電火花成型加工的原理是基于工具和工件(正、負(fù)電極)之間脈沖性火花放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象來(lái)蝕除多余的金屬的，從而達(dá)到對(duì)工件的尺寸、形狀及表面質(zhì)量預(yù)定的加工要求。電火花成型加工是在液體介質(zhì)中進(jìn)行的，機(jī)床的自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)裝置使工件和工具電極之問(wèn)保持適當(dāng)?shù)姆烹妴?wèn)隙，當(dāng)工具電極和工件之間施加很強(qiáng)的脈沖電壓(達(dá)到間隙中介質(zhì)的擊穿電壓)時(shí)，會(huì)擊穿介質(zhì)絕緣強(qiáng)度的最低處。由于發(fā)生的放電區(qū)域很小，放電時(shí)間極短，所以能量高度集中，使放電區(qū)的溫度瞬時(shí)高達(dá)10 000～12 000℃，工件表面和工具電極表面的金屬局部熔化，甚至汽化蒸發(fā)。局部熔化和汽化的金屬在爆炸力的作用下被拋人工作液中，并被冷卻為金屬小顆粒，然后被工作液迅速?zèng)_離工作區(qū)，從而使工件表面形成一個(gè)微小的凹坑。一次放電后停留足夠的脈沖問(wèn)隔時(shí)間等待介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度恢復(fù)，準(zhǔn)備下一次放電。如此反復(fù)使工件表面不斷被蝕除，并在工件上復(fù)制出工具電極的形狀，從而達(dá)到成型加工的目的。

　　電火花成型加工是不斷放電蝕除金屬的過(guò)程。雖然一次脈沖放電的時(shí)問(wèn)很短，但它是電磁學(xué)、熱力學(xué)和流體力學(xué)等綜合作用的過(guò)程，是相當(dāng)復(fù)雜的。綜合起來(lái)，一次脈沖放電的過(guò)程可分為以下幾個(gè)階段。

　　1.極問(wèn)介質(zhì)的電離、擊穿及放電通道的形成

　　當(dāng)脈沖電壓施加于工具電極與工件之間時(shí)，兩極之間立即形成一個(gè)電場(chǎng)。電場(chǎng)強(qiáng)度與電壓成正比，與距離成反比，隨著極問(wèn)電壓的升高或極間距離的減小，極問(wèn)電場(chǎng)強(qiáng)度將隨之增大。由于工具電極和工件的微觀表面是凸凹不平的，極問(wèn)距離又很小，因而極間電場(chǎng)強(qiáng)度很不均勻，兩極間離得最近的突出點(diǎn)或尖端處的電場(chǎng)強(qiáng)度一般為最大。當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度增大到一定數(shù)量時(shí)，介質(zhì)被擊穿，放電問(wèn)隙電阻從絕緣狀態(tài)迅速降低到幾分之一歐姆，間隙電流迅速上升到最大值。由于通道直徑很小，所以通道中的電流密度很高。間隙電壓則由擊穿電壓迅速下降到火花維持電壓(一般約為20—30V)，電流則由0上升到某一峰值。

　　2.介質(zhì)熱分解，電極(工件)材料熔化、汽化熱膨脹

　　極問(wèn)介質(zhì)一旦被電離、擊穿，形成放電通道后，脈沖電源使通道間的電子高速奔向正極，正離子奔向負(fù)極。電能變成動(dòng)能，動(dòng)能通過(guò)碰撞又轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋Ｓ谑窃谕ǖ纼?nèi)正極和負(fù)極表面分別形成瞬時(shí)熱源，達(dá)到很高的溫度。通道高溫將工作液介質(zhì)汽化，進(jìn)而熱裂分解。這些汽化后的工作液和金屬蒸氣瞬間體積猛增，在放電問(wèn)隙內(nèi)成為氣泡，迅速熱膨脹并具有爆炸的特性。觀察電火花加工過(guò)程，可以看到放電問(wèn)隙問(wèn)冒出氣泡，工作液逐漸變黑，并聽(tīng)到輕微而清脆的爆炸聲。電火花加工主要靠熱膨脹和局部微爆炸，使熔化、汽化了的電極(工件)材料被拋出蝕除。

