响加工精度的主要因素
1）．放电间隙
间隙大小对形状精度也有影响，间隙越大，则复制精度越差，特别是对复杂形状的加工表面。
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2）．加工斜度
进入行腔后二次放电，产生加工斜度。3）．工具电极的损耗
工具电极的损耗锥度反映到工件上是加工斜度。３、电火花加工表面变化层和机械性能
图3-11 电火花加工表面变化层
２）表面变化层的机械性能 ※显微硬度及耐磨性
工件在加工前由于热处理状态及加工中脉冲参数不同，加工后的表面层显微硬度变化也不同。加工后表面层的显微硬度一般比较高，但由于加工电参数、冷却条件及工件材料热处理状况不同，有时显微硬度会降低。※残余应力
电火花表面存在着由于瞬时先热后冷作用而形成的残余应力，而且大部分表现为拉应力。※ 疲劳性能
电火花加工后，工件表面变化层金相组织的变化，会使耐疲劳性能比机械加工表面低许多倍。
４、电火花加工的稳定性 1）．电规准与加工稳定性
一般来说，单个脉冲能量较大的规准，容易达到稳定加工。
在微细加工、排屑条件很差、电极与工件材料不太合适时，可增加间隔来改善加工的不稳定性，但这样会引起生产率下降。
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对每种电极材料对，必须有合适的加工波形和适当的击穿电压，才能实现稳定加工。当平均加工电流超过最大允许加工电流密度时，将出现不稳定现象。2）．电极进给速度
电极的进给速度与工件的蚀除速度应相适应，这样才能使加工稳定进行。进给速度大于蚀除速度时，加工不易稳定。3）．蚀除物的排除情况 4）．电极材料及工件材料
对于钢工件，各种电极材料的加工稳定性好坏次序如下：
紫铜(铜钨合金、银钨合金)> 铜合金(包括黄铜)> 石墨 > 铸铁 > 不相同的钢 > 相同的钢；
淬火钢比不淬火钢工件加工时稳定性好；硬质合金、铸铁、铁合金、磁钢等工件的加工稳定性差。5）．极性
6）．加工形状
５、合理选择电火花加工工艺
一般来说，主要采用两种方法来处理：第一，先主后次，如在用电火花加工去除断在工件中的钻头、丝锥时，应优先保证速度，因为此时工件的表面粗糙度、电极损耗已经不重要了；第二，采用各种手段，兼顾各方面。其中主要常见的方法有：
(1)粗、中、精逐挡过渡式加工方法。
(2)先用机械加工去除大量的材料，再用电火花加工保证加工精度和加工质量。(3)采用多电极。在加工中及时更换电极，当电极绝对损耗量达到一定程度时，及时更换，以保证良好的加工质量。
四、总结
１、影响表面粗糙度、加工精度的因素
２、如何控制电火花加工表面变化层和机械性能、加工的稳定性
不合适的极性可能导致加工极不稳定 江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
３、如何合理选择电火花加工工艺
电火花加工机床简介
一、复习旧课: 电火花加工的物理本质及电火花加工、电火花线切割加工的异同点。
二、引入课题:知道了电火花加工的本质，接下来分开来介绍电火花加工和线切割加工。先看看电火花加工。
三、讲课内容：
1、机床型号、规格、分类
我国国标规定，电火花成型机床均用D71加上机床工作台面宽度的1/10表示。例如D7132中，D表示电加工成型机床(若该机床为数控电加工机床，则在D后加K，即DK)；71表示电火花成型机床；32表示机床工作台的宽度为320 mm。
电火花加工机床按其大小可分为小型(D7125以下)、中型(D7125～D7163)和大型(D7163以上)；按数控程度分为非数控、单轴数控和三轴数控。
2、电火花加工机床结构 电火花加工机床主要由机床本体、脉冲电源、自动进给调节系统、工作液过滤和循环系统、数控系统等部分组成，如图2-6所示。
江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
图2-6 电火花机床
1）、机床本体
机床本体主要由床身、立柱、主轴头及附件、工作台等部分组成。
机床主轴头和工作台常有一些附件，如可调节工具电极角度的夹头、平动头、油杯等。本节主要介绍平动头。
在电火花加工中当用一个电极进行粗加工时，将工件的大部分余量蚀除掉后，其底面和侧壁四周的表面粗糙度很差，为了将其修光，就得转换规准逐挡进行修整。但由于中、精加工规准的放电间隙比粗加工规准的放电间隙小，若不采取措施则四周侧壁就无法修光了。平动头就是为解决修光侧壁和提高其尺寸精度而设计的。
平动头是一个使装在其上的电极能产生向外机械补偿动作的工艺附件。平动头的动作原理是：利用偏心机构将伺服电机的旋转运动通过平动轨迹保持机构转化成电极上每一个质点都能围绕其原始位置在水平面内作平面小圆周运动，许多小圆的外包络线面积就形成加工横截面积，如图2-7所示，其中每个质点运动轨迹的半径就称为平动量，其大小可以由零逐渐调大，以补偿粗、中、精加工的电火花放电间隙δ之差，从而达到修光型腔的目的。
江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
图2-7平动头扩大间隙原理图
(a)机械式平动头(b)数控平动头
图2-8平动头外形
2）、脉冲电源
在电火花加工过程中，脉冲电源的作用是把工频正弦交流电流转变成频率较高的单向脉冲电流，向工件和工具电极间的加工间隙提供所需要的放电能量以蚀除金属。
脉冲电源输入为380 V、50 Hz的交流电，其输出应满足如下要求：(1)要有一定的脉冲放电能量，否则不能使工件金属气化。
(2)火花放电必须是短时间的脉冲性放电，这样才能使放电产生的热量来不及扩散到其他部分，从而有效地蚀除金属，提高成型性和加工精度。
(3)脉冲波形是单向的，以便充分利用极性效应，提高加工速度和降低工具电极损耗。
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(4)脉冲波形的主要参数(峰值电流、脉冲宽度、脉冲间歇等)有较宽的调节范围，以满足粗、中、精加工的要求。
(5)有适当的脉冲间隔时间，使放电介质有足够时间消除电离并冲去金属颗粒，以免引起电弧而烧伤工件。※弛张式脉冲电源
弛张式脉冲电源是最早使用的电源，它是利用电容器充电储存电能，弛张式脉冲电源结构简单，使用维修方便，加工精度较高，粗糙度值较小，但生产率低，电能利用率低，加工稳定性差，故目前这种电源的应用已逐渐减少。如图2-9所示
图2-9 RC线路脉冲电源
※闸流管脉冲电源
闸流管是一种特殊的电子管，当对其栅极通入一脉冲信号时，便可控制管子的导通或截止，输出脉冲电流。由于这种电源的电参数与加工间隙无关，故又称为独立式电源。闸流管脉冲电源的生产率较高，加工稳定，但脉冲宽度较窄，电极损耗较大。※晶体管脉冲电源 晶体管脉冲电源其输出功率大，电规准调节范围广，电极损耗小，故适应于型孔、型腔、磨削等各种不同用途的加工。晶体管脉冲电源已越来越广泛地应用在电火花加工机床上。
四、总结
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1、电火花机床型号、规格、分类
2、电火花机床的机床本体和脉冲电源的结构和特点 课题：第二章 电火花加工 2.4电火花加工的脉冲电源
2.5 电火花加工的自动进给调节系统 2.6 电火花加工机床 课时：2 授课：尹有根
教学目标：1.电火花加工的脉冲电源、自动进给调节系统
2.电火花加工机床
教学重点：1.电火花加工的脉冲电源、自动进给调节系统
2.电火花加工机床
一、复习旧课：电火花机床型号、规格、分类及电火花机床的机床本体和脉冲电源的结构和特点。
二、引入新课：上次课介绍了电火花的平动头和脉冲电源是电火花机床厂家的核心机密，今天继续看以下另外的两个部件。
三、讲课内容
3、自动进给调节系统
在电火花成型加工设备中，自动进给调节系统占有很重要的位置，它的性能直接影响加工稳定性和加工效果。
电火花成型加工的自动进给调节系统，主要包含伺服进给系统和参数控制系统。伺服进给系统主要用于控制放电间隙的大小，而参数控制系统主要用于控制电火花成型加工中的各种参数(如放电电流、脉冲宽度、脉冲间隔等)，以便能够获得最佳的加工工艺指标等。1)伺服进给系统的作用及要求
在电火花成型加工中，电极与工件必须保持一定的放电间隙。伺服进
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给系统一般有如下要求
(1)有较广的速度调节跟踪范围。(2)有足够的灵敏度和快速性。(3)有较高的稳定性和抗干扰能力。
这里简单介绍电液压式伺服进给系统的原理。2)电液压式伺服进给系统
图2-10所示为DYT-2型液压主轴头的喷嘴—挡板式调节系统的工作原理图。
图2-10 喷嘴—挡板式电液压自动调节器工作原理
当放电间隙短路时，动圈两端电压为零，此时动圈不受电磁力的作用，挡板受弹簧力处于最高位置Ⅰ，喷嘴与挡板门开口为最大，使工作液流经喷嘴的流量为最大，上油腔的压力下降到最小值，致使上油腔压力小于下油腔压力，故活塞杆带动工具电极上升。当放电间隙开路时，动圈电压最大，挡板被磁力吸引下移到最低位置Ⅲ，喷嘴被封闭，上、下油腔压强相等，但因下油腔工作面积小于上油腔工作面积，活塞上的向下作用力大于向上作用力，活塞杆下降。当放电间隙最佳时，电动力使挡板处于平衡位置Ⅱ，活塞处于静止状态。
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4、工作液过滤和循环系统
电火花加工中的蚀除产物，一部分以气态形式抛出，其余大部分是以球状固体微粒分散地悬浮在工作液中，直径一般为几微米。随着电火花加工的进行，蚀除产物越来越多，充斥在电极和工件之间，或粘连在电极和工件的表面上。蚀除产物的聚集，会与电极或工件形成二次放电。为了改善电火花加工的条件，一种办法是使电极振动，以加强排屑作用；另一种办法是对工作液进行强迫循环过滤，以改善间隙状态。
图2-11 工作液循环系统油路图
四、总结：
1、自动进给调节系统特点及工作原理
2、工作液过滤和循环系统作用
