本书是全面介绍电火花加工技术的实用性着作，理论阐述清楚易懂，各种加工方法的原理和套用非常贴合工程实际。这些特点都得益于本书的主编曹凤国研究员几十年的研发和生产实践的精心总结，相信会对业内人士非常有帮助和启发。

曹凤国，原北京电加工研究所所长，原北京科学研究院院长，现任中国发明协会副理事长，北京发明协会理事长，北京市科学技术协会副主席，中国机械工程学会特种加工分会副主任委员，北京创造学会副理事长，国际电加工学会（ISEM）技术委员会委员，中国模具工业协会拉丝模专业委员会。曹凤国三十年来主要从事精密特种加工（电火花、雷射、超音波加工等）、光机电一体化等现代製造技术的研究工作。先后取得国家、省部级重大科研成果二十多项,其中获得国家发明二等奖1项、国际发明奖3项，省部级科技进步一等奖2项、二等奖六项、三等奖6项。同时在国内外学术会议及刊物发表论文60余篇，在国内外享有很高的声誉。1984年被国家科委评为首批国家级有突出贡献的中青年专家并享受政府特殊津贴。1993年当选为中国机械工程学会电加工学会副理事长。1995年在瑞士洛桑举行的第11届国际电加工学术会议上被选为国际电加工学会技术委员会委员。先后三次被评为北京市劳动模範。1998年，任北京市科学技术研究院院长，北京精密特种加工中心首席专家，一直承担国家自然科学基金项目和北京市多项重大科技项目。

绪论
0.1 我国电火花加工发展概况1
0.2 电火花加工的特点和用途6
0.3 电火花加工实现的基本条件6
0.4 电火花加工的名词术语和符号7
0.5 电火花加工工艺方法的分类9
第1篇 电火花加工的基本原理
第1章 电火花加工的物理本质
1.1 单次放电腐蚀模型12
1.1.1 电离準备阶段13
1.1.2 放电热蚀阶段13
1.1.3 消离抛出阶段14
1.2 重複放电腐蚀模型14
1.2.1 放电诸现象及其相互关係14
1.2.2 加工速度模型15
1.2.3 电极低损耗模型16
1.3 电腐蚀机理的主要学说16
1.3.1 腐蚀过程17
1.3.2 抛出过程20
第2章 影响材料放电腐蚀的主要因素
2.1 极性效应24
2.2 覆盖效应24
2.3 间隙效应26
2.3.1 间隙距离h与间隙电压u的关係26
2.3.2 间隙距离h与加工速度vw和电极损耗 的关係26
2.4 面积效应26
2.5 脉冲放电特性27
2.6 介质效应29
2.7 电极与工件材料特性31
第2篇 电火花成形加工
第3章 电火花成形加工脉冲电源
3.1 弛张式脉冲电源35
3.1.1 RC型脉冲电源36
3.1.2 RLC型脉冲电源38
3.2 晶闸管式脉冲电源39
3.2.1 晶闸管式电源主迴路39
3.2.2 晶闸管触发电路40
3.3 双极型电晶体式脉冲电源42
3.3.1 脉冲发生器（主振级）及典型电路43
3.3.2 前置放大级及典型电路46
3.3.3 功率放大级48
3.4 场效应电晶体、绝缘栅双极电晶体脉冲电源49
3.4.1 两种功率管的工作特点49
3.4.2 常用驱动电路50
3.4.3 常用功率场效应电晶体脉冲电源类型53
3.4.4 节能型绝缘栅双极型电晶体（IGBT）脉冲电源54
3.5 输出不同波形的脉冲电源55
3.5.1 矩形波派生的脉冲电源的波形与特点55
3.5.2 不同波形迭加的脉冲电源的波形与特点56
3.6 其他形式的电火花成形加工脉冲电源57
3.6.1 高精度镜面加工电源57
3.6.2 智慧型化控制脉冲电源58
第4章 电火花成形加工自动控制系统
4.1 伺服控制系统62
4.1.1 伺服控制系统的作用、要求及分类62
4.1.2 伺服控制系统的基本组成63
4.1.3 伺服控制系统工作範围的调整67
4.1.4 伺服控制系统的类型68
4.2 加工过程参数控制系统73
4.2.1 加工过程参数控制系统的作用73
4.2.2 加工过程参数控制的方法73
4.2.3 加工过程参数自适应控制系统75
4.3 电火花成形加工的数控系统79
4.3.1 数控系统软、硬体结构80
4.3.2 数控系统的插补技术84
4.3.3 数控系统的加工控制技术87
第5章 电火花成形加工工具机
5.1 电火花成形加工工具机主机90
5.1.1 工具机的分类及结构形式90
5.1.2 工具机各部件名称和传动轴方向定义93
5.1.3 工具机主机各部分的结构及其作用94
5.1.4 工具机主要精度和技术指标检验99
