火花機(jī),全稱為電火花加工機(jī)床(Electrical Discharge Machining,簡稱 EDM),其工作原理基于放電蝕除效應(yīng)。在加工過程中,工具電極和工件分別連接到脈沖電源的兩極,并浸沒于工作液中,常見工作液有煤油、去離子水等。當(dāng)工具電極向工件靠近,二者間隙達(dá)到一定距離時(shí),脈沖電壓會(huì)擊穿工作液,形成放電通道。在這一通道中,瞬間會(huì)集中大量熱能,溫度可飆升至 10000℃以上,致使工件表面局部微量金屬迅速熔化、氣化,并在壓力急劇變化下,飛濺到工作液中,冷凝成金屬微粒后被帶走。每個(gè)脈沖放電雖蝕除金屬量極少,但每秒成千上萬次的脈沖放電累加,就能實(shí)現(xiàn)可觀的材料去除,逐步加工出與工具電極形狀對應(yīng)的工件形狀。例如,在加工復(fù)雜模具型腔時(shí),通過精心設(shè)計(jì)電極形狀,并配合精確的電極進(jìn)給控制,利用這種放電蝕除機(jī)制,能準(zhǔn)確塑造出所需的復(fù)雜輪廓,滿足模具高精度、高復(fù)雜度的制造需求。電火花機(jī)加工手機(jī)中框模具,實(shí)現(xiàn) 0.01mm 公差控制。清遠(yuǎn)普通電火花機(jī)定制
沖壓模具刃口要求鋒利度(圓角≤0.01mm)和高硬度(HRC58-62),火花機(jī)通過 “精細(xì)修邊” 工藝實(shí)現(xiàn):采用直徑 0.5mm 的細(xì)銅絲電極,沿刃口輪廓進(jìn)行單道放電,峰值電流 2A,脈沖寬度 5μs;工作液壓力提升至 0.8MPa,確保排屑徹底;放電間隙控制在 0.005mm,避免電極與刃口接觸。加工后刃口的直線度誤差≤0.002mm/100mm,剪切面粗糙度 Ra0.8μm,可使沖壓件毛刺高度控制在 0.01mm 以下。在汽車車門鎖扣模具加工中,該工藝可延長模具刃口壽命至 50 萬次(傳統(tǒng)磨削工藝 30 萬次)。東莞鏡面火花機(jī)維護(hù)智能電火花機(jī),自動(dòng)補(bǔ)償電極損耗,保障加工尺寸高精度。
電火花加工是一個(gè)復(fù)雜的物理過程,主要包括以下幾個(gè)階段。首先是介質(zhì)電離與擊穿階段,在工具電極與工件間施加脈沖電壓后,工作液中的雜質(zhì)或微觀凸起處電場集中,自由電子在電場加速下撞擊介質(zhì)分子,引發(fā)電離,形成電子雪崩現(xiàn)象,進(jìn)而產(chǎn)生導(dǎo)電的等離子體通道,即放電通道。這一過程通常在極短時(shí)間內(nèi)完成,擊穿時(shí)間約為 10?? - 10??秒。接著進(jìn)入能量釋放與材料蝕除階段,放電通道內(nèi)瞬間產(chǎn)生的高溫(局部可達(dá) 8000 - 12000℃)使工件表面材料迅速熔化甚至氣化,放電結(jié)束后,等離子體通道迅速收縮,產(chǎn)生沖擊波將熔融材料拋出,在工件表面形成微小凹坑,單次放電形成的凹坑直徑約為 5 - 500μm,深度為直徑的 1/5 - 1/3。隨后是消電離與介質(zhì)恢復(fù)階段,放電結(jié)束后,工作液迅速冷卻,吸收殘留熱量,使通道內(nèi)介質(zhì)重新恢復(fù)絕緣狀態(tài),同時(shí)將蝕除的金屬碎屑(直徑約 0.1 - 50μm)通過流動(dòng)帶出加工區(qū)域。通過不斷重復(fù)脈沖循環(huán),眾多微小凹坑累積起來,實(shí)現(xiàn)對工件的逐步加工和成型。
電極設(shè)計(jì)需遵循 “等損耗” 原則:形狀復(fù)雜區(qū)域(如尖角、窄槽)應(yīng)適當(dāng)加大尺寸(預(yù)留 0.02-0.05mm 損耗量);電極高度需比加工深度大 10-20mm,避免底部損耗影響精度;采用分塊電極設(shè)計(jì)(針對大型模具),拼接誤差≤0.003mm。制造方面,銅電極采用高速銑削(轉(zhuǎn)速 20000rpm),表面粗糙度 Ra0.8μm;石墨電極采用磨床加工,刃口圓角≤0.01mm。電極裝夾需使用精密夾具(定位誤差≤0.002mm),并通過三次元檢測確認(rèn)尺寸,確保與火花機(jī)加工坐標(biāo)系一致。電火花機(jī)的振動(dòng)抑制技術(shù),提升深孔加工直線度。
火花機(jī)的安全操作規(guī)程與防護(hù)措施:火花機(jī)操作需嚴(yán)格遵循安全規(guī)范:操作人員必須佩戴絕緣手套(耐電壓≥500V)、護(hù)目鏡(防飛濺)和防靜電服;工作區(qū)域配備滅火器材(針對煤油工作液),保持通風(fēng)(換氣次數(shù)≥10 次 / 小時(shí));設(shè)備接地電阻需≤4Ω,防止觸電風(fēng)險(xiǎn)。加工前需檢查:電極與工件的絕緣性(電阻≥1MΩ)、工作液液位(覆蓋加工區(qū)域 50mm 以上)、急停按鈕功能。針對石墨電極加工,需開啟除塵系統(tǒng)(風(fēng)量≥200m3/h),避免吸入石墨粉塵導(dǎo)致肺部損傷。電火花機(jī)加工光學(xué)模具,保證表面粗糙度 Ra0.1μm 以下。清遠(yuǎn)鏡面火花機(jī)保養(yǎng)
電火花機(jī)的加工能耗統(tǒng)計(jì)功能,助力企業(yè)節(jié)能管理。清遠(yuǎn)普通電火花機(jī)定制
隨著制造業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提升,火花機(jī)的自動(dòng)化功能也日益豐富和完善。現(xiàn)代火花機(jī)通常具備自動(dòng)測量找正功能,在加工前,通過機(jī)床配備的傳感器等裝置,能夠自動(dòng)測量工件和電極的位置,進(jìn)行精確找正,確保加工位置的準(zhǔn)確性,減少人工測量和調(diào)整的誤差。自動(dòng)定位功能可根據(jù)預(yù)先編寫的程序,快速將電極移動(dòng)到指定加工位置,提高加工效率。在多工件連續(xù)加工方面,火花機(jī)能夠按照設(shè)定的順序,依次對多個(gè)工件進(jìn)行自動(dòng)加工,無需人工頻繁干預(yù)。此外,一些火花機(jī)還配備了電極庫和標(biāo)準(zhǔn)電極夾具,加工前將電極裝入刀庫,編制好加工程序后,整個(gè)電火花加工過程便能自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)長時(shí)間無人值守加工。這些自動(dòng)化功能不僅大幅提高了生產(chǎn)效率,降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,還通過減少人為因素的影響,提高了加工精度和產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性,使火花機(jī)在大規(guī)模、高效率生產(chǎn)中發(fā)揮更大作用。清遠(yuǎn)普通電火花機(jī)定制