電火花加工（EDM）是一種透過腐蝕去除金屬來成形零件的方法。這種腐蝕是由工具電極和工件電極之間脈衝放電產生的極高溫度造成的。
此圖展示了電火花加工 (EDM) 的原理。脈衝產生器的兩極分別連接到工具電極和工件。當兩極在工作液中靠近時，間隙間的電壓會擊穿工作液，產生火花放電。這種放電會在放電通道內瞬間產生大量熱量，溫度可達極高（超過 10,000 °C）。這種高溫會導致零件和工具表面的微小區域熔化甚至汽化，造成侵蝕，留下微小的凹坑。
隨著放電過程反覆進行，零件表面會佈滿無數細小的凹坑。電極持續向下移動，工具電極的輪廓基本上複製到工件上，從而完成零件的加工。
電火花成型機的組件
電火花加工工具機由脈衝電源、自動進給控制系統、工具機本體（主體結構）以及工作流體循環過濾系統所組成。
脈衝電源
脈衝電源的作用是將標準的50Hz交流電轉換為高頻脈衝電。此脈衝電施加到工具電極和工件上，為放電提供必要的能量。圖中所示的脈衝產生器是一種基本類型，由電阻器(R)和電容器(C)組成。直流電源(E)透過電阻器(R)為電容器(C)充電。隨著電容器兩端電壓的升高，當電壓達到某一特定值時，工具電極（陰極）和工件（陽極）之間的間隙被擊穿，從而產生火花放電。在火花放電過程中，電容器會釋放其儲存的能量，電極間的電壓驟降，工作介質恢復其絕緣性能。隨後，電源立即開始為電容器充電。該循環不斷重複，每秒產生數千到數十次脈衝放電。
電火花加工必須採用脈衝放電。在每次放電之間的脈衝間隔期間，電極間的液態介質必須有足夠的時間來恢復其絕緣狀態。這一點至關重要，因為只有這樣，下一個脈衝才能擊穿電極間隙，並在一個相對接近的不同點放電，從而避免在同一點持續放電，進而形成穩定的電弧。穩定的電弧持續時間過長，會形成更深的熔層，最終只會導致焊接或切割，無法達到尺寸加工所需的精度和光滑度。
在電火花加工（EDM）過程中，工件和工具電極都會腐蝕。然而，陽極（連接正極）和陰極（連接負極）的腐蝕速率不同。這種現象稱為「極效應」。為了減少工具電極的磨損，提高加工精度和生產效率，理想的做法是盡可能地提高極效應：工件的腐蝕速度應盡可能快，而工具的腐蝕速度應盡可能慢。因此，直流脈衝電源是電火花加工的必要選擇。如果使用交流脈衝電源，工件和工具的極性會不斷變化，導致總極效應為零。極效應通常與脈衝寬度、電極材料和單脈衝能量等因素有關，這些因素共同決定了特定工件的最佳極性選擇。
自動進料控制系統
自動進給控制系統可調整工具電極的進給速度，以維持工具與工件之間所需的放電間隙，從而確保脈衝放電過程正常運作。
機身
機器本體是用於夾持、固定和移動工具電極和工件的機械裝置。
工作流體循環和過濾系統
工作液循環過濾系統在壓力作用下，迫使清潔的工作液流經刀具電極與工件之間的間隙。這能迅速沖走侵蝕產生的顆粒，然後過濾工作液以供持續重複使用。煤油或機械油是目前最常使用的工作液。
電火花加工工具機種類繁多。根據加工方法，它們可以分為兩大類：
- 電火花成型加工（沉孔電火花加工）：此工具機使用特殊形狀的工具電極在零件上加工出對應的特性。電火花成型加工是一種利用工具電極和工件電極在特定介質中脈衝放電產生的電蝕效應進行加工的製造流程。工具電極通常是由電解銅或石墨製成的異形電極，可以加工成任何所需的幾何形狀。在工件上加工出的形狀即為對應的凹坑。
- 線切割放電加工（線切割電火花加工）：這種工具機使用金屬絲電極在零件上加工二維輪廓形狀。線切割放電加工或WEDM的基本原理是利用連續移動的細金屬絲（電極絲）透過脈衝放電去除金屬並成形工件。
- 此製程通常分為低速線切割和高速線切割。它通常使用直徑0.1毫米至0.3毫米的線電極來加工通孔狀表面零件，例如沖壓件或模腔。
線切割放電加工（Wire EDM）利用脈衝放電在連續運動的金屬絲（工具電極）和工件之間產生電蝕，從而切割零件。用於線切割的電極絲非常細（直徑通常為0.04毫米至0.25毫米），由鉬、鎢或銅製成。此製程精度高，公差可達±0.005毫米，表面粗糙度（Ra）介於3.2微米至1.6微米之間。它能夠加工精密、狹窄且複雜的型腔，並廣泛應用於模具和成型工具的製造。
圖示為一台線切割機床。線盤透過交替旋轉來輸送線材。脈衝電源提供加工能量，使連續運動的線材與工件之間產生放電。承載工件的數控工作台可以沿著X軸和Y軸獨立移動，這兩個軸組合起來可以形成各種運動路徑，從而將零件加工成所需的形狀。
與電火花成型加工相比，線切割電火花加工無需專用工具電極。此外，作為電極的金屬絲在加工過程中持續移動，幾乎不會產生磨損。加工相同零件時，線切割電火花加工去除的材料總量少於標準電火花成型加工，這意味著更高的生產效率，同時機器運作所需的功率也更低。
電火花加工的特性與應用
電火花加工適用於加工導電性良好的金屬材料，不受材料強度、硬度、韌性或熔點的限制。這使其成為加工傳統加工方法難以處理的材料（例如耐熱鋼、淬硬鋼和硬質合金）的有效方法。
由於加工過程中刀具與工件之間沒有直接接觸，因此不存在切削力。這意味著刀具電極可以採用純銅或石墨等較軟的材料製成。此外，此方法還允許加工薄壁零件、小孔和窄槽，而無需擔心刀具或工件的剛好過低。同時，它還可以用於一次性加工各種複雜型腔和三維曲面，而無需擔心較大的加工面積會導致過大的切削力。
在 電火花加工服務一組經過調整的電參數，例如電壓、電流、頻率和脈衝寬度，稱為加工規格。這些規範分為粗加工和精加工兩種類型，以適應不同的加工需求。加工規範的選擇與零件所需的尺寸精度和表面粗糙度密切相關。通常，使用精加工規範進行孔加工的尺寸誤差可低至0.05mm，型腔加工的尺寸誤差約為0.1mm，表面粗糙度(Ra)值範圍為3.2μm至0.8μm。電火花加工的應用範圍非常廣泛，包括：
- 加工各種類型的孔，例如沖壓模具孔、拉絲模具孔和噴絲頭孔。
- 加工三維曲面型腔，例如鍛造模具、壓鑄模具和塑膠模具中的型腔。
- 進行切割、分段、表面加固、雕刻和標記銘牌和標籤。
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