2.2 电火花加工机床简介
一、复习旧课: 自动进给调节系统特点及工作原理并工作液过滤和循环系统作用。
二、引入新课：现今各种加工机床都以数控化，接下来我们来看一下电火花机床的数控系统功能。
三、讲课内容：
5、数控系统
1)数控电火花机床的类型
根据机床的数控坐标轴的数目，目前常见的数控机床有三轴数控电火花机床、四轴三联动数控电火花机床、四轴联动或五轴联动甚至六轴联动电火花加工机床。
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现在部分数控电火花机床还带有工具电极库，在加工中可以根据事先编制好的程序，自动更换电极。
2)数控电火花机床的数控系统工作原理
数控电火花机床能实现工具电极和工件之间的多种相对运动，可以用来加工多种较复杂的型腔。目前，绝大部分电火花数控机床采用国际上通用的ISO代码进行编程、程序控制、数控摇动加工等，具体内容如下：
(ISO代码编程ISO代码是国际标准化机构制定的用于数控编码和程序控制的一种标准代码。代码主要有G指令(即准备功能指令)和M指令(即辅助功能指令)，具体见表2-1。
表2-1 常用的电火花数控指令
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表2-2 工作坐标系
以上代码，绝大部分与数控铣床、车床的代码相同，只有G54、G80、G82、M05等是以前接触较少的指令，其具体用法如下：
图2-12 工作坐标系切换
一般的慢走丝线切割机床和部分快走丝线切割机床都有几个或几十个工作坐标系，可以用G54、G55、G56等指令进行切换(如表2-2所示)。如图2-12所示，可以通过如下指令切换工作坐标系。G92 G54 X0 Y0； G00 X20.Y30.； G92 G55 X0 Y0；
这样通过指令，首先把当前的O点定义为工作坐标系0的零点，然后分别把X、Y轴快速移动20 mm、30 mm到达点O‘，并把该点定义为工作坐标系1的零点。G80:
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含义：接触感知。
格式：G80 轴＋方向
如：G80 X－； /电极将沿X轴的负方向前进，直到接触到工件，然后停在那里
G82：
含义：移动到原点和当前位置一半处。
格式：G82轴
如：G92 X100.;/将当前点的X坐标定义为100.G82 X;/将电极移到当前坐标系X=50.的地方 M05：
含义：忽略接触感知，只在本段程序起作用。
如：G80 X－； /X轴负方向接触感知 G90 G92 X0 Y0； /设置当前点坐标为(0，0)M05 G00 X10./忽略接触感知且把电极向X轴正方向移动10 mm
图2-13 工件找正图
以上代码通常用在加工前电极的定位上，具体实例如下：
如图2-13所示，ABCD为矩形工件，AB、BC边为设计基准，现欲用电火花加工一圆形图案，图案的中心为O点，O到AB边、BC边的距离如图中所标。已知圆形电极的直径为20 mm，请写出电极定位于O点的具体过程。首先将电极移到工件AB的左边，Y轴坐标大致与O点相同，然后执行如下指
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G80 X+;G90 G92 X0;M05 G00 X－10.； G91 G00 Y－38.； G90 G00 X50.； G80 Y+； G92 Y0；
M05 G00 Y－2.；/电极与工件分开，2 mm表示为一小段距离 G91 G00 Z10.； /将电极底面移到工件上面
G90 G00 X50.Y28.；
四、总结
电火花加工机床的数控系统的功能指令和编程方法 课题：第二章 电火花加工 2.7电火花穿孔成形加工 课时：2 授课：尹有根
教学目标：电火花穿孔成形加工 教学重点：电火花穿孔成形加工方法
4.1 电火花加工方法
1、穿孔加工方法
一、复习旧课：影响表面粗糙度、加工精度的因素，如何合理选择电火花加工工艺
二、引入新课：电火花加工主要由三部分组成：电火花加工的准备工作、电火花加工、电火花加工检验工作。其中电火花加工可以加工通孔和盲孔，前者习惯称为电火花穿孔加工，后者习惯上称为电火花成型加工。它们不仅是名称不同，而且加工工艺方法有着较大的区别，本章将分别加以介绍。
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三、讲课内容：
1、电火花穿孔加工方法
电火花穿孔加工一般应用于冲裁模具加工、粉末冶金模具加工、拉丝模具加工、螺纹加工等。1）．间接法 间接法是指在模具电火花加工中，凸模与加工凹模用的电极分开制造，首先根据凹模尺寸设计电极，然后制造电极，进行凹模加工，再根据间隙要求来配制凸模。图4-1为间接法加工凹模的过程。间接法的优点是：
图4-1 间接法
(1)可以自由选择电极材料，电加工性能好。
(2)因为凸模是根据凹模另外进行配制，所以凸模和凹模的配合间隙与放电间隙无关。
间接法的缺点是：电极与凸模分开制造，配合间隙难以保证均匀。2）．直接法 直接法适合于加工冲模，是指将凸模长度适当增加，先作为电极加工凹模，然后将端部损耗的部分去除直接成为凸模直接法加工的凹模与凸模的配合间隙靠调节脉冲参数、控制火花放电间隙来保证。直接法的优点是：
(1)可以获得均匀的配合间隙、模具质量高。
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(2)无须另外制作电极。(3)无须修配工作，生产率较高。直接法的缺点是：
(1)电极材料不能自由选择，工具电极和工件都是磁性材料，易产生磁性，电蚀下来的金属屑可能被吸附在电极放电间隙的磁场中而形成不稳定的二次放电，使加工过程很不稳定，故电火花加工性能较差。(2)电极和冲头连在一起，尺寸较长，磨削时较困难。3).混合法 混合法也适用于加工冲模，是指将电火花加工性能良好的电极材料与冲头材料粘结在一起，共同用线切割或磨削成型，然后用电火花性能好的一端作为加工端，将工件反置固定，用“反打正用”的方法实行加工。(如图4-2所示)。
图4-2 混合法
混合法的特点是：
(1)可以自由选择电极材料，电加工性能好。(2)无须另外制作电极。
(3)无须修配工作，生产率较高。(4)电极一定要粘结在冲头的非刃口端
4).阶梯工具电极加工法 阶梯工具电极加工法在冷冲模具电火花成型加工中极为普遍，其应用方面有两种：
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(1)无预孔或加工余量较大时，可以将工具电极制作为阶梯状，将工具电极分为两段，即缩小了尺寸的粗加工段和保持凸模尺寸的精加工段。
(2)在加工小间隙、无间隙的冷冲模具时，配合间隙小于最小的电火花加工放电间隙，用凸模作为精加工段是不能实现加工的，则可将凸模加长后，再加工或腐蚀成阶梯状，使阶梯的精加工段与凸模有均匀的尺寸差，通过加工规准对放电间隙尺寸的控制，使加工后符合凸凹模配合的技术要求
图4-3 用阶梯工具电极加工冲模
四、总结：电火花穿孔加工的方法
一、复习旧课：电火花加工机床的数控系统的功能指令和编程方法
二、引入新课：如前面所述，普通电火花加工机床为了修光侧壁和提高其尺寸精度而添加平动头，使工具电极轨迹向外可以逐步扩张，即可以平动。对数控电火花机床，由于工作台是数控的，可以实现工件加工轨迹逐步向外扩张，即摇动，故数控电火花机床不需要平动头。
三、讲课内容：
3）数控电火花加工中摇动加工的作用是：
(1)可以精确控制加工尺寸精度。(2)可以加工出复杂的形状，如螺纹。(3)可以提高工件侧面和底面的表面粗糙度。(4)可以加工出清棱、清角的侧壁和底边。
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(5)变全面加工为局部加工，有利于排屑和加工稳定。
(6)对电极尺寸精度要求不高。
摇动的轨迹除了可以像平动头的小圆形轨迹外，数控摇动的轨迹还有方形、菱形、叉形和十字形，且摇动的半径可为9.9 mm以内任一数值。4）摇动加工的编程代码各公司均自己规定。以汉川机床厂和日本沙迪克公司为例，摇动加工的指令代码如下(参见书表2-3)：
5）数控摇动的伺服方式共有以下三种(如图2-14所示)：(1)自由摇动。选定某一轴向(例如Z轴)作为伺服进给轴，其他两轴进行摇动运动(如图2-14(a)所示),沿各轴方向可能出现不规则的进进退退。(2)步进摇动。在某选定的轴向作步进伺服进给，每进一步的步距为2 μm，其他两轴作摇动运动(如图2-14(b)所示)。例如： 步进摇动限制了主轴的进给动作，使摇动动作的循环成为优先动作。步进摇动用在深孔排屑比较困难的加工中。它较自由摇动的加工速度稍慢，但更稳定，没有频繁的进给、回退现象。
(3)锁定摇动。在选定的轴向停止进给运动并锁定轴向位置，其他两轴进行摇动运动。在摇动中，摇动半径幅度逐步扩大，主要用于精密修扩内孔或内腔(如图2-14(c)所示)。例如： 锁定摇动能迅速除去粗加工留下的侧面波纹，是达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。如果锁定后作圆轨迹摇动，则还能在孔内滚花、加工出内花纹等。
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图2-14 数控摇动的伺服方式
6.电火花机床常见功能
四、总结
1、电火花加工机床的数控系统的摇动功能
2、电火花机床常见功能
课题：第三章 电火花线切割加工
3.1电火花线切割加工原理、特点及应用范围
3.2电火花线切割加工设备 课时：2 授课：尹有根
教学目标：1电火花线切割加工原理、特点及应用范围
2电火花线切割加工设备
教学重点：1.电火花线切割加工原理、特点及应用范围
电火花机床的常见功能如下：(1)回原点操作功能。
(2)置零功能。将当前点的坐标设置为零。(3)接触感知功能。让电极与工件接触，以便定位。(4)其他常见功能
