2024年3月11日发(作者：万阳朔)
专 业 姓 名 学号
实验日期 实验地点 特种加工实验室 成绩
实验名称 电火花成型加工实验
实验目的
1、使学生了解EDM450 电火花成型加工机床的一般结构和基本
工作原理；
2、使学生掌握EDM450 电火花成型加工机床各部分的功能，及
机床的操作使用方法；
3、使学生掌握电火花穿孔与成型加工中各种电加工工艺参数的
选择，学会电极的安装、工件的装夹及找正方法；
4、使学生加深对电火花成型加工技术的原理、特点及应有范围
的理解。
5、通过实验，督促学生观察电火花加工中极性效应和炭黑吸附
效应等特有现象，并以此加深学生对电火花加工理论知识的理解。
实验基本原理
电火花成型加工是利用工具电极和工件电极，即正、负电极之间
产生脉冲性火花放电时产生的电腐蚀现象，来蚀除工件上多余的金
属，以达到对工件的尺寸、形状和表面质量预定的加工要求。如下图
所示：
脉
冲
电
源
－
＋
工
具
电
极
工件电极
与线切割加工所用的钼丝工具电极不同，电火花成型加工所用的
工具电极是按照工件的形状及其它要求专门制造的，其材料一般为紫
铜或石墨。
实验基本步骤
1、实验指导教师讲解电火花成型加工实验的目的和要求，强调
实验的纪律，并进行安全教育。
2、实验指导教师讲解EDM450数控电火花成型加工机床的结构、
各部分的功能和操作使用方法。
3、实验指导教师讲解并演示工具电极的安装与更换、工件装夹
和找正的方法，并说明此次实验属于电火花穿孔加工实验。
4、实验指导教师讲解并演示电火花穿孔加工时对加工深度分组，
并说明其意义在于将整个加工过程划分成粗加工、半精加工和精加
工，以达到提高加工效率和满足加工精度的要求；加工深度分组方法
时对各加工深度内电规准参数选择的依据和输入方法。
5、学生在实验指导教师的指导下，开启数控电火花成型加工机
床，完成零件的穿孔加工任务。
6、在机床加工过程中，实验老师提醒学生观察电火花加工的各
种现象，包括火花放电状态、工作液冲油式工作方式、工作液介质过
滤方式、电极在加工过程中的回退现象、负极性加工时工具电极上的
炭黑吸附现象等。
7、实验指导教师讲解电火花成型加工机床用途之一：如何取断
丝锥。
原始记录
1、认识EDM450电火花成型加工机床的结构：
1）主机（包括自动调节系统的执行机构）
主机主要包括：床身、立柱、工作台、主轴头及工作液槽
2）脉冲电源
脉冲电源安装在控制柜内部，其正、负两极由电源导线分别与工
作台或电极夹具相连；
3）自动进给调节系统
自动进给调节系统由软、硬件两部分组成，其控制软件安装在电
源控制柜内部的工控机上，由数据导线与机床主机相连，对加工电规
准参数等进行控制；
其主要硬件主轴头是自动调节系统中的执行机构，主要由进给系
统上下移动导向机构、水平面内防扭机构、电极装夹及调节环节组成。
4）工作液循环和净化系统
该系统由工作液（油）箱、电动机、泵、过滤装置、工作液槽、
管道、阀门，以及测量仪表等组成。
工作液可以通过喷淋或浸没两种方式工作；本次实验采用的是喷
淋方式，由专用的喷嘴对准火花放电部位实施冷却作用。
2、工具电极及其安装和更换
本次实验所用的工具电极为穿孔加工工具电极，由两部分组成。
上端为圆柱体形状，尺寸为¢10×40mm，为电极的装夹部分；下端为
三棱柱形状，为电极的工作部分。
工具电极及其安装和更换过程与钻头的安装过程一样，都是通过
钥匙开启或锁紧十字铰链式机构。
穿孔加工所使用的工具电极各截面的形状和尺寸都是一样的，因
此，在电极长度方向上受到损耗时可以实现补偿，这一点与成型加工
所用的电极有着明显的区别。
3、加工电规准参数
根据被加工零件的加工深度进程与加工精度的要求，按照设备使
用说明书的指导，选择加工时所用的电流、电压、脉宽、脉间等参数。
实验数据处理及结果分析
