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电解辅助电火花小孔加工工艺正交实验设计优化
刘小明 2026/9/17 9:25:13
江苏省丹阳中等专业学校，机电部，江苏镇江 212325
摘要：为了进一步提高电火花小孔加工效率，设计了一种电解辅助电火花小孔加工方案。利用电解作用在工具电极端产生氢气并形成气膜，高效生成两极间等离子体放电通道。开展正交工艺优化测试优化，研究结果表明：当脉冲宽度不断增大会造成材料去除率的略微下降，而电极损失耗不断增大。增大脉冲间隔后，形成了更长工作周期，脉冲间隔20μs时达到最低的电极损耗量。提高峰值电流后，加工时间逐步缩短，而加工电极的损耗率呈连续增加。该研究有助于提高电火花小孔加工质量，为后续的工艺优化奠定一定的基础。
关键词：电火花；小孔加工；电解加工；正交优化
中图分类号：TH137
0 引言
电火花切割(EDM)加工是一种以介电流体作为电极隔绝物，由此实现目标工件与工具之间的连续高频电弧或火花来去除导体物质的一种材料处理技术[1]。钨材料虽然可以满足优良导电性条件，但因其热导率高会限制其加工性能，无法满足材料的高效去除要求，从而造成表面结构崩裂以及工具耗损的现象[2]。因为开发新的电火花小孔加工技术是目前研究的热点之一。
小小孔加工质量的评价指标主要为孔光滑度、孔边毛刺以及孔尺寸精度等。保证小孔加工品质对消除内部结构破裂缺陷具有重要意义。相关方面的研究吸引了很多的学者，取得了一定的研究成果。张彦等[3]提出了一种在盐溶液下电解辅助电火花小孔加工方法，促进两极之间等离子体放电通道的快速形成，分析不同参数对加工特性的影响规律。樊帅等[4]设计种基于嵌入式多核架构的数控系统，通过上位机功能合理划分为多个独立模块，提升了系统的可靠性和实时性，利用电火花群小孔加工精度有显著提升，表面质量得到改善。岳晓明等[5]将电火花和电解方法复合实现小孔高效加工最，提出工具电极结构化绝缘方法，通过工艺参数实验优化实现大深径比小孔的高精加工。
本文针对如何提高金属钨小小孔加工质量方面开发了以特定电导率盐溶液的电解辅助电火花综合能量场处理技术，并将其与电火花能量场和电解辅助电火花综合能量场加工性能差异进行对比研究，综合探讨能量场主要参数：脉宽、脉冲间隔、电流对小小孔加工的作用机制，以获得合适的工艺参数，由此获得理想的加工性能，对实现金属钨的大深度加工具有积极作用。
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3 结论
本文开展电解辅助电火花小孔加工设计及正交工艺优化分析，取得如下有益结果：
1）当脉冲宽度不断增大会造成材料去除率的略微下降，而电极损失耗不断增大。
2）增大脉冲间隔后，形成了更长工作周期，脉冲间隔20μs时达到最低的电极损耗量。
3）提高峰值电流后，加工时间逐步缩短，而加工电极的损耗率呈连续增加。
参考文献
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[4]樊帅, 蒋毅, 江晨松, 等. 基于EtherCAT的嵌入式多核电火花小孔机床数控系统研究[J]. 电加工与模具, 2025, (02): 26-31.
[5]岳晓明, 臧烁, 赵永华, 等. 高品质超大深径比小孔电火花电解复合加工实验研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(09): 374-382.
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