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一、复习旧课：电火花加工机床的数控系统的摇动功能 和电火花机床常见功能
二、引入新课：电火花的另一类加工就是线切割加工，利用电火花放电能腐蚀原理，工具电极是电极丝，用数控系统控制运动方向和位置来实现加工，接着我们来看它。
三、讲课内容：
1、机床分类、型号
※分类 线切割加工机床可按多种方法进行分类，通常按电极丝的走丝速度分成快速走丝线切割机床(WEDM-HS)与慢速走丝线切割机床(WEDM-LS)。1)快速走丝线切割机床
快速走丝线切割机床的电极丝作高速往复运动，一般走丝速度为8～10 m/s，是我国独创的电火花线切割加工模式。快速走丝线切割机床上运动的电极丝能够双向往返运行，重复使用，直至断丝为止。线电极材料常用直径为0.10～0.30 mm的钼丝(有时也用钨丝或钨钼丝)。对小圆角或窄缝切割，也可采用直径为0.6 mm的钼丝。工作液通常采用乳化液。快速走丝线切割机床结构简单、价格便宜、生产率高，但由于运行速度快，工作时机床震动较大。钼丝和导轮的损耗快，加工精度和表面粗糙度就不如慢速走丝线切割机床，其加工精度一般为0.01～0.02 mm，表面粗糙度Ra为1.25～2.5 μm。2)慢速走丝线切割机床 慢速走丝线切割机床走丝速度低于0.2 m/s。常用黄铜丝(有时也采用紫铜、钨、钼和各种合金的涂覆线)作为电极丝，铜丝直径通常为0.10～0.35 mm。电极丝仅从一个单方向通过加工间隙，不重复使用，避免了因电极丝的损耗而降低加工精度。同时由于走丝速度慢，机床及电极丝的震动小，因此加工过程平稳，加工精度高，可达0.005 mm，表面粗糙度Ra≤0.32 μm。
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慢速走丝线切割机床的工作液一般采用去离子水、煤油等，生产率较高。
慢走丝机床主要由日本、瑞士等国生产，目前国内有少数企业引进国外先进技术与外企合作生产慢走丝机床。
※型号 国标规定的数控电火花线切割机床的型号，如DK7725的基本含义为：D为机床的类别代号，表示是电加工机床；K为机床的特性代号，表示是数控机床；第一个7为组代号，表示是电火花加工机床，第二个7为系代号(快走丝线切割机床为7，慢走丝线切割机床为6，电火花成型机床为1)；25为基本参数代号，表示工作台横向行程为250 mm。
2、快走丝线切割机床简介 主要由机床本体、脉冲电源、数控系统和工作液循环系统组成
1）机床本体
机床本体主要由床身、工作台、运丝机构和丝架等组成，具体介绍如下：
（1）床身
床身是支承和固定工作台、运丝机构等的基体。因此，要求床身应有一定的刚度和强度，一般采用箱体式结构。床身里面安装有机床电气系统、脉冲电源、工作液循环系统等元器件。
（2）工作台
目前在电火花线切割机床上采用的坐标工作台，大多为X、Y方向线性运动。
（3）运丝机构
在快走丝线切割加工时，电极丝需要不断地往复运动，这个运动是由运丝机构来完成的。最常见的运丝机构是单滚筒式，电极丝绕在储丝筒上，并由丝筒作周期性的正反旋转使电极丝高速往返运动。储丝筒轴向往复运动的换向及行程长短由无触点接近开关及其撞杆控制(如图2-15中的5、4)，调整撞杆的位置即可调节行程的长短。
这种形式的运丝机构的优点是结构简单、维护方便，因而应用广泛。其缺点是绕
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丝长度小，电动机正反转动频繁，电极丝张力不可调。
图2-15 快走丝线切割机床结构图
（4）丝架 运丝机构除上面所叙述的内容外，还包括丝架。丝架的主要作用是在电极丝快速移动时，对电极丝起支撑作用，并使电极丝工作部分与工作台平面保持垂直，有些机床可实现锥度加工。2）脉冲电源 电火花线切割加工的脉冲电源与电火花成型加工作用的脉冲电源在原理上相同，不过受加工表面粗糙度和电极丝允许承载电流的限制，线切割加工脉冲电源的脉宽较窄(2～60 μs)，单个脉冲能量、平均电流(1～5 A)一般较小，所以线切割总是采用正极性加工。3）数控系统
数控系统在电火花线切割加工中起着重要作用，具体体现在两方面：(1)轨迹控制作用。(2)加工控制。
目前绝大部分机床采用数字程序控制，并且普遍采用绘图式编程技术，操作者首先在计算机屏幕上画出要加工的零件图形，线切割专用软件。4）工作液循环系统 主要包括工作液箱、工作液泵、流量控制阀、进液管、回液管和过滤网罩等。
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四、总结
1、电火花线切割机床分类、型号
2、快走丝线切割机床
2.3 电火花线切割加工机床简介之
2.3.3 慢走丝线切割机床 2.3.4 线切割机床常见的功能
一、复习旧课：电火花线切割机床分类、型号和快走丝线切割机床
二、引入新课：讲完快走丝线切割机床我们来看看高精度的高成本慢走丝线切割机床及线切割机床常见的功能。
三、讲课内容：
3、慢走丝线切割机床简介 同快走丝线切割机床一样，慢走丝线切割机床也是由机床本体、脉冲电源、数控系统等部分组成的。但慢走丝线切割机床的性能大大优于快走丝线切割机床，其结构具有以下特点： 1）主体结构
（1）机头结构 机床和锥度切割装置(U，V轴部分)实现了一体化，并采用了桁架铸造结构，从而大幅度地强化了刚度。（2）主要部件 精密陶瓷材料大量用于工作臂、工作台固定板、工件固定架、导丝装置等主要部件，实现了高刚度和不易变形的结构。（3）工作液循环系统
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慢走丝线切割机床大多数采用去离子水作为工作液，在较精密加工时，慢走丝线切割机床采用绝缘性能较好的煤油作为工作液。2）走丝系统
慢走丝线切割机床的电极丝在加工中是单方向运动。在走丝过程中，电极丝由储丝筒出丝，由电极丝输送轮收丝。慢走丝系统一般由以下几部分组成：储丝筒、导丝机构、导向器、张紧轮、压紧轮、圆柱滚轮、断丝检测器、电极丝输送轮、其他辅助件(如毛毡、毛刷)等。
4、线切割机床常见的功能 下面简单介绍线切割机床较常见的功能。
(1)模拟加工功能。模拟显示加工时电极丝的运动轨迹及其坐标。
(2)短路回退功能。加工过程中若进给速度太快而电腐蚀速度慢，在加工时出现短路现象，控制器会改变加工条件并沿原来的轨迹快速后退，消除短路，防止断丝。
(3)回原点功能。遇到断丝或其他一些情况，需要回到起割点，可用此操作。(4)单段加工功能。加工完当前段程序后自动暂停，并有相关提示信息，如：单段停止!按OFF键停止加工，按RST键继续加工。此功能主要用于检查程序每一段的执行情况。
(5)暂停功能。暂时中止当前的功能。
(6)MDI功能。手动数据输入方式输入程序功能。
(7)进给控制功能。能根据加工间隙的平均电压或放电状态的变化，通过取样、变频电路，不断定期地向计算机发出中断申请，自动调整伺服进给速度，保持平均放电间隙，使加工稳定，提高切割速度和加工精度。
(8)间隙补偿功能。线切割加工数控系统所控制的是电极丝中心移动的轨迹。因此，加工零件时有补偿量，其大小为单边放电间隙与电极丝半径之和。(9)自动找中心功能。电极丝能够自动找正后停在孔中心处。
(10)信息显示功能。可动态显示程序号、计数长度、电规准参数、切割轨迹图形
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等参数。
(11)断丝保护功能。在断丝时，控制机器停在断丝坐标位置上，等待处理，同时高频停止输出脉冲，丝筒停止运转。
(12)停电记忆功能。可保存全部内存加工程序，当前没有加工完的程序可保持24小时以内，随时可停机。
(13)断电保护功能。在加工时如果突然发生断电，系统会自动将当时的加工状态记下来。
(14)分时控制功能。可以一边进行切割加工，一边编写另外的程序。(15)倒切加工功能
(16)平移功能。主要用在切割完当前图形后，在另一个位置加工同样图形等场合。这种功能可以省掉重新画图的时间。
(17)跳步功能。可以简化加工的操作过程。图中，实线为零件形状，虚线为电极丝路径。
(18)任意角度旋转功能。可以大大简化某些轴对称零件的程编工艺，如齿轮只需先画一个齿形，然后让它旋转几次，就可圆满完成。(19)代码转换功能。能将ISO代码转换为3B代码等。
(20)上下异性功能。可加工出上下表面形状不一致的零件，如上面为圆形，下面为方形等。
四、总结
1、慢走丝线切割机床
2、线切割机床常见的功能
五、作业
4、线切割机床有哪些常用的功能？
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3.1 电火花加工的常用术语
一、复习旧课:电火花线切割机床的简介
二、引入新课:要很好的掌握电火花加工，先要知道电火花加工有哪些常用术语。接下来就来看电火花加工的常用术语。
三、讲课内容
1、工具电极 电火花加工用的工具是电火花放电时的电极之一，故称为工具电极，有时简称电极。由于电极的材料常常是铜，因此又称为铜公(如图3-1所示)。
图3-1 电火花加工示意图
2、放电间隙 放电间隙是放电时工具电极和工件间的距离，它的大小一般在0.01～0.5 mm之间，粗加工时间隙较大，精加工时则较小。
3、脉冲宽度ti(μs)脉冲宽度简称脉宽(也常用ON、TON等符号表示)，是加到电极和工件上放电间隙两端的电压脉冲的持续时间(如图3-2所示)。
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图3-2 脉冲参数与脉冲电压、电流波形
4、脉冲间隔to(μs))脉冲间隔简称脉间或间隔(也常用OFF、TOFF表示)，它是两个电压脉冲之间的间隔时间(如图3-2所示)。
5、放电时间(电流脉宽)te(μs)放电时间是工作液介质击穿后放电间隙中流过放电电流的时间，即电流脉宽，它比电压脉宽稍小，二者相差一个击穿延时td。
