电火花加工在模具行业的应用

电火花加工是热蚀除过程。电源在工具电极与模具块之间维持一个小间隙，通常为 0.02–0.10 mm。绝缘液充满间隙。电压击穿液体，形成火花，几千分之一立方毫米的钢熔化并汽化。液体在下一个脉冲触发前将碎屑冲走。

由于电极从不接触工件，硬度不会限制切割。60 HRC 的淬硬型芯和退火块一样容易放电。这在模具车间很重要，型腔通常先软铣、热处理，然后在收缩补偿确定后放电精加工。

同样的物理原理驱动两类机床。成型机用成型电极烧出三维型腔。线切割机让细黄铜丝或涂层丝经过固定工件，切出二维轮廓。两者都属于电火花加工，大多数模具车间两种都有。

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  绝缘液线切割用去离子水，成型机用烃油。
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  脉冲宽度脉宽越长切割越快，但表面越粗糙。
• 3
  无切削力薄加强筋和尖锐内角不会变形。

深加强筋、尖锐内角和纹理型腔是典型情况。用 Ø6 mm 立铣刀的三轴铣床留下的角半径至少为 3 mm。如果零件图纸要求 0.5 mm 的角，就必须有人放电。电极用石墨或铜加工，修整到角半径，并留出小于火花间隙的余量烧入。

电极材料是成本决策。石墨加工快且耐大电流，适合大型型芯的粗放电。铜能保持更细的细节并留下更好的表面，常用于精加工电极和小特征。当电极本身必须承受数千次放电而不磨损时，使用铜钨。

平动改变了规划。机床不是用一个电极切出整个型腔，而是让较小的电极沿编程路径移动。这能更好地冲走碎屑，让一个电极覆盖多个尺寸，并让操作员通过调整平动半径来确定最终尺寸。

线切割放电可切穿淬硬钢，无需制作电极。这使其成为分型线、顶针孔和精加工前已淬硬镶件外轮廓的默认选择。先钻穿丝孔，然后穿丝并沿轮廓走丝。

多次切割控制表面质量。典型顺序是先用大电流粗切一次，然后用递减能量进行三到四次修切。最后一道设定表面和尺寸。机床热稳定且丝张力合适时，在淬硬镶件上保持 ±0.005 mm 是常规操作。

锥度切割是许多模具车间让线切割机保持忙碌的原因。几度的锥度让一次装夹就能切出型芯壁的拔模斜度和下方的直段。限制来自机床头几何，而非工艺本身，所以在承诺某个特征前，要对照机床规格检查锥度角。

放电很慢。去除一立方厘米钢的时间可能是铣削的许多倍。如果型腔足够开放，能用 Ø10 mm 刀具，就铣削。把电极留给刀具留下的角和细节。

重铸层是另一个注意点。每次火花都会在表面留下一层薄的重熔层。它比母材更硬更脆，在生产模具中热循环下可能开裂。精细修切可保持该层很薄，在疲劳关键处可通过去应力或轻抛光去除。

复杂型腔的电极成本会累积。截面收缩的深加强筋可能需要三到四个电极，每个都要在单独装夹中加工和修整。小批量工装中，把角半径重新设计成适合标准刀具，通常是更便宜的工程决策。

给放电单元提供最终型腔尺寸，而不是电极尺寸。机床操作员会反推火花间隙和平动余量。如果图纸只标电极尺寸，车间只能猜，第一次放电就会偏小。

注明模具表面的表面处理要求，并说明是可见面还是隐藏面。A 级表面需要额外的精修刀路，通常还要手工抛光。用于固定卡扣的隐藏加强筋只需尺寸正确即可。

注明钢材牌号及其热处理状态。预硬 1.2343 与整体淬火 1.2344 在放电间隙中的表现不同，脉冲参数也不同。如果电极和模坯由我们一同铣削，同一条说明会同时传达到两个部门。

• 1
  成品型腔图不是电极图，除非你同时提供放电间隙。
• 2
  表面要求可见或隐藏，以及有要求时的 Ra 目标值。
• 3
  钢材与硬度牌号加状态，以便设定脉冲参数。
• 4
  圆角半径标出 R 1 mm 以下的圆角，以免遗漏。

我们在 3 个全资工厂、7,600 m² 厂房内配备 127 台高精度 CNC 设备，拥有 150 名技术人员，同时运行电火花成型和线切割。需要铣削和电火花加工的模仁与型芯按同一生产计划流转，电极几何形状与型腔采用同一公差预算加工。

我们的常规加工公差为 ±0.005 mm（±0.0002 in）。加工后表面为 Ra 1.6–3.2 μm；精修刀路可达 Ra 0.2–0.8 μm。淬火镶件在热处理后加工，消除了先对软料放电再淬火带来的变形风险。

每件产品出货前均检验，包括原材料检查、过程监控，并可应要求提供最终报告。我们持有 ISO 9001:2015、IATF 16949:2016、ISO 13485:2016 和 ISO 27001:2022，模具文件也纳入同一套受控流程。