5.2 电火花成形加工工具机用附属档案106
5.2.1 工具机通用附属档案107
5.2.2 工具机专用附属档案109
5.3 电火花加工用工作液过滤系统116
5.3.1 主要组成部分和作用116
5.3.2 工作液过滤系统设计的要求117
5.3.3 工作液的选择120
第6章 电火花成形加工的基本工艺规律
6.1 影响加工速度的主要因素123
6.1.1 电参数对加工速度的影响123
6.1.2 非电参数对加工速度的影响125
6.2 影响电极损耗的主要因素127
6.2.1 电参数对电极损耗的影响128
6.2.2 非电参数对电极损耗的影响130
6.3 影响表面粗糙度和加工精度的主要因素132
6.3.1 表面粗糙度132
6.3.2 影响表面粗糙度的主要因素133
6.3.3 加工精度135
6.3.4 影响加工精度的主要因素135
6.4 电火花加工后表面层状态138
6.4.1 表面变化层138
6.4.2 表面变化层的力学性能139
第7章 电火花成形加工工艺及套用
7.1 电火花成形加工工艺方法142
7.1.1 单工具电极直接成形法142
7.1.2 单工具电极平动法143
7.1.3 单工具电极数控摇动法143
7.1.4 多工具电极更换法143
7.1.5 分解工具电极法144
7.1.6 数控摇动成形法145
7.1.7 数控多轴联动成形法147
7.2 电火花成形加工工艺技术147
7.2.1 零件图工艺分析及加工方法选择148
7.2.2 电极的準备148
7.2.3 工件的準备157
7.2.4 电极的装夹与定位158
7.2.5 加工规準的选择、转换160
7.2.6 加工进给量和摇动（平动）量的确定162
7.2.7 加工参数表和参数说明163
7.2.8 工作液的处理164
7.3 电火花成形加工实例166
7.3.1 花纹模具的电火花加工实例166
7.3.2 精锻模具的电火花加工167
7.3.3 汽轮机高压喷嘴组零件的电火花加工168
7.3.4 轮胎模具的电火花加工169
7.3.5 螺纹及斜齿轮零件的电火花加工170
7.3.6 精密微细小孔零件的电火花加工172
7.3.7 注塑模的电火花加工174
7.3.8 高精度压胶模的电火花加工174
7.3.9 五轴联动的电火花加工176
7.3.10 带冠式整体涡轮盘的多轴联动电火花加工177
7.3.11 透平叶轮的多轴联动电火花加工178
7.3.12 高效高精度镜面电火花加工实例179
第3篇 高速走丝电火花线切割加工
第8章 高速走丝电火花线切割加工脉冲电源
8.1 高速走丝电火花线切割加工脉冲电源的组成及特点184
8.1.1 脉冲电源的基本组成184
8.1.2 脉冲电源的特点185
8.2 脉冲电源的典型电路187
8.2.1 脉冲发生器典型电路188
8.2.2 前置推动级及功率放大级典型电路190
8.3 其他形式的脉冲电源192
8.3.1 高频分组脉冲电源192
8.3.2 阶梯波脉冲电源193
8.3.3 双迴路与多迴路脉冲电源193
8.3.4 自适应控制脉冲电源典型电路194
第9章 高速走丝电火花线切割加工控制系统
9.1 高速走丝电火花线切割工具机控制系统的特性及组成196
9.1.1 控制系统的特性196
9.1.2 控制系统的组成197
9.2 加工轨迹控制系统197
9.2.1 光电跟蹤控制系统197
9.2.2 计算机数字控制系统198
9.3 伺服进给控制系统203
9.3.1 伺服进给速度的控制方法203
9.3.2 伺服进给驱动电路205
9.4 加工程式的编制方法207
9.4.13B代码程式编制方法207
9.4.2 ISO代码程式编制方法208
9.4.3 计算机自动编程方法212
9.5 基于PLC工具机控制系统213
9.6 中速走丝线切割加工技术214
9.6.1 中速走丝线切割技术的起源214
9.6.2 中速走丝线切割应具备的功能特点214
9.6.3 中速走丝线切割控制技术概述215
第10章 高速走丝电火花线切割加工工具机
10.1 工具机的型号及主要技术参数218
10.1.1 工具机型号218
10.1.2 主要技术参数218
10.1.3 精度检验标準及检验方法219
10.2 工具机的结构组成219
10.2.1 床身219
10.2.2 X、Y坐标工作檯220
10.2.3 运丝系统224
10.2.4 工作液及循环过滤系统229