6、击穿延时td(μs)从间隙两端加上脉冲电压后，一般均要经过一小段延续时间td，工作液介质才能被击穿放电，这一小段时间td称为击穿延时(见图3-2)。
7、脉冲周期tP(μs)一个电压脉冲开始到下一个电压脉冲开始之间的时间称为脉冲周期，显然tP=ti+to(见图3-2)。
8、脉冲频率fP(Hz)脉冲频率是指单位时间内电源发出的脉冲个数。显然，它与脉冲周期tP互为倒数，即
9、有效脉冲频率fe(HZ)
fp1tp 35 江苏省农林职业技术学院《特种加工技术》教案
有效脉冲频率是单位时间内在放电间隙上发生有效放电的次数，又称工作脉冲频率。
10、脉冲利用率λ 脉冲利用率λ是有效脉冲频率fe与脉冲频率fp之比，又称频率比，即
fe
11、脉宽系数τfp
脉宽系数是脉冲宽度ti与脉冲周期tp之比，其计算公式为
12、占空比ψ
tititptito 占空比是脉冲宽度ti与脉冲间隔to之比，ψ=ti/to。
13、开路电压或峰值电压(V)开路电压是间隙开路和间隙击穿之前td时间内电极间的最高电压(见图3-2)。
14、火花维持电压 火花维持电压是每次火花击穿后，在放电间隙上火花放电时的维持电压，一般在25 V左右，但它实际是一个高频振荡的电压(见图3-2)。
15、加工电压或间隙平均电压U(V)加工电压或间隙平均电压是指加工时电压表上指示的放电间隙两端的平均电压。
16、加工电流I(A)
加工电流是加工时电流表上指示的流过放电间隙的平均电流。
17、短路电流Is(A)短路电流是放电间隙短路时电流表上指示的平均电流。
18、峰值电流(A)峰值电流是间隙火花放电时脉冲电流的最大值(瞬时)，在日本、英国、美国常用Ip表示(见图3-2)。
19、短路峰值电流(A)
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ˆs 短路峰值电流是间隙短路时脉冲电流的最大值，它比峰值电流要大20％～Isi40％，与短路电流Is相差一个脉宽系数的倍数。
四、总结
特别是脉宽、脉间、峰值电压、电流等。
3.2 影响材料放电腐蚀的因素
一、复习旧课：电火花加工的常用术语有哪些、各自的定义
二、引入新课：讲完专业的术语对电火花的加工有所了解，接着便深入一些讲重点。极性效应和覆盖效应，电加工过程中两极间的腐蚀量是不同的。这跟电极采用不同的接法、放电间隙、脉宽、电流都有关。覆盖效应是在电极间形成碳素层覆盖可以保护电极的腐蚀。
1、极性效应对电蚀量的影响
在生产中，将工件接脉冲电源正极(工具电极接脉冲电源负极)的加工称为正极性加工(如图3-3所示)，反之称为负极性加工(如图3-4所示)。
图3-3 “正极性”接线法图 图3-4 “负极性”接线法图
在实际加工中，极性效应受到电极及电极材料、加工介质、电源种类、单个脉冲能量等多种因素的影响，其中主要原因是脉冲宽度。
在电场的作用下，放电通道中的电子奔向正极，正离子奔向负极。在窄脉宽度加工时，由于电子惯性小，运动灵活，大量的电子奔向正极，并轰击正极表面，使正极表面迅速熔化和气化；而正离子惯性大，运动缓慢，只有一小部分能够到
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达负极表面，而大量的正离子不能到达，因此电子的轰击作用大于正离子的轰击作用，正极的电蚀量大于负极的电蚀量，这时应采用正极性加工。
在宽脉冲宽度加工时，因为质量和惯性都大的正离子将有足够的时间到达负极表面，由于正离子的质量大，它对负极表面的轰击破坏作用要比电子强，同时到达负极的正离子又会牵制电子的运动，故负极的电蚀量将大于正极，这时应采用负极性加工。在实际加工中，要充分利用极性效应，正确选择极性，最大限度地提高工件的蚀除量，降低工具电极的损耗。
2、覆盖效应对电蚀量的影响 在材料放电腐蚀过程中，一个电极的电蚀产物转移到另一个电极表面上，形成一定厚度的覆盖层，这种现象叫做覆盖效应。合理利用覆盖效应，有利于降低电极损耗。在油类介质中加工时，覆盖层主要是石墨化的碳素层，其次是粘附在电极表面的金属微粒粘结层。
※碳素层的生成条件主要有以下几点：(1)要有足够高的温度。
(2)要有足够多的电蚀产物，尤其是介质的热解产物──碳粒子。(3)要有足够的时间，以便在这一表面上形成一定厚度的碳素层。(4)一般采用负极性加工，因为碳素层易在阳极表面生成。(5)必须在油类介质中加工。※影响覆盖效应的主要因素有如下：(1)脉冲参数与波形的影响。(2)电极对材料的影响。(3)工作液的影响。
(4)工艺条件的影响。覆盖层的形成还与间隙状态有关。
在电火花加工中，覆盖层不断形成，又不断被破坏。为了实现电极低损耗，达到
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提高加工精度的目的，最好使覆盖层形成与破坏的程度达到动态平衡。
3、电参数对电蚀量的影响 单个脉冲能量与平均放电电压、平均放电电流和脉冲宽度成正比。由上可见，要提高电蚀量，应增加平均放电电流、脉冲宽度及提高脉冲频率。但在实际生产中，这些因素往往是相互制约的。
4、金属材料对电蚀量的影响 当脉冲放电能量相同时，金属工件的熔点、沸点、比热容、熔化热、气化热等愈高，电蚀量将愈少，愈难加工。
5、工作液对电蚀量的影响 电火花加工一般在液体介质中进行。液体介质通常叫做工作液，※工作液作用主要是：
(1)压缩放电通道，并限制其扩展，使放电能量高度集中在极小的区域内，既加强了蚀除的效果，又提高了放电仿型的精确性。
(2)加速电极间隙的冷却和消电离过程，有助于防止出现破坏性电弧放电。(3)加速电蚀产物的排除。
(4)加剧放电的流体动力过程，有助于金属的抛出。
四、总结
1、极性效应
2、覆盖效应
3、其他因素的影响
五、作业
1．什么是极性效应？在电火花加工中如何充分利用极性效应？ 2．什么是覆盖效应？
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3.3 电火花加工工艺规律 3.3.1 影响加工速度的主要因素
一、复习旧课：极性效应、覆盖效应、其他因素对电火花腐蚀的影响
二、引入新课：讲述加工工艺规律的重要性，加工速度、加工精度、表面粗糙度之间的矛盾。
三、讲课内容：
１、加工速度定义：电火花成形加工的加工速度，是指在一定电规准下，单位时间内工件被蚀除的体积V或质量m。一般常用体积加工速度Vw=V/T(单位为mm3/min)来表示，有时为了测量方便，也用质量加工速度Vm=m/t(单位为g/min)表示。２、电规准的影响 1)． 脉冲宽度对加工速度的影响
单个脉冲能量的大小是影响加工速度的重要因素。对于矩形波脉冲电源，当峰值电流一定时，脉冲能量与脉冲宽度成正比。
图3-5 脉冲宽度与加工速度的关系曲线
2）．脉冲间隔对加工速度的影响
在脉冲宽度一定的条件下，若脉冲间隔减小，则加工速度提高(如图3-6)。若脉冲间隔过小，会因放电间隙来不及消电离引起加工稳定性变差，导致加工速度降低。
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图3-6 脉冲间隔与加工速度的关系曲线
3）．峰值电流的影响
当脉冲宽度和脉冲间隔一定时，随着峰值电流的增加，加工速度也增加(如图3-7)。
图3-7 峰值电流与加工速度的关系曲线
３、非电参数的影响 １）．加工面积的影响 图3-8是加工面积和加工速度的关系曲线。由图可知，加工面积较大时，它对加工速度没有多大影响。但若加工面积小到某一临界面积时，加工速度会显著降低，这种现象叫做“面积效应
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图3-8 加工面积与加工速度的关系曲线
2）．排屑条件的影响
在电火花加工过程中会不断产生气体、金属屑末和碳黑等，如不及时排除，则加工很难稳定地进行。加工稳定性不好，会使脉冲利用率降低，加工速度降低。为便于排屑，一般都采用冲油(或抽油)和电极抬起的办法。电极抬起有自适应“抬刀”和定时“抬刀”两种。3）．电极材料和加工极性的影响
在电参数选定的条件下，采用不同的电极材料与加工极性，加工速度也大不相同。采用石墨电极，在同样加工电流时，正极性比负极性加工速度高。
在加工中选择极性，不能只考虑加工速度，还必须考虑电极损耗。如用石墨做电极时，正极性加工比负极性加工速度高，但在粗加工中，电极损耗会很大。故在不计电极损耗的通孔加工、取折断工具等情况，用正极性加工；而在用石墨电极加工型腔的过程中，常采用负极性加工。
中等脉冲宽度、负极性加工时，石墨电极的加工速度高于铜电极的加工速度。在脉冲宽度较窄或很宽时，铜电极加工速度高于石墨电极。此外，采用石墨电极加工的最大加工速度，比用铜电极加工的最大加工速度的脉冲宽度要窄。4)．工件材料的影响
在同样加工条件下，选用不同工件材料，加工速度也不同。这主要取决于工件材料的物理性能(熔点、沸点、比热、导热系数、熔化热和汽化热等)。一般说来，工件材料的熔点、沸点越高，比热、熔化潜热和气化潜热越大，加工速度越低，即越难加工。5)．工作液的影响
在电火花加工中，工作液的种类、粘度、清洁度对加工速度有影响。就工作液的种类来说，大致顺序是：高压水>(煤油＋机油)>煤油>酒精水溶液。在电火花成形加工中，应用最多的工作液是煤油。
四、总结：
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１、电参数脉宽、脉间、峰值电流对加工速度的影响。２、非电参数对加工速度的影响。
3.3 电火花加工工艺规律 3.3.2 影响电极损耗的主要因素
一、复习旧课：电参数脉宽、脉间、峰值电流对加工速度的影响。非电参数对加工速度的影响。
二、引入新课：电极损耗是电火花成型加工中的重要工艺指标
三、讲课内容： １、电极损耗的定义
在生产中，常用相对损耗或损耗比作为衡量工具电极耐损耗的指标，即 电火花加工中，电极的相对损耗小于1%，称为低损耗电火花加工。２、电参数对电极损耗的影响 1)脉冲宽度的影响
