近年来,电火花加工,因其解决了很多难于加工材料和复杂零件的加工问题,已广泛应用于加工制造业的各个领域:航空航天、机械电子、精密仪器、汽车轻工等。电火花加工主要靠两极间的放电能量对工件进行蚀除,其放电间隙中的环境复杂,不可控因素较多,而在微细加工中放电间隙中的状态对加工结果影响较大。通过建立数学模型对电火花放电通道进行研究,在节约成本的前提下,可预测电火花的加工效果,为进一步控制加工精度提高加工效率提供参考。本文建立了电火花放电通道的数值模型,采用PIC(Particle in Cells)的方法模拟放电通道内电子和离子的运动。电火花放电通道中的等离子体用模拟粒子代替。在仿真过程中,电子根据场致电子发射原理由左边界发出,在放电通道内电子不断与中性粒子碰撞,当发生电离碰撞时即有离子产生。采用FDTD(Finite Difference Time Domain)方法求解泊松方程得到计算空间的电势分布状态,采用线性差值的方法求出计算空间内各粒子受力;粒子的运动满足牛顿第二定律方程。在PIC程序中加入蒙特卡洛碰撞,模拟放电间隙内粒子间的碰撞过程。仿真得出计算域内电子、离子的运动相图,粒子密度分布以及粒子的能量分布,计算出电火花放电阴极与阳极间蚀除的比例关系,通过与实验数据对比验证了PIC-MCC(Monte Carlo Collision)程序的正确性。通过对比得出:等离子体模拟的方法能够解释火花放电过程中的很多物理现象,PIC-MCC程序能准确的模拟电极间的能量损耗。