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附录

1．电火花加工

电火花加工（EDM），顾名思义，它是通过脉冲直流电源不断产生火花放电

来去除工件材料的，且在工件与工具之间有绝缘液体介质。

电火花加工的工作原理如简图所示。工具夹在卡盘上，卡盘与由伺服进给

系统控制的主轴相连。工件放在充满绝缘液体介质的工作槽中。在工作表面至少

要维持50mm的距离，是为了消除火灾的隐患。工具和工件与脉冲电源的两输出

端相连。绝缘液体介质通过工具电极的小孔，经油泵加压，强迫循环的。伺服系

统控制电火花间隙为0.025-0.05mm。

电火花加工的电源首先是将输入的电源通过晶体整流管转化为直流电源，

直流电源又受到通过数字多谐振荡电路转换来的晶体管的控制。输出的高频脉冲

作用到工具和工件上，产生电火花来去除工件材料。

每个电火花瞬间产生高达12000℃的局部高温，这些热量使部分绝缘液体

介质蒸发，也使工件表面蚀除一小部分金属，在工件表面形成一个小凹坑。由于

在极间距离相对最近击穿放电，工件表面逐渐被蚀除掉，工具的形状复制到工件

上了。在此过程中形成的一些浓缩的金属小屑被流动的绝缘液体介质排除出去。

随着金属被蚀除掉，工具电极通过饲服进给系统控制向工件进给。

电火花加工中每个脉冲延续的时间只有几个微秒，经过不断的重复放电，

工件和工具电极有一样的腐蚀形状。随着电火花加工的进行，工具电极不断向工

件进给，直到加工完成，一直保持一定的放电间隙。

应用电火花加工能加工任何硬度的导电材料，且大部分用于加工不规则

的孔，槽和型腔。那些刚度低的工件也可以加工。电火花加工还可加工出各种形

状的孔以及曲面上角度很小的孔，且不存在工具漂移的问题。

目前，电火花加工极广泛地用于模具制造，特别是压力机模具，挤压模，

锻模和铸模等。通过模型复制制造出来的石墨电极也经常使用。

电火花加工的优点就是工具在硬化处理后仍能加工出来，因此能达到很高

的精度。硬质合金的工具在烧结后也能加工出来。

电火花加工能有效的加工出又小又深的孔。已经在直径只有0.3mm的材料

上钻出深20mm甚至更深的孔。经过有效的吹氮脱气，可以加工出宽径比为100：

1的孔。电火花加工已成功地用于已淬硬喷油嘴的极小孔的加工，能在喷油嘴周

围精确的钻出大量的孔。

2．数字控制

数控是一种用数字控制机床各部件运动的方法，通过直接向系统输入指令

代码（数字和字母）来完成的。系统自动将这些指令代码转化成信号输出。这些

信号依次控制机床各种部件的运动，比如主轴的启动和停止，刀具的转换，沿指

定路径移动刀具和工件，控制切削液的通断等等。

为了说明数控机床的重要性，我们来简单回顾一下传统机床的加工过程。操

作者研究零件工作图后，调整合适的加工参数（如切削速度，进给量，切削深度，

切削液等等），安排加工顺序，然后将工件夹紧在夹具（如卡盘或夹头）上，再

开始加工。根据所规定的工件形状和尺寸精度，这种加工通常需要熟练的操作工。

而且，其后续加工是由各个操作者完成的。由于存在不可避免的人为误差，即便

由同一个人加工出来的零件也不可能完全相同。因此，零件的质量就可能取决于

操作者的操作水平，甚至取决于该工人在不同时期或不同时间的状态。由于我们

越来越关注加工质量和降低加工成本，所以我们不再允许存在零件偏差和产品的

质量影响，而通过数控加工就可以消除以上这些情况。

我们可以通过以下的例子来说明数控加工的重要性。假如要在图示位置的零

件上钻这几个孔，当传统的手工操作机床加工此零件时，操作者可选图示三种方

法中的任一种，使钻头与工件上的点相对应着，然后钻这些孔。假如要加工100

个同样形状，同样尺寸，同样精度的零件，很明显，操作者会觉得很枯燥，因为

操作者要一遍又一遍重复同样的动作，而且，由于各种原因。有些零件加工出来

的不一样的可能性是很高的。我们进一步假设，在操作过程中，零件的加工要求

要改变，现在要在不同的位置加工出10个孔，机械师必须马上调整机床，这样

既浪费时间又增加了加工误差。而数控机床能够重复而准确地加工工件，而且可

通过简单地输入不同程序来加工不同的零件。因此，使用数控机床就可以轻而易

举地完成此类加工。

在数控系统中，与加工过程各种相关的数据如工件的定位，切削速度，进给

量和切削液，储存在磁盘，盒式录音带，软盘，硬盘，纸带或塑料纸（热塑性树

脂）上。将数据存储在25mm宽的穿孔纸带或塑脂带上，这种数据存储方法使用

最早并沿用至今。数控的概念就是纸带