在峰值电流一定的情况下，随着脉冲宽度的减小，电极损耗增大。脉冲宽度越窄，电极损耗θ上升的趋势越明显(如图3-９所示)。
图3-９ 脉冲宽度与电极相对损耗的关系
2)峰值电流的影响
用紫铜电极加工钢时，随着峰值电流的增加，电极损耗也增加。要降低电极损耗，应减小峰值电流。
由上可见，脉冲宽度和峰值电流对电极损耗的影响效果是综合性的。只有脉冲宽度和峰值电流保持一定关系，才能实现低损耗加工。
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3)脉冲间隔的影响 在脉冲宽度不变时，随着脉冲间隔的增加，电极损耗增大。
4)加工极性的影响
在其他加工条件相同的情况下，加工极性不同对电极损耗影响很大,一般情况下，采用石墨电极和铜电极加工钢时，粗加工用负极性，精加工用正极性。但在钢电极加工钢时，无论粗加工或精加工都要用负极性，否则电极损耗将大大增加。３、非电参数对电极损耗的影响 1)加工面积的影响
在脉冲宽度和峰值电流一定的条件下，加工面积对电极损耗影响不大，当电极相对损耗小于l%，并随着加工面积的继续增大，电极损耗减小的趋势越来越慢。当加工面积过小时，则随着加工面积的减小而电极损耗急剧增加。2)冲油或抽油的影响
冲油或抽油压力过大会加大电极的损耗。因为强迫冲油或抽油会使加工间隙的排屑和消电离速度加快，这样减弱了电极上的“覆盖效应”。
冲、抽油方式对电极损耗无明显影响，但对电极端面损耗的均匀性有较大区别。冲油时电极损耗呈凹形端面，抽油时则形成凸形端面。3)电极的形状和尺寸的影响
在电极材料、电参数和其他工艺条件完全相同的情况下，电极的形状和尺寸对电极损耗影响也很大,如图3-１0(a)所示的型腔，用整体电极加工较困难。在实际中首先加工主型腔(如图3-１0(b)所示)，再用小电极加工副型腔(如图3-１0(c)所示)。
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图3-10 分解电极图
4)工具电极材料的影响 工具电极损耗与其材料有关，损耗的大致顺序如下：银钨合金 < 铜钨合金 < 石墨(粗规准)< 紫铜 < 钢 < 铸铁 < 黄铜 < 铝。
四、总结
影响电极损耗的主要因素
4.1 电火花加工方法
2、成型加工方法
一、复习旧课：电火花穿孔加工的方法
二、引入新课：电火花成型加工和穿孔加工相比有哪些不同？
三、讲课内容：
※电火花成型加工和穿孔加工相比有下列特点：
(1)电火花成型加工为盲孔加工，工作液循环困难，电蚀产物排除条件差。(2)型腔多由球面、锥面、曲面组成，结构复杂。(3)材料去除量大，表面粗糙度要求严格。
(4)加工面积变化大，要求电规准的调节范围相应也大。※根据电火花成型加工的特点，在实际中通常采用如下方法： 1）.单工具电极直接成型法
单工具电极直接成型法是指采用同一个工具电极完成模具型腔的粗、中及精加工。
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图4-4 单工具电极直接成型法
2）.多电极更换法
多电极更换法是指根据一个型腔在粗、中、精加工中放电间隙各不相同的特点，采用几个不同尺寸的工具电极完成一个型腔的粗、中、精加工。
图4-5 多电极更换法
多电极更换加工法的优点:是仿型精度高，尤其适用于尖角、窄缝多的型腔模加工。它的缺点是需要制造多个电极、电极的依次更换需要有一定的重复定位精度。3）．分解电极加工法
分解电极加工法是根据型腔的几何形状，把电极分解成主型腔电极和副型腔电极，分别制造。先用主型腔电极加工出主型腔，后用副型腔电极加工尖角、窄缝等部位的副型腔。
4）．手动侧壁修光法简介
这种方法主要应用于没有平动头的非数控电火花加工机床。
四、总结
电火花成型加工主要方法
4.2 电火花加工准备工作
1、电极准备
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一、复习旧课：电火花成型加工主要方法
二、引入新课：电火花加工的加工辅助时间是比较多的。讲完加工的方法，让我们来看加工前的准备工作有哪些
三、讲课内容：
1、电极材料选择
不同的材料做电极对于电火花加工速度、加工质量、电极损耗、加工稳定性有重要的影响。目前常用的电极材料有紫铜(纯铜)、黄铜、钢、石墨、铸铁、银钨合金、铜钨合金等。
表4-1 电火花加工常用电极材料的性能
2、电极设计
在设计中，首先是详细分析产品图纸，确定电火花加工位置；第二是根据现有设备、材料、拟采用的加工工艺等具体情况确定电极的结构形式；第三是根据不同的电极损耗、放电间隙等工艺要求对照型腔尺寸进行缩放，同时要考虑工具电极各部位投入放电加工的先后顺序不同，工具电极上各点的总加工时间和损耗不同，同一电极上端角、边和面上的损耗值不同等因素来适当补偿电极。※电极的结构形式
(1)整体电极。整体式电极由一整块材料制成，若电极尺寸较大，则在内部
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设置减轻孔及多个冲油孔
(2)组合电极。组合电极是将若干个小电极组装在电极固定板上，可一次性同时完成多个成型表面电火花加工的电极。
(3)镶拼式电极。镶拼式电极是将形状复杂而制造困难的电极分成几块来加工，然后再镶拼成整体的电极。※电极的尺寸 电极的尺寸包括垂直尺寸和水平尺寸，它们的公差是型腔相应部分公差的1/2～2/3。
电极的水平尺寸可用下式确定：
a=A±Kb 式中：a——电极水平方向的尺寸；
A——型腔的水平方向的尺寸； K——与型腔尺寸标注法有关的系数； b——电极单边缩放量，电极平行于机床主轴线方向上的尺寸称为电极的垂直尺寸。电极的垂直尺寸取决于采用的加工方法、加工工件的结构形式、加工深度、电极材料、型孔的复杂程度、装夹形式、使用次数、电极定位校直、电极制造工艺等一系列因素。3.电极的制造
常用的电极制造方法有： 1)切削加工 2)线切割加工 3)电铸加工
四、总结：电极的准备
五、作业 四章习题3、5
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4.2 电火花加工准备工作
2、电极装夹与校正
一、复习旧课：电极的准备包括材料、电极设计结构、尺寸、电极制造
二、引入新课：电极装夹的目的是将电极安装在机床的主轴头上，电极校正的目的是使电极的轴线平行于主轴头的轴线，即保证电极与工作台台面垂直，必要时还应保证电极的横截面基准与机床的X、Y轴平行。
三、讲课内容： 1．电极的装夹
①小型的整体式电极多数采用通用夹具直接装夹在机床主轴下端，采用标准套筒、钻夹头装夹；
②对于尺寸较大的电极，常将电极通过螺纹连接直接装夹在夹具上。如图4-6所示
图4-6 ③镶拼式电极的装夹比较复杂，一般先用连接板将几块电极拼接成所需的整体，然后再用机械方法固定 2．电极的校正
(1)根据电极的侧基准面，采用千分表找正电极的垂直度。
(2)电极上无侧面基准时，将电极上端面作辅助基准找正电极的垂直度。
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图4-6
四、总结：电极的装夹与校正
4.2 电火花加工准备工作
3、电极定位
4、工件的准备
5、电蚀产物的排除
一、复习旧课:电极的装夹与校正
二、引入新课：在电火花加工中，电极与加工工件之间相对定位的准确程度直接决定加工的精度。电火花加工在整个零件的加工中属于最后一道工序或接近最后一道工序，所以在加工前宜认真准备工件。大家知道如果电火花加工中电蚀产物不能及时排除，则会对加工产生巨大的影响。电蚀产物的排除虽然是加工中出现的问题，但为了较好地排除电蚀产物，其准备工作必须在加工前做好。下面我们来看这三部分内容
三、讲课内容
第三篇：特种加工论文
特种加工技术的现代应用及其发展研究
摘要：特种加工技术是直接借助电能、热能、声能、光化学能或者复合能实现材料切削的加工方法，是难切削材料、复杂型面、低刚度零件及模具加工中的重要工艺方法。本文介绍了概念、特点、分类以及近些年应用于特种加工的一些新方法、新工艺。
关键词：特种加工 电火花加工 电化学加工 高能束流加工 超声波加工 复合加工
1、特种加工技术的特点
现代特种加工（SP，SpciaI Machining）技术是直接借助电能、热能、声能、光能、电化学能、化学能及特殊机械能等多种能量或其复合以实现材料切除的加工方法。与常规机械加工方法相比它具有许多独到之处。
1.1以柔克刚。因为工具与工件不直接接触，加工时无明显的强大机械作用力，故加工脆性材料和精密微细零件、薄壁零件、弹性元件时，工具硬度可低于被加工材料的硬度。
1.2用简单运动加工复杂型面。特种加工技术只需简单的进给运动即可加工出三维复杂型面。特种加工技术已成为复杂型面的主要加工手段。
1.3不受材料硬度限制。因为特种加工技术主要不依靠机械力和机械能切除材料，而是直接用电、热、声、光、化学和电化学能去除金属和非金属材料。它们瞬时能量密度高，可以直接有效地利用各种能量，造成瞬时或局部熔化，以强力、高速爆炸、冲击去除材料。其加工性能与工件材料的强度或硬度力学性能无关，故可以加工各种超硬超强材料、高脆性和热敏材料以及特殊的金属和非金属材料，因此，特别适用于航空产品结构材料的加工。
1.4可以获得优异的表面质量。由于在特种加工过程中，工件表面不产生强烈的弹、塑性变形，故有些特种加工方法可获得良好的表面粗糙度。热应力、残余应力、冷作硬化、热影响区及毛刺等表面缺陷均比机械切削表面小。各种加工方法可以任意复合，扬长避短，形成新的工艺方法，更突出其优越性，便于扩大应用范围。
由于特种加工技术具有其它常规加工技术无法比拟的优点，在现代加工技术中，占有越来越重要的地位。许多现代技术装备，特别是航空航天高技术产品的一些结构件，如工程陶瓷、涡轮叶片、燃烧室的三维型腔、型孔的加工和航空陀 螺、传感器等精细表面尺寸精度达0.001Pm 或纳米（nm）级精度，表面粗糙度#$ <0.01Pm 的超精密表面的加工，非采用特种加工技术不可。如今，特种加工技术的应用已遍及到各个加工领域。
2、特种加工的几种方法及分类