　　3.電極(工件)材料的拋出

　　通道和正負(fù)極表面放電點(diǎn)的瞬時(shí)高溫使工作液汽化和金屬材料熔化、汽化、熱膨脹，產(chǎn)生很高的瞬時(shí)壓力。通道中心的壓力最高，使汽化了的氣體不斷向外膨脹，壓力高處的熔融金屬液體和蒸氣就被排擠、拋出而進(jìn)入工作液中。由于表面張力和內(nèi)聚力的作用，使拋出的材料具有最小的表面積，冷凝時(shí)凝聚成細(xì)小的圓球顆粒。實(shí)際上，金屬材料的蝕除問(wèn)題過(guò)程比較復(fù)雜，目前，人們對(duì)這一復(fù)雜機(jī)理的認(rèn)識(shí)還在不斷深化中。

　　4.極間介質(zhì)的消電離

　　隨著脈沖電壓的結(jié)束，脈沖電流也迅速降為零，但此后仍應(yīng)有一段間隔時(shí)間，使問(wèn)隙介質(zhì)消電離，即放電通道中的帶電粒子復(fù)合為中性粒子，恢復(fù)本次放電通道處間隙介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度，以及降低電極表面溫度等，以免下次總是重復(fù)在同一處發(fā)生擊穿而導(dǎo)致電弧放電，從而保證在兩極間最近處或電阻率最小處形成下一次擊穿放電通道。

　　應(yīng)當(dāng)注意的是：

　　1)工具電極與工件被加工表面之間在加工的過(guò)程中應(yīng)始終保持一定的放電間隙，這一問(wèn)隙依加工條件而定，通常約為幾微米至幾百微米。如果間隙過(guò)大，極問(wèn)電壓不能擊穿極問(wèn)介質(zhì)，因而不會(huì)產(chǎn)生火花放電;如果間隙過(guò)小，很容易形成短路接觸，同樣也不能產(chǎn)生火花放電。為此，在電火花成型加工過(guò)程中必須具有工具電極的自動(dòng)進(jìn)給和調(diào)節(jié)裝置。

　　2)電火花放電為瞬時(shí)的脈沖性放電，并在放電延續(xù)一段時(shí)間后，停歇一段時(shí)問(wèn)(放電延續(xù)時(shí)問(wèn)一般為10～～10～s)。這樣才能使放電所產(chǎn)生的熱量來(lái)不及傳導(dǎo)擴(kuò)散到其余部分，把每一次的放電點(diǎn)分別局限在很小的范圍內(nèi);否則，像持續(xù)電弧放電那樣，使放電點(diǎn)表面大量發(fā)熱、熔化、燒傷，只能用于焊接或切割，而無(wú)法用作尺寸加工，故電火花成型加工必須采用脈沖電源。

　　3)電火花放電在有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行，該液體介質(zhì)又稱工作液，例如煤油等。工作液必須具有較高的絕緣強(qiáng)度(10?！?0’Q·cm)，以利于產(chǎn)生脈沖性的火花放電。同時(shí)，液體介質(zhì)還能把電火花加工過(guò)程中產(chǎn)生的金屬小屑、碳黑等電蝕產(chǎn)物從放電問(wèn)隙中懸浮排除出去，并且對(duì)工具電極和工件表面有較好的冷卻作用。

　　4)熔化和汽化了的金屬在拋離電極表面時(shí)向四處飛濺，除絕大部分拋人工作液中并收縮成小顆粒外，還有一小部分飛濺、鍍覆、吸附在對(duì)面的電極表面上。這種互相飛濺、鍍覆以及吸附的現(xiàn)象，在某些條件下可以用來(lái)減少或補(bǔ)償工具電極在加工過(guò)程中的損耗。