电解质加工(电火花加工)

（论文部分内容摘抄）

电火花加工(EDM)是早期和使用的非传统加工方法之一，EDM的主要优点是它能够加工导电材料，而不管材料的硬度、强度和其他机械性能如何。EDM能够加工具有复杂几何形状的零件和组件，保持高水平的尺寸精度和可接受的表面光洁度。如今，EDM在模具、航空航天、汽车、微电子和生物医学等许多重要应用中得到广泛应用。落料电火花加工和线切割电火花加工是电火花加工的两种主要类型，其中铣削电火花加工因其具有与常规铣削加工相似的三维(3D)形状加工能力而越来越受欢迎。

由于微小型化的趋势，微小型电火花加工在工业界越来越受欢迎。所有三种电火花加工:落料、线切割和铁削电火花加工都展示了为各种工业应用制造微小型复杂特征的能力。电火花加工领域的另一个进展是基于电火花加工的混合工艺。混合加工工艺的目的是通过将其他加工工艺与电火花加工相结合和/或在外电火花加工工艺中应用外部源的辅助，来比较大限度地减少电火花加工的缺点或解决电火花加工的特定问题。

在本文中，讨论了电火花加工的各个方面，包括电火花加工的主要类型、技术和应用。主要目标是将电火花加工的各个方面的所有可能主题收集在一个中，以帮助从事电火花加工的教育工作者、研究人员、工程师、技术和学生。

高速成像技术分析电火花加工：

左：使用透明导电 Sic 电极进行高速观测的实验装置示意图。

右：在 Sic 电极和铜电极之间的间隙中第 100 次放电时获取的图像示例。

材料移除通常情况下，阴极冲蚀模拟用于模具型腔粗加工中的材料去除。在比较单次放电和多次放电工艺模拟之前，对气体气泡动力学、碎屑运动和放电位置进行了分析。实验者用高速成像技术（德国 Excelitas PCO 公司pco.dimax相机）分析了电火花加工中的气体气泡，实验者使用铜和SiC等透明材料观察了多次放电过程中的EDM间隙现象，特别是气体气泡和碎屑的运动。后来还分析了间隙中的火花分布，并将发生在液体、气体和气体-液体上的火花进行了分类的界面。

他们发现当加工液完全被气体替代后，材料切除率几乎为零。还观察到从排放点散落的飞行碎片，利用高速成像技术分析了物质移除与气泡膨胀之间的关系。采用数值方法研究了电火花加工过程中气泡的动力学行为。

采用计算流体力学(CFD)和粒子图像测速(PIV)方法研究了模压成型电火花冲洗过程中的流动对冲洗效果的影响，如图所示结果发现，气泡的存在增加了废弃物颗粒从排放间隙的排空。

德国 Excelitas PCO 公司的pco.dimax高速相机，具备高分辨率、高感光度、高帧率的优点，将高速实验过程完美记录，为实验提供强而有力的图像数据支持。

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