2.1电火花加工（也叫放电加工，EDM，ElectrosparkDischarge Machining）是一种电加热加工过程。它是将工具电极和工件置于绝缘的工作液中，工件和工具分别接直流脉冲电源正极和负极，加上电压，因电极之间的放电效应，产生火花放电对金属产生腐蚀来进行加工。由于电极之间工件材料的微小体积上可集中很高的能量（106 ~ 107W / mm2）足以使材料熔化和蒸发。总能量的一部分也释放到工具电极上造成工具磨损。因此，工具电极磨损和加工精度低是电火花加工的重要问题也是研究发展工作的主攻方向。
电火花加工方法，按其加工过程中工具与工件相对运动的方式和加工用途的不同，可分为电火花穿孔和成形加工、电火花线切割、电火花磨削、电火花同步回转加工及电火花强化与刻字等几大类。电火花加工这种工艺方法在航空工业中直接进入产品加工的比重是比较小，大多数用于工具和非标准设备制造。它已广泛用于加工各种模具、曲面零件、异形孔和盲孔，用电火花切割可切割冲模，二次曲面或空间曲面的零件，用电火花镗、磨可加工高精度的小孔、外圆、内外螺纹和齿轮等。如今，电火花加工和线切割电火花加工技术和设备都取得了长足的进步，无论从设备自动化完备程度、加工精度、效率和功能都有很大改观。
2.2电解加工（ECM，Electrochemical Machining）属于电化学加工范畴，它是利用金属在电解液中发生“阳极溶解”的原理，将零件加工成形的。加工时，工件接直流电源的正极（阳极），按要求形状制成的工具接负极（阴极），具有一定压力的电解液从两极间隙中迅速流过，于是工件表面的金属按工具阴极的形状迅速溶解，并随即被高速的电解液冲走，这种加工方法没有机械加工中切削力和切削热的作用，也没有电火花加工中的热影响，在航空工业中，发动机新结构、新材料构件广泛利用电解加工，如钛合金零件、高温涡轮深细冷却孔、整体涡轮和叶轮以及大型环形壳体件的内外旋转表面、中小型支承件、盘形件腹板、特形孔均可采用电解加工。如今，电解加工技术已成为研制先进的航空发动机的关键制造技术之一。
电解加工的发展趋势：进一步拓宽电解加工的应用范围，提高加工精度，降低加工成本，提高生产率，建立电解加工柔性制造系统（FMS），开展计算机数 2 控仿形电解加工技术研究，开展理论研究和建立过程模型。
2.3复合加工（CM，Combined Machinin）是指用多种能量组合进行材料去除的工艺方法，以便能提高加工效率或获得很高的尺寸精度、形状精度和表面完整性。对于陶瓷、玻璃和半导体等高脆性材料，复合加工是经济、可靠地实现高的成形精度和极低的表面粗糙度（可达10nm），并是使表面和亚表层的晶体结构组织的损伤减少至最低程度的有效方法。复合加工的方法大多是在机械加工的同时，应用流体力学、化学、光学、电力、磁力和声波等能量进行综合加工。也有不用常规的加工方法而仅仅依靠化学、光学或液动力等作用的复合加工。复合加工的技术发展趋势：复合加工是对传统中常用的单一的机械加工、电加工和激光加工等方法的重要发展和补充。随着精密机械大量使用脆性材料（如陶瓷、光学玻璃和宝石晶体等）以及电子工业要求超精密的晶体材料（如超大规模集成电路的半导体晶片、电子枪的单晶体LaB4 和蓝宝石等），将促使对其他能量形式的加工机理进行深入研究，并发展出多种多样的适用
于各类特殊需求的最佳复合加工方法。发展虚拟制造技术。在实验基础上，应用计算机仿真模拟有限元分析方法来精确优化加工参数。如对脆性材料的物理化学特性多样的研究，可以开发出对脆性材料进行无微细裂纹且经济性高的有效的工艺，并可预测出各种不同的复合加工工艺的物理参数和磨料特性下的表面精整质量、形状精度和材料去除率，以利于对加工过程进行优化控制。
2.4高能束流加工 高能束流加工也称为三束流加工，是利用能量密度很高的激光束 电子束或离子束等去除工件材料的特种加工方法的总称，其中电子束加工技术改变了原有的设计思想，可将原有的高精度复杂难加工型面或无法加工的大型整体零件分成若干个易加工的单元，精加工和热处理以后，用电子束将其焊接成整体零件。
2.5超声波加工 它是利用加工工具的超声频振动，通过磨料悬浮液加工硬脆材料的一种成形方法、超声波加工的尺寸精度可达0.05 0.01mm，表面粗糟度Ra值可达0.8 0.1 m，它适宜加工任何脆硬材料，可加工各种孔和型腔，也可进行套料切割、开槽和雕刻等，由于超声波加工的生产效率比电火花加工低，而加工精度和表面粗糟度相对较好，所以常用于对工件的抛磨和光整加工。
3、特种加工的发展趋势
为进一步提高特种加工技术水平及扩大其应用范围 , 当前特种加工技术的发展趋势主要包括以下几点: 3 3.1、采用自动化技术。充分利用计算机技术对特种加工设备的控制系统、电源系统进行优化 , 加大对特种加工的基本原理、加工机理、工艺规律、加工稳定性等深入研究的力度 , 建立综合工艺参数自适应控制装置、数据库等(如超声、激光等加工), 进而建立特种加工的 CAD /CAM与 FMS(Flexible ManufacturingSystem,柔性制造系统)系统 , 使加工设备向自动化、柔性化方向发展 , 这是当前特种加工技术的主要发展方向。
3.2、趋向精密化研究。高新技术的发展促使高新技术产品向超精密化与小型化方向发展 , 对产品零件的精度与表面粗糙度提出更严格的要求。为适应这一发展趋势 , 特种加工的精密化研究已引起人们的高度重视 , 因此 , 大力开发用于超精加工的特种加工技术(如等离子弧加工等)已成为重要的发展方向。
3.3、开发新工艺方法及复合工艺。为适应产品的高技术性能要求与新型材料的加工要求 , 需要不断开发新工艺方法 , 包括微细加工和复合加工 , 尤其是质量高、效率高、经济型的复合加工 , 如工程陶瓷、复合材料以及聚晶金刚石等。
3.4、污染问题是影响和限制有些特种加工应用、发展的严重障碍。加工过程中产生的废渣、废气如果排放不当 , 会造成环境污染 , 影响工人健康。必须花大力气处理并利用废气、废液、废渣 , 向“ 绿色 ” 加工的方向发展。
3.5进一步开拓特种加工技术。以多种能量同时作用 , 相互取长补短的复合加工技术 , 如电解磨削、电火花磨削、电解放电加工、超声电火花加工等 ,需要不断。
参考文献
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[3] 张纹，蒋维波.特种加工技术的应用与发展趋势 [J].农业装备技术，2006，32（3）：24-25 [4] 赵万生.特种加工技术 [M ].北京:高等教育出版社, 2001.[5] 苏士达,黄晨华,蔡小梦,等.超声波加工与放电加工的几种复合 [6 ] 黄春峰.钣金工艺中的激光加工技术[ J].模具技术，1999（6）：48 ~ 55 [7 ] 陈明君.脆性材料塑料域的超精密加工方法[ J].航空 精密制造技术，2001（2），10 ~ 12 4 5
第四篇：特种加工报告
特种加工总结报告
院 系：机械与汽车工程学院 专 业：机械设计与制造 班 级： 学 号： 姓 名：
特种加工总结报告
摘要：特种加工技术是直接借助电能、热能等各种能量进行材料加工的重要工艺方法。现阶段，先进制造技术不断发展，作为先进制造技术中的重要的一部分，特种加工对制造业的作用日益突显。本文对什么是特种加工、特种加工的特点、种类以及发展趋势等作了描述。阐述了特种加工在现代社会发展过程中的重要地位，大力发展特种加工的必要性。
关键词：特种加工、特种加工技术、特点、应用、发展趋势 目录： 引言
1、电火花加工
1.1 电火花放电沉积的基本原理与特点 1.2 极性效应
1.3 电火花加工中电极损耗分析与解决措施 1.4 电火花加工的发展趋势
2、特种加工技术的特点或应用及发展前景 2.1特种加工技术的特点
2.2 特种加工引起的机械制造工艺技术变革 2.3特种加工技术的发展趋势 2.4总结
3、结束语
引言：
传统的机械加工技术对推动人类的进步和社会的发展起到了重大的作用。随着科学技术的迅速发展，新型工程材料不断涌现和被采用，工件的复杂程度以及加工精度的要求越来越高，对机械制造工艺技术提出了更高的要求。由于受刀具材料性能、结构、设备加工能力的限制，使用传统的切削加工方法很难完成对高强度、高韧性、高硬度、高脆性、耐高温和磁性等新材料，以及精密复杂、微细构件或难以处理的形状的加工。为了解决这些加工的难题，人们不断开发研究并成功采用“传统的切削加工以外的新的加工方法—— 特种加工方法”解决了很多工艺问题，在生产上发挥了很大的作用，引起了机械制造工艺技术领域的许多变革。特种加工是相对于传统的切削加工而言的，实质上是直接或复合利用电能、电化学能、化学能、光能、声能、热能、磁能、物质动能、甚至爆炸能等对工件进行加工的工艺方法的总称。正文
1.电火花加工
电火花加工的原理是基于工具和工件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。按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同，电火花加工工艺大致可分为电火花成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花放电沉积与刻字六大类。
1.1 电火花放电沉积的基本原理与特点
电火花放电沉积的原理是利用脉冲电路的充放电原理，采用导电材料(硬质合金、石墨、合金钢、铝和铜等)作为工具电极(阳极)，在空气或特殊的气体中使之与被强化的金属工件(阴极)之间产生火花放电。当工具电极与工件达到某个距离电场强度足以使介质电离击穿时两者之间就产生火花放电，使电极端部与工件表面微区发生熔化甚至气化，熔融金属在热作用，电磁力和机械力的作用下沉积在工件表面。电极与工件的放电间隙频繁发生变化，电极与工件间不断发生火花放电，从而实现放电沉积。1.2 极性效应