（可以记录实验时所使用的电流、电压、脉宽、脉间等电规准参
数，并分析在实际加工中，由于电规准参数的选择不当会造成何种后
果；
还可以分析电火花穿孔与成型两种加工中，由于存在不可避免的
电极损耗，在电极长度方向补偿等方面的问题）
思考题及实验总结
1、简要叙述电火花成型加工的特点。
答：作为最早得以应用的特种加工成熟工艺，电火花成型加工具
有以下优点：1）特别适合任何难以进行切削加工的材料；2）可以加
工特殊或形状复杂的表面和零件；3）在加工过程中，工具与工件不
接触，作用力极小；4）脉冲放电时间短，冷却作用好，加工表面热
影响小。
但电火花成型加工也存在以下缺陷：1）主要用于加工金属等导
电材料；2）加工速度较慢（优势必须进行预加工，去除大部分余量
以提高加工效率）；3）在加工过程中存在电极损耗，这对于成型加工
电极的设计和制造提出了更高的要求；
2、简要叙述电火花成型加工的应用范围。
答：由于电火花成型加工具有传统的机械加工所无法比拟的诸多
优点，目前被广泛应用在许多加工制造领域，主要体现在以下几个方
面：1）可以用硬度不高的紫铜或石墨作工具电极，去加工任何硬、
脆、韧、软和高熔点的导电材料；2）可以加工任何特殊及复杂形状
的工件；3）没有机械加工时那样的切削力，因此适于加工薄壁、窄
槽、低刚度及微细精密的零件。4）脉冲电源的参数可以任意调节，
能在同一台机床上进行粗加工、半精加工或精加工。
3、EDM450的基本含义是什么
答：EDM450是精密数控电火花成型加工机床的型号，E DM是
Electrical Discharge Mechining的英文缩写，是放电加工的意思，
450是指该设备的工作台横向尺寸为450mm；EDM450相当于D7145。
4、仔细观察实验过程，说明什么是炭黑效应它有什么用途
答：炭黑效应是指在放电加工过程中，正电极表面能吸附工作液
中分解、游离出来的带负电的碳离子，形成熔点和气化点比较高的薄
层碳黑膜，保护正极，从而减少电极的损耗；
将工具电极接脉冲电源的正极，就可以充分利用极性效应来减少
工具的损耗，从而节省了更换工具电极的成本，提高生产效率。
5、仔细观察实验过程，说明为什么在加工过程中，工具电极需
要不断进行周期或自适应抬刀
答：在绝大多数电火花加工过程中（除非零件结构许可，可以事
先加工工作液循环工艺孔例外），都属于盲孔加工，由于工具电极的
阻碍，工作液循环困难，电蚀产物排除条件相当差，电蚀产物不能及
时排除会造成火花放电间隙阻塞，使加工不稳定。
在加工过程中，工具电极不断进行周期或自适应抬刀有利于电蚀
产物的排除，提高电火花加工的稳定性。
6、穿孔加工的工具电极与成型加工的工具电极在结构上有什么
不同
答：穿孔加工所使用的工具电极工作部分各截面的形状和尺寸都
是一样的，因此，在电极长度方向上受到损耗时可以实现自动补偿，
所以零件上所穿孔的形状与尺寸与工具电极的截面完全一样；
而成型加工所用的工具电极工作部分各截面的形状和尺寸往往
是不同的，因此，在电极长度方向上受到损耗时一般不能实现自动补
偿，需要在工具电极设计和制造时给予充分地考虑，所以成型加工所
用的工具电极的形状和尺寸一般与最终成型的零件型腔不一样。
实验总结：
本次实验前已经按照实验指导书的要求，认真进行了零件图纸的
设计，并采用手工编程的方法将程序编制完毕；在实验中认真听取指
导教师的讲解，积极思考并记录指导教师所讲的实验关键要点；在实
际操作机床加工零件的过程中，严格执行设备的操作规程，很好地完
成了实验。
通过该实验，使我们将课堂所学的理论知识更加实际化，达到了
理论和实际相结合的实验目的，不仅使我们对EDM450电火花成型加
工机床的结构有了最直接的了解，而且使我们掌握了电火花成型加工
的典型工艺路线，理解了电火花穿孔和成型加工的要点，达到了实验
的效果。
教师评语