10.2.5 锥度切割的丝架结构231
10.2.6 多轴联动加工系统232
第11章 高速走丝电火花线切割加工基本工艺规律
11.1 加工工艺指标233
11.2 基本加工工艺规律234
11.2.1 电参数对工艺指标的影响234
11.2.2 非电参数对工艺指标的影响236
11.2.3 各因素对加工工艺指标影响的相互关係241
第12章 高速走丝电火花线切割加工工艺及套用
12.1 加工工艺方法243
12.1.1 图样分析与方案确定243
12.1.2 编制加工程式245
12.1.3 工件的装夹、找正与加工249
12.1.4 工件的检验252
12.2 加工套用与实例253
12.2.1 冷沖模具的加工253
12.2.2 电动机转子複式沖模的加工253
12.2.3 长窄型孔沖模或锻模的加工254
12.2.4 超行程工件的加工254
12.2.5 不闭合曲线工件的间隙补偿方法及加工255
12.2.6 带锥度大行程、大厚度零件的加工256
12.2.7 工艺美术製品零件的加工256
12.2.8 複杂曲面旋转线切割加工的实例257
12.2.9 大锥度冷沖模具加工的实例257
12.2.10 中速走丝电火花线切割加工的套用257
第4篇 低速走丝电火花线切割加工
第13章 低速走丝电火花线切割加工脉冲电源
13.1 低速走丝线切割加工脉冲电源的特点及分类261
13.1.1 电源的特点261
13.1.2 电源的分类263
13.2 低速走丝线切割加工电晶体矩形波脉冲电源典型电路263
13.2.1 典型电路原理图263
13.2.2 间隙电压、电流波形图263
13.3 低速走丝线切割加工并联电容脉冲电源264
13.4 低速走丝线切割加工无电解作用脉冲电源265
13.5 低速走丝线切割超高精加工脉冲电源266
第14章 低速走丝电火花线切割加工自动控制系统
14.1 低速走丝电火花线切割工具机数控系统硬体构成267
14.2 低速走丝电火花线切割工具机主轴伺服控制系统269
14.2.1 主轴运动方向控制系统269
14.2.2 主轴运动速度控制270
14.2.3 主轴电动机驱动及控制系统270
14.3 低速走丝电火花线切割加工过程参数控制271
14.4 低速走丝电火花线切割工具机数控系统软体构成272
14.5 低速走丝线切割工具机控制指令代码275
第15章 低速走丝电火花线切割加工工具机
15.1 工具机型号及主要技术参数278
15.1.1 工具机型号278
15.1.2 主要技术参数278
15.1.3 精度检验标準及检验方法278
15.2 低速走丝电火花线切割工具机结构278
15.2.1 床身、立柱279
15.2.2 X、Y坐标工作檯279
15.2.3 走丝系统281
15.2.4 工作液系统286
15.3 工具机工装夹具287
第16章 低速走丝电火花线切割加工基本工艺规律
16.1 加工工艺指标289
16.1.1 切割速度289
16.1.2 表面质量290
16.1.3 加工精度291
16.2 基本加工工艺规律293
16.2.1 电参数对工艺指标的影响293
16.2.2 非电参数对工艺指标的影响296
第17章 低速走丝电火花线切割加工工艺及套用
17.1 低速走丝电火花线切割加工工艺303
17.1.1 低速走丝电火花线切割加工工艺步骤304
17.1.2 加工前的準备工作305
17.2 加工工艺方法310
17.2.1 多工位级进模具的加工工艺方法310
17.2.2 几种特殊情况常用的处理方法314
17.2.3 无芯切割的加工工艺方法316
17.2.4 锥度切割的加工工艺方法316
17.2.5 双丝切割的加工工艺方法318
17.2.6 开开形状的加工方法318
17.2.7 冲压模的加工方法319
17.3 典型零件加工实例319
17.3.1 小批量零件的加工实例319
17.3.2 弹簧管零件的加工实例320
17.3.3 齿轮的加工实例321
17.3.4 大批量、高精度、複杂形状零件的加工实例322
17.3.5 变偏移量、变锥度工件的编程实例324
17.3.6 无芯切割及跳模加工编程实例328
第5篇 其他电火花加工及複合加工
第18章 其他电火花加工
18.1 电火花小孔加工337
18.1.1 电火花小孔高速加工337
18.1.2 精密多轴数控电火花小孔加工339