在电火花放电加工过程中，无论是正极还是负极，都会受到不同程度的电蚀。这种单纯由于正、负极性不同而彼此电蚀量不一样的现象叫做极性效应。因此，当采用窄脉冲、精加工时应选用正极性加工；当采用长脉冲、粗加工时，应采用负极性加工，此时可得到较高的蚀除速度和较低的电极损耗。从提高加工生产率和减小工具损耗的角度来看，极性效应愈显著愈好，故在电火花加工中必须充分利用。当用交变的脉冲电流加工时，单个脉冲的极性效应便相互抵消，增加了工具的损耗，因此，电火花加工一般采用单向脉冲电源。
1.3 电火花加工中电极损耗分析与解决措施
电火花在整个加工过程中要受到各种干扰因素的影响, 这些干扰因素直接或间接地影响着加工质量。在电火花加工过程中电极损耗分为绝对损耗和相对损耗。造成电极损耗的原因有：小面积精加工，加工件结构尺寸偏小，加工时间过长，电极装夹不当等因素。因此为了减少电极的损耗一般有以下方法：（1）有效排除电蚀物（2）电极材料和加工参数的合理选用（3）提高加工技能和安全操作意念等等。电火花加工电极损耗和变形是一个复杂的过程。为了降低电极损耗程度, 减少变形, 除了充分利用放电过程的极性效应和吸附效应外, 同时也要选用适宜的电极材料, 并且在实际的加工过程中要根据具体的加工对象实施一定的加工技巧和选择合适的加工参数 1.4 电火花加工的发展趋势
电火花线切割加工技术在相当长的时间里间都是采用精规准参数进行一次切割成型,其切割速度与加工表面质量之间存在着一定的矛盾。中国特有的高速走丝电火花线切割机长期存在的加工质量问题, 可以采用多次切割工艺来解决。现目前中速走丝电火花线切割机是一种价格较低, 加工精度、粗糙度、加工效率介于高速走丝与慢走丝的一种机床,具有很好的发展前景。特种加工的发展趋势
为进一步提高特种加工技术水平及扩大其应用范围, 当前特种加工技术的发展趋势主要包括以下几点:1)采用自动化技术。充分利用计算机技术对特种加工设备的控制系统、电源系统进行优化,使加工设备向自动化、柔性化方向发展, 这是当前特种加工技术的主要发展方向。2)趋向精密化研究。高新技术的发展促使高新技术产品向超精密化与小型化方向发展, 对产品零件的精度与表面粗糙度提出更严格的要求。为适应这一发展趋势, 特种加工的精密化研究已引起人们的高度重视, 3)开发新工艺方法及复合工艺。为适应产品的高技术性能要求与新型材料的加工要求, 需要不断开发新工艺方法, 包括微细加工和复合加工, 尤其是质量高、效率高、经济型的复合加工, 如工程陶瓷、复合材料以及聚晶金刚石等。
2、特种加工技术的特点或应用及发展前景 2.1特种加工技术的特点
2.1.1 加工范围上不受材料强度、硬度等限制。特种加工技术主要不依靠机械力和机械能去除材料，而是主要用其他能量（如电、化学、光、声、热等）去除金属和非金属材料，完成工件的加工。故可以加工各种超强硬材料、高脆性及热敏材料以及特殊的金属和非金属材料。
2.1.2 以柔克刚。特种加工不一定需要工具，有的虽使用工具，但与工件并不接触，加工过程中工具和工件间不存在明显的强大机械切削力，所以加工时不受工件的强度和硬度的制约，在加工超硬脆材料和精密微细零件、薄壁元件、弹性元件时，工具硬度可以低于被加工材料的硬度。
2.1.3 加工方法日新月异，向精密加工方向发展。当前已出现了精密特种加工，许多特种加工方法同时又是精密加工方法、微细加工方法，如电子束加工、离子束加工、激光束加工等就是精密特种加工；精密电火花加工的加工精密度可达微米级0.51μm，表面粗糙度可达镜面 Ra0.02μm。2.1.4 容易获得良好的表面质量。由于在加工过程中不产生宏观切屑，工件表面不会产生强烈的弹、塑性变形，故可以获得良好的表面粗糙度。残余应力、热应力、冷作硬化、热影响区及毛刺等表面缺陷均比机械切割表面小，尺寸稳定性好，不存在加工中的机械应变或大面积的热应变。
2.2 特种加工引起的机械制造工艺技术变革
2.2.1特种加工扩大了可加工材料的范围。特种加工方法使机制工艺可加工的材料范围从普通材料发展到超硬材料和特殊材料，使任何材料的加工均成为可能。材料的可加工性不再与硬度、强度、韧性、脆性等成直接正比或反比关系。传统上认为很难加工的金刚石、硬质合金、淬火钢、石英、玻璃、陶瓷等材料，可以用电火花、超声波、电解、激光等特种加工方法来加工。对电火花线切割而言，淬火钢比未淬火钢更易加工。2.2.2特种加工改变了传统的结构工艺性好与坏的“概念”。传统的加工方法 认为方孔、窄缝、小孔、深孔、弯孔等结构工艺性差，有些情况下被认为工艺性 很“坏 ”，甚至被列为结构设计禁区，特种加工使这一“坏”变成了可以，甚者可认为好，因为对于电火花穿孔、电火花线切割工艺来说，加工方孔和加工圆孔的难易程度是一样的。如：山形硅钢片冲模，过去由于不易制造往往采用拼镶结构，现在采用电火花线切割加工，既使是硬质合金模具也可做成整体结构；小深斜孔、排孔、群孔、小方孔筛网，薄壁、弹性、低刚度零件等，过去认为的加 工难题，采用特种加工方法后变得容易了。
2.2.3特种加工改变了传统的淬火工艺路线及零件不合格品的可修复性。特 种加工的出现，打破了淬火热处理工序必须安排在除磨削以外的其它切削成型加工之后传统工艺准则。由于特种加工不受工件硬度的限制，所以有时为了避免成型加工后淬火热处理引起的应力变形，可以先淬火而后加工。过去认为很多 不可修复的废品，现在都可用特种加工方法来修复。例如 ：过去淬火前忘了钻定位销孔、铣槽等工艺，淬火后只能报废，现在可以用电火花打孔、切槽进行补救；加工尺寸超差及工作中磨损了的轴和孔，均可用电刷镀修复。
2.2.4特种加工将改变新产品试制的传统模式。传统新产品的试制，往往是 刀具、模具、量具以及工装夹具设计制造先行。例如：加工花键孔需要设计制造 花键孔拉刀；加工各种标准和非标准直齿轮需要准备滚刀或设计加工成形铣刀；大量 钣金件 的异型孔 加工需 要冲模 ；复杂零件的试制所需要的刀具工装更多。现在采用数控电火花线切割，可直接加工花键孔、非标直齿轮、钣金异型孔，甚至可加工复杂的二次曲面零件；采用快速成型技术—— 增材加工法，可快速完成各种复杂零件的试制。可见，特种加工方法的采用不仅可加快产品试制速度，而且可以节约大量的新产品试制费用，必将改变新产品设计试制的模式。
2.2.5特种加工技术已成为微细加工、纳米加工的主要手段。目前，制造技术前沿逐渐转向细小精微，微米、亚微米以及纳米级制造成为制造业融入高 技术的切入点。而电子束、离子束、激光、电火花、电化学等电物理、电化学特种加工技术，正是近年来快速发展的微细和纳米加工的主要手段。例如：离子注入、溅射、化学沉积（ＣＶＤ）、光刻、表面贴装；磁头、磁盘、晶片的纳米级精密加工 ；纳米材料的制造等。也就是说特种加工已成为未来先进制造技术的主要特征之一。
2.2.6特种加工引起了产品设计思路的变革。特种加工使任何材料的加工 成为可能，解决了各种特殊复杂表面的加工，以及各种超精、光整或具有特殊要求的零件加工问题，其中的快速成型技术又使产品的快速试制成为可能。所以特种工加工使产品设计中考虑的零件材料、制造工艺方法等有了更广阔的选择余地，甚至可以快速地将设计思想变为具有一定功能的原型，从而使产品的设计思路趋“创意和制造的统一，即想到的就能做成”。随着现代机械制造工艺的发展，不懂特种加工技术将不是一个合格的产品设计者与制造者。
2.3特种加工技术的发展趋势
2.3.1 采用自动化技术充分利用计算机技术对特种加工设备的控制系统、电源系统进行优化，建立综合参数自动适应系统、数据库等，进而建立特种加工的CAD/CAM和FMS系统，这是当前特种加工技术的主要发展趋势。
2.3.2 向工程化和产业化方向发展不断改进、提高高能束源品质，对大功率、高可靠性、多功能、智能化加工设备的研发是今后的重点发展方向。
2.3.3 着力开展精密化研究高新技术的发展促使高新技术产品向超精密化与小型化方向发展，正向亚微米级和纳米级迈进，对产品零件的精度与表面 粗糙度提出更严格的要求。为适应这一发展趋势的需要，大力开发用于超精加工的特种加工技术（如等离子弧加工等）已成为重要的发展方向。
2.3.4污染问题是影响和限制某些特种加工应用、发展的严重障碍，加工过程中产生的废渣、废气如果排放不当，会造成环境污染，影响工人健康。必须花大力气处理并利用废气、废渣、废液，向“绿色”加工的方向发展。2.4总结
特种加工技术集成了机械、电子、信息、材料技术和计算机等技术，发展异常迅速。现代特种加工技术主要是伴着高硬度、高强度、高韧性、高脆性等难切削材料的出现，以及制造精密细小、形状复杂和结构特殊的零件的需要而产生的，具有其他常规加工技术无法比拟的优点，已成为航空航天、汽车、仪器仪表、微型机械、轻工、模具等行业的支撑技术和关键技术。因此，特种加工技术还需更进一步的发展：① 不断改进、提高高能束源品质，并向大功率、高可靠性方向发展。②高能束流加工设备向多功能、精密化和智能化方向发展，力求达到标准化、系列化和模块化的目的。扩大应用范围，向复合加工方向发展。③ 不断推进高能束流加工新技术、新工艺、新设备的工程化和产业化工作。随着我国机械制造业向高技术化迈进，特种加工的应用越来越广泛，我国特种加工机床的总拥有量已居世界前列。特种加工及其引起的机械制造工艺技术的变革，应该引起我们思考与关注。随着科学技术和现代工业的发展，特种加工技术必将不断完善和迅速发展，反过来又必将推动科学技术和现代工业的发展，并发挥越来越重要的作用。
3、结束语
特种加工技术涵盖了机械、材料等技术,是一门综合的科学加工技术其发展异常迅速。加工尺度的微细化,加工方法的复合化和加工过程的自动化,已成为特种加工技术研究发展的热点。随着科学技术的飞速发展, 特种加工必将不断完善和迅速发展, 特种加工必将成为推动科学技术和现代制造工业发展的中坚力量。
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第五篇：特种加工论文
加工间隙内电解产物对微细电解加工
院（系）名称：
班 级：姓 名： 学 号：
机电工程学院
的影响分析 加工间隙内电解产物对微细电解加工的影响分析