2024年3月11日发(作者：万阳朔)
专 业 姓 名 学号
实验日期 实验地点 特种加工实验室 成绩
实验名称 电火花成型加工实验
实验目的
1、使学生了解EDM450 电火花成型加工机床的一般结构和基本
工作原理；
2、使学生掌握EDM450 电火花成型加工机床各部分的功能，及
机床的操作使用方法；
3、使学生掌握电火花穿孔与成型加工中各种电加工工艺参数的
选择，学会电极的安装、工件的装夹及找正方法；
4、使学生加深对电火花成型加工技术的原理、特点及应有范围
的理解。
5、通过实验，督促学生观察电火花加工中极性效应和炭黑吸附
效应等特有现象，并以此加深学生对电火花加工理论知识的理解。
实验基本原理
电火花成型加工是利用工具电极和工件电极，即正、负电极之间
产生脉冲性火花放电时产生的电腐蚀现象，来蚀除工件上多余的金
属，以达到对工件的尺寸、形状和表面质量预定的加工要求。如下图
所示：
脉
冲
电
源
－
＋
工
具
电
极
工件电极
与线切割加工所用的钼丝工具电极不同，电火花成型加工所用的
工具电极是按照工件的形状及其它要求专门制造的，其材料一般为紫
铜或石墨。
实验基本步骤
1、实验指导教师讲解电火花成型加工实验的目的和要求，强调
实验的纪律，并进行安全教育。
2、实验指导教师讲解EDM450数控电火花成型加工机床的结构、
各部分的功能和操作使用方法。
3、实验指导教师讲解并演示工具电极的安装与更换、工件装夹
和找正的方法，并说明此次实验属于电火花穿孔加工实验。
4、实验指导教师讲解并演示电火花穿孔加工时对加工深度分组，
并说明其意义在于将整个加工过程划分成粗加工、半精加工和精加
工，以达到提高加工效率和满足加工精度的要求；加工深度分组方法
时对各加工深度内电规准参数选择的依据和输入方法。
5、学生在实验指导教师的指导下，开启数控电火花成型加工机
床，完成零件的穿孔加工任务。
6、在机床加工过程中，实验老师提醒学生观察电火花加工的各
种现象，包括火花放电状态、工作液冲油式工作方式、工作液介质过
滤方式、电极在加工过程中的回退现象、负极性加工时工具电极上的
炭黑吸附现象等。
7、实验指导教师讲解电火花成型加工机床用途之一：如何取断
丝锥。
原始记录
1、认识EDM450电火花成型加工机床的结构：
1）主机（包括自动调节系统的执行机构）
主机主要包括：床身、立柱、工作台、主轴头及工作液槽
2）脉冲电源
脉冲电源安装在控制柜内部，其正、负两极由电源导线分别与工
作台或电极夹具相连；
3）自动进给调节系统
自动进给调节系统由软、硬件两部分组成，其控制软件安装在电
源控制柜内部的工控机上，由数据导线与机床主机相连，对加工电规
准参数等进行控制；
其主要硬件主轴头是自动调节系统中的执行机构，主要由进给系
统上下移动导向机构、水平面内防扭机构、电极装夹及调节环节组成。
4）工作液循环和净化系统
该系统由工作液（油）箱、电动机、泵、过滤装置、工作液槽、
管道、阀门，以及测量仪表等组成。
工作液可以通过喷淋或浸没两种方式工作；本次实验采用的是喷
淋方式，由专用的喷嘴对准火花放电部位实施冷却作用。
2、工具电极及其安装和更换
本次实验所用的工具电极为穿孔加工工具电极，由两部分组成。
上端为圆柱体形状，尺寸为¢10×40mm，为电极的装夹部分；下端为
三棱柱形状，为电极的工作部分。
工具电极及其安装和更换过程与钻头的安装过程一样，都是通过
钥匙开启或锁紧十字铰链式机构。
穿孔加工所使用的工具电极各截面的形状和尺寸都是一样的，因
此，在电极长度方向上受到损耗时可以实现补偿，这一点与成型加工
所用的电极有着明显的区别。
3、加工电规准参数
根据被加工零件的加工深度进程与加工精度的要求，按照设备使
用说明书的指导，选择加工时所用的电流、电压、脉宽、脉间等参数。
实验数据处理及结果分析
