在電火花小孔加工中，電極損耗是影響加工精度與效率的關鍵因素。由于高頻脈沖放電產生的高溫會持續(xù)侵蝕電極，導致其形狀改變，進而影響小孔的尺寸精度和表面質量。針對這一問題，需從材料特性、工藝參數(shù)、結構設計等多維度制定系統(tǒng)性應對措施，通過技術優(yōu)化實現(xiàn)電極損耗的有效控制。
1.電極材料的科學選用
電極材料的物理特性直接決定抗損耗能力。鎢絲電極憑借高熔點(3422℃)和良好的導熱性，在加工硬質合金等難切削材料時，損耗率比黃銅電極降低 40% 以上，尤其適合深小孔加工。而黃銅電極雖成本較低，但在高能量放電時易產生熔化損耗，更適用于淺孔或精度要求不高的場景。
涂層技術可顯著提升電極耐磨性。在鎢絲表面沉積氮化鈦(TiN)涂層，能形成耐高溫氧化的保護層，使電極在連續(xù)放電加工中保持形狀穩(wěn)定性。對于銅管電極，采用鍍鉻處理可增強表面硬度，減少放電時的飛濺侵蝕，延長有效使用壽命。材料選擇需結合加工材料特性，如加工不銹鋼小孔時，優(yōu)先選用鎢基合金電極以平衡損耗與成本。
2.加工參數(shù)的精準調控
脈沖參數(shù)的優(yōu)化是控制電極損耗的核心。采用高峰值電流、窄脈沖寬度的參數(shù)組合，可使放電能量集中作用于工件，減少電極的熱侵蝕。例如在加工直徑 0.5mm 以下的小孔時，將脈沖寬度設定在 5-20μs，同時提高脈沖間隔至脈沖寬度的 3 倍以上，既能保證放電效率，又能為電極提供足夠的冷卻時間，降低持續(xù)高溫導致的損耗。
工作液系統(tǒng)的參數(shù)匹配同樣重要。采用去離子水作為工作液時，通過提升過濾精度至 5μm 以下，可減少雜質導致的異常放電，避免電極局部過熱損耗。合理控制工作液壓力(通常為 0.3-0.8MPa)，使放電間隙的蝕除物及時排出，減少二次放電對電極的侵蝕。對于深徑比大于 10 的小孔加工，采用脈動式供液方式，可通過壓力波動增強排屑效果，間接降低電極損耗。
3.電極結構與路徑的優(yōu)化設計
電極結構的改進能有效減少損耗。采用階梯式電極設計，將前端加工段與后端導向段區(qū)分開來，當前端發(fā)生損耗后，可通過進給補償繼續(xù)使用，延長整體使用壽命。對于異形小孔加工，將電極頭部設計為漸縮式，減少放電面積的同時增強冷卻效果，降低局部損耗速率。
加工路徑的智能化規(guī)劃可平衡電極損耗。通過數(shù)控系統(tǒng)預設電極損耗補償量，在加工過程中實時調整電極進給量，抵消損耗帶來的尺寸偏差。采用螺旋式進給路徑替代直線進給，使電極各部位均勻參與放電，避免局部過度損耗。對于深孔加工，實施分段抬刀策略，在每次抬刀過程中對電極位置進行校準，確保最終孔形精度。
4.加工過程的動態(tài)控制
實時監(jiān)測系統(tǒng)是損耗控制的重要手段。通過紅外測溫儀監(jiān)測電極溫度變化，當溫度超過閾值時自動降低脈沖能量；利用電流傳感器檢測放電電流波形，識別異常放電并及時調整參數(shù)。部分設備配備的電極損耗在線測量功能，可通過圖像處理技術實時計算電極直徑變化，為補償控制提供數(shù)據(jù)支持。
定期維護可減少非正常損耗。每日加工前檢查電極夾持裝置的同心度，確保電極與主軸的同軸度誤差不超過 0.01mm；每周清潔導向器，去除殘留的蝕除物，避免其對電極的機械磨損。通過建立電極損耗臺賬，記錄不同材料、參數(shù)下的損耗數(shù)據(jù)，可為后續(xù)加工參數(shù)優(yōu)化提供參考依據(jù)。
應對電火花小孔機電極損耗需采用綜合性技術方案，通過材料、參數(shù)、結構與控制的協(xié)同優(yōu)化，既能將電極損耗控制在合理范圍內，又能保證小孔加工的精度與效率，為精密小孔加工提供可靠的技術支撐。