摘要：微细电解加工时，由于间隙微小，生成的电解产物因难以从加工区域中移除而降低了加工速度甚至中断加工。为保证加工的持续进行，利用工具电极作间歇快速回退是移除间隙内的电解产物、更新电解液的有效途径之一。论文研究分析了间歇回退加工情况下电解产物移除速率对加工速度的影响，结果表明：加工速度并不随加工间隙的减小而单调增大，实际加工速度存在极限值(极大值)。为兼顾加工效率和加工精度，应以与之对应的间隙值作为实际加工间隙。
Abstract: the subtle electrochemical machining, as the tiny gaps, generated by electrolysis product from processing area to remove and reduce the processing speed and even interrupt processing.To ensure that the ongoing process, using the tool electrode for intermittent fast back is removed in the clearance product, electrolysis update electrolyte one of the effective ways.Paper analyzes the intermittent back under processing product electrolysis rate on the processing speed remove influence, and the results show that: the processing speed is not with the decrease of the machining gap increases and drab, actual processing speed limit(maximum value)there.For both the processing efficiency and machining precision, should be with as the matching gap value as an actual machining gap.关键词：微细电解加工；电解产物；加工速度；间歇回退
电解是基于金属阳极在电解液中发生电化学溶解的原理，对工件进行减材加工。在电解加工时，工件材料是以离子的形式被蚀除，理论上工件可达到微米甚至纳米精度，因此在精密、微细制造领域有着潜在的应用前景。但电解加工时阴、阳极间的电位差在加工间隙中形成的电场使工件上不希望被加工的部位和已加工部位都会被继续蚀除，造成杂散腐蚀，这在很大程度上影响了电解加工的精度。因此，约束电场、改善流场是增强电解加工的集中蚀除能力、改善加工精度的基本途径。为实现较高精度的微细电解加工，某个研究室提出了一种采用工具电极侧面绝缘、微小加工间隙伺服控制、高频窄脉冲电源、非线性低浓度电解液等方法集成的工艺路线，探索微细电解加工达到工业应用要求的可行性。在微细电解加工过程中，加工问隙微小是其最基本的特征，端面和侧面的间隙一般在几十微米以下叫，这样小的间隙空间使得加工中生成的大量(相对于被蚀除掉的金属体积)电解产物蓄积在加工区内，导致加工区局部电解液成分、浓度发生很大程度的改变，从而降低加工反应速度甚至中断加工。由于加工尺寸和间隙微小，常规电解加工时采用的强制冲液更新间隙中电解液的方法在微细电解加工无法应用。为使微细电解加工能持续进行，通过加工间隙伺服控制，利用工具电极间歇回退产生的抽吸作用排出电解产物、更新加工区内部电解液将是一有效可行的技术途径。l.电解加工的电化学过程分析
电解加工时，在工件金属(阳极)和工具电极(阴极)表面分别进行着氧化和还原反应。反应是由发生在电极(这里的电极指的是在电化学反应中作为电子导电相的金属，而非工具电极)／溶液这两种导体界面上的一系列性质不同的过程组成，在电化学理论中统称为“电极过程”。根据电极动力学理论，一般情况下，电极过程大致由下列各单元步骤串联而成：(1)液相传质步骤——反应物粒子向电极表面附近液层迁移。
(2)表面前置转化步骤——反应粒子在电极表面或表面附近液层进行反应前的转化，如反应粒子的吸附、金属络离子的解离或其他化学变化。
(3)电化学反应步骤(亦称电子转移步骤)反应粒子在电极／溶液界面上得电子或失电子，生成 还原反应和氧化反应产物。
(4)表面随后转化步骤——反应粒子在电极表面或表面附近液层进行反应后的转化，如反应产物从电极表面脱附、复合、分解、歧化或其他化学变化。(5a)新相生成步骤--反应产物生成新相(气体或固相沉积层)。
(5b)反应后液相传质步骤——可溶性反应产物从电极表面向溶液内部迁移。
(5b)反应产物移除步骤——可溶性反应产物向溶液内部迁移和产生的新相被从加工间隙中移除。如这些电解产物不能及时有效地被移除掉而蓄积在加工间隙中，其中的金属沉淀产物还会逐渐在阳极表面沉积，形成一层薄膜，阻碍反应的发生；阴极上生成的氢气逐渐积聚，这样不只是减慢了反应速度，甚至可能在阴、阳极问搭成连续的气泡桥或形成空穴，而使加工中断。因此，在微小间隙加工时反应产物移除步骤将取代换液良好时的电化学反应步骤而成为加工控制步骤，反应产物的移除(或电解液的更新)速度制约着阳极金属的实际蚀除速度，成为在微细电解加工中影响实际加工速度的决定性因素。2电解产物移除策略
为了有效地移除电解产物，保证加工的持续进行，常规电解加工主要利用高压、高速的电解液流动来带走反应产物(包括反应热)。但在微细电解加工时，由于电极本身尺寸微小，高冲液压力可能导致电极发生振动甚至变形；且由于加工间隙微小，电解液沿程压力损失大，外部冲液对加工区域内部较深处电解液的扰动和更新能力很弱，这在深小孑L加工时尤其明显。此时仅对加工区进行外部冲液只能移除掉加工区域外部和浅表处的反应产物，加工间隙 内的反应产物仍会蓄积。在微细电解加工时，排出电解产物、更新加工间隙内部电解液的能途径，一是工具电极高速旋转’，或是工具电极间歇回退引。电极高速旋转时，由于电解液具有一定粘性，旋转电极的边界将拽引着周围的流体随它一起作圆周运动，加强了间隙内电解液的对流，改善了流场。电极旋转排屑方式适用于单电极圆孑L加工和扫描加工。但由于在电极端部中心处离心力接近零，电解产物无法顺利排出，故仍需依赖间歇回退来强化电解液更新“。
电极间歇回退是在加工过程中让电极按一定时间间隔快速回退，使加工区域内部的压力骤然降低，形成强烈的抽吸作用，一方面可充分将加工区内的反应产物(包括气泡)带出工件表面外，另一方面可迫使周围新鲜电解液被吸入到加工区内，并可通过热对流抑制加工区内的温升。间歇回退方式对单电极和阵列电极加工都适用，在微细电解加工研究中得到了较多的应用。
间歇回退加工过程如图1所示，首先在回退前切断加工电源，防止电极在运动过程中对孔侧壁二次加工；然后电极逆进给方向快速回退到距离加工表面外一定距离处，使外部电解液将其端部附着的反应物尽量冲走；再根据进给速度计算当前加工位置，电极快速前进到该位置，形成加工间隙，接通电源，继续加工。在图1中，T为每次回退(含快退、快进过程)所需时间，由伺服控制装置的响应速度决定；T，为两次回退之问的进给加工时间。加工最初时，间隙内是新鲜电解液，电化学反应步骤是加工过程控制步骤；加工一段时间后，随着电解产物蓄积，间隙内电解液实际电导率降低，电化学反应速度随之减小，这时反应产物移除步骤成为控制步骤，当反应产物在间隙内积累到一定数量(并不一定需占据全部间隙空间)，加工中断，此时需回退换液，如此往复。因此间歇回退加工过程实际由电化学反应步骤和反应产物移除步骤交替控制，加工速度的计算和优化必须综合考虑由法拉第电解定律得出的阳极金属蚀除速度和反应产物的移除速度的影响。
3间歇回退方式加工速度分析 当加工间隙△很大，在曲线极值点的右侧时，随着△减小，加工速度会逐渐增大，这是由于 阳极金属蚀除速度。较小，电解产物生成速度较慢，对间隙内加工条件的影响较小，此时电化学反应步骤是加工过程的控制步骤，加工速度主要受影响。当加工间隙减小到极值点附近时，此时加工程实际由电化学反应步骤和反应产物移除步骤混合控制，两个步骤的潜在反应速度基本相同。当加工间隙△继续减小，趋近于零时，加工速度随..△近似呈现线性减小，这是由于在加工间隙很小时，间隙空间内容污(反应产物)能力弱，阳极金属蚀除速度迅速降低，有效加工时间很短，此时反应产物移除步骤成为加工过程的控制步骤，加工速度主要受电解产物移除速度的影响。在微细加工感兴趣的微小加工间隙(△<30 m)内，如图5所示，当A值很小(=0．0005)时，B值对加工速度的影响很小。这是因为在微小加工间时，产物生成速度快，有效加工时间丁，相对于回退时间丁n而言较小，对加工速度的影响也较小。这意味着，为了达到较好的加工精度，采用小间隙加工时，产物排出困难，A值很小，即便是提高电解液浓度和加工电压(B值会随之增大)，对加工速度的改善也非常有限；且较高的电解液浓度和加工电压会导致集中蚀除能力变弱，加工区域的侧面间隙扩大。因此在微小加工间隙时应采用低浓度电解液和低电压加工，加工速度不会明显下降，同时能更好地保证加工精度.4结论
在微细电解加工过程中，随着加工间隙减小，加工区域内电解产物的移除和电解液更新困难，电解产物的移除步骤制约着阳极金属的实际蚀除速度，逐渐成为加工过程的控制步骤，最终决定了实际加工速度。在微小加工间隙时不能简单地根据阳极金属理想蚀除速度公式来确定加工间隙和加工速度等参数，否则会得出与实际情况矛盾的结果。加工速度的计算和优化必须综合考虑由法拉第电解定律得出的阳极金属蚀除速度和反应产物的移除速度的影响。为了有效移除电解产物，保证加工的持续进行，可采用工具电极间歇回退加工方式来强化加工间隙内部电解液的更新。间歇回退加工时，实际加工速度并不随加工间隙..△的减小而单调增大，实际加工速度存在极限值(极大值)，将对应的间隙值作为实际加工间隙，可兼顾加工效率和加工精度。当加工间隙△减小并趋近于零时，由于电解产物的影响，阳极金属蚀除速度并不会趋于无穷大，实际加工速度将随△减小反而降低。参考文献：
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