18.1.3 小孔及深孔的电火花磨削344
18.2 电火花迴转加工与跑合加工346
18.2.1 电火花迴转加工346
18.2.2 展成式精密电火花加工的套用349
18.2.3 电火花跑合加工350
18.3 金属电火花表面强化与刻字351
18.3.1 金属电火花表面强化351
18.3.2 电火花刻字353
18.4 半导体与非导体的电火花加工354
18.4.1 超硬材料的电火花加工354
18.4.2 半导体的电火花加工358
18.4.3 非导体的电火花加工359
18.5 电熔爆加工360
18.5.1 电熔爆加工的原理、特点360
18.5.2 电熔爆加工设备360
18.5.3 电熔爆加工的套用361
18.6 电火花数控铣削加工362
18.6.1 电火花数控铣削加工的原理与特点362
18.6.2 影响加工的主要因素362
18.6.3 採用数控电火花加工工具机作为电火花数控铣削加工364
18.6.4 电火花铣削展成加工的套用364
18.7 阳极机械切割365
18.7.1 阳极机械切割加工的原理及特点365
18.7.2 阳极机械切割加工的套用365
18.8 短电弧加工368
18.8.1 短电弧加工技术的原理与特点368
18.8.2 短电弧加工工具机369
18.8.3 短电弧加工的套用369
18.9 混粉电火花镜面加工370
18.10 气体介质中电火花加工370
18.10.1 气体介质中电火花放电加工的原理与特点370
18.10.2 气体介质中电火花放电加工特性371
18.10.3 高压电火花束流在天然金刚石微孔模光整加工中的套用372
第19章 电火花与其他加工技术的複合加工
19.1 超声电火花複合加工374
19.1.1 超声电火花複合抛光374
19.1.2 超声电火花複合打孔376
19.2 电解放电複合加工376
19.2.1 电解放电複合加工的原理及特点376
19.2.2 电解放电複合加工在模具製造中的套用377
19.2.3 电火花电解複合加工技术对太阳能硅片进行切割加工的套用378
19.3 液体束流电火花微孔加工379
19.3.1 液体束流电火花加工的原理379
19.3.2 液体束流电火花加工的特点380
参考文献381

新的加工技术推动了历次工业革命。现代製造技术是新经济、新技术发展的重要推动力。随着生产的需要和科学技术的高速发展，新材料不断涌现，同时对工件的加工精度要求越来越高，传统的机械加工已很难满足需求。电火花加工技术以其独特的加工机理（工具和工件间非接触加工，无巨观切削力）和良好、稳定的加工性能成为现代製造技术不可缺少的最重要的加工手段之一。其特有的“以柔克刚、精密微细、仿形逼真”三大特点，在难加工材料、複杂型面、精细表面、低刚度零件和模具等製造领域中占有极其重要的地位，经过半个世纪的发展，已广泛套用于航空、航天、仪器仪表、汽车、模具、电子、石油、地质等领域。为适应企业及学院科研、生产、教学、培训的需要，我们集多年科研与实践经验，编写了《电火花加工》一书。该书不仅汇集了世界上电火花加工机理的各种学派的理论，而且还反映了世界最新的电火花加工技术和装备，是一部既有理论基础，又有先进的技术和工艺实践的综合性书籍。
本书共5篇，包括电火花加工的基本原理、电火花成形加工、高速走丝电火花线切割加工、低速走丝电火花线切割加工、其他电火花加工及複合加工。
本书由曹凤国研究员主编，翟力军、桂小波副主编，康凯敏、胡绛梅、黄建、曹世杰、李言辰参加编写。其中，曹凤国编写绪论，第1篇第1章；桂小波编写第2篇第3章，第3篇第8章、第9章，第4篇第13章、第14章；康凯敏编写第3篇第10章、第11章、第12章，第4篇第15章、第16章、第17章；胡绛梅编写第1篇第2章；黄建编写第2篇第4章；曹世杰编写第2篇第6章、第7章；李言辰编写第2篇第5章；翟力军编写第5篇第18章、第19章。在成稿过程中，胡绛梅、张利苹做了大量组织和文稿处理工作。
在本书编写过程中，参阅了国内外同行有关资料，得到了电加工界许多专家和同仁的支持与帮助，在此一併表示衷心的感谢。
本书可供从事电火花加工的工程技术人员使用，也可供从事电火花加工设备操作的技术工人学习使用，还可作为机械製造、精密仪器、机电一体化、模具设计与製造、自动化等专业的教学参考用书。
由于编者水平所限，以及技术的迅速发展，书中不足之处在所难免，望读者批评指正。


《电火花加工》编委会