（可以记录实验时所使用的电流、电压、脉宽、脉间等电规准参
数，并分析在实际加工中，由于电规准参数的选择不当会造成何种后
果；
还可以分析电火花穿孔与成型两种加工中，由于存在不可避免的
电极损耗，在电极长度方向补偿等方面的问题）
思考题及实验总结
1、简要叙述电火花成型加工的特点。
答：作为最早得以应用的特种加工成熟工艺，电火花成型加工具
有以下优点：1）特别适合任何难以进行切削加工的材料；2）可以加
工特殊或形状复杂的表面和零件；3）在加工过程中，工具与工件不
接触，作用力极小；4）脉冲放电时间短，冷却作用好，加工表面热
影响小。
但电火花成型加工也存在以下缺陷：1）主要用于加工金属等导
电材料；2）加工速度较慢（优势必须进行预加工，去除大部分余量
以提高加工效率）；3）在加工过程中存在电极损耗，这对于成型加工
电极的设计和制造提出了更高的要求；
2、简要叙述电火花成型加工的应用范围。
答：由于电火花成型加工具有传统的机械加工所无法比拟的诸多
优点，目前被广泛应用在许多加工制造领域，主要体现在以下几个方
面：1）可以用硬度不高的紫铜或石墨作工具电极，去加工任何硬、
脆、韧、软和高熔点的导电材料；2）可以加工任何特殊及复杂形状
的工件；3）没有机械加工时那样的切削力，因此适于加工薄壁、窄
槽、低刚度及微细精密的零件。4）脉冲电源的参数可以任意调节，
能在同一台机床上进行粗加工、半精加工或精加工。
3、EDM450的基本含义是什么
答：EDM450是精密数控电火花成型加工机床的型号，E DM是
Electrical Discharge Mechining的英文缩写，是放电加工的意思，
450是指该设备的工作台横向尺寸为450mm；EDM450相当于D7145。
4、仔细观察实验过程，说明什么是炭黑效应它有什么用途
答：炭黑效应是指在放电加工过程中，正电极表面能吸附工作液
中分解、游离出来的带负电的碳离子，形成熔点和气化点比较高的薄
层碳黑膜，保护正极，从而减少电极的损耗；
将工具电极接脉冲电源的正极，就可以充分利用极性效应来减少
工具的损耗，从而节省了更换工具电极的成本，提高生产效率。
5、仔细观察实验过程，说明为什么在加工过程中，工具电极需
要不断进行周期或自适应抬刀
答：在绝大多数电火花加工过程中（除非零件结构许可，可以事
先加工工作液循环工艺孔例外），都属于盲孔加工，由于工具电极的
阻碍，工作液循环困难，电蚀产物排除条件相当差，电蚀产物不能及
时排除会造成火花放电间隙阻塞，使加工不稳定。
在加工过程中，工具电极不断进行周期或自适应抬刀有利于电蚀
产物的排除，提高电火花加工的稳定性。
6、穿孔加工的工具电极与成型加工的工具电极在结构上有什么
不同
答：穿孔加工所使用的工具电极工作部分各截面的形状和尺寸都
是一样的，因此，在电极长度方向上受到损耗时可以实现自动补偿，
所以零件上所穿孔的形状与尺寸与工具电极的截面完全一样；
而成型加工所用的工具电极工作部分各截面的形状和尺寸往往
是不同的，因此，在电极长度方向上受到损耗时一般不能实现自动补
偿，需要在工具电极设计和制造时给予充分地考虑，所以成型加工所
用的工具电极的形状和尺寸一般与最终成型的零件型腔不一样。
实验总结：
本次实验前已经按照实验指导书的要求，认真进行了零件图纸的
设计，并采用手工编程的方法将程序编制完毕；在实验中认真听取指
导教师的讲解，积极思考并记录指导教师所讲的实验关键要点；在实
际操作机床加工零件的过程中，严格执行设备的操作规程，很好地完
成了实验。
通过该实验，使我们将课堂所学的理论知识更加实际化，达到了
理论和实际相结合的实验目的，不仅使我们对EDM450电火花成型加
工机床的结构有了最直接的了解，而且使我们掌握了电火花成型加工
的典型工艺路线，理解了电火花穿孔和成型加工的要点，达到了实验
的效果。
教师评语