電火花加工機(jī)床（用于加工淬火鋼等材料的設(shè)備）

產(chǎn)品簡(jiǎn)介

電火花加工機(jī)床

結(jié)構(gòu)組成作用

它的機(jī)床本體包括床身、立柱、軸頭和工作臺(tái)，主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工具和工件的裝夾、調(diào)整等。機(jī)床本體要求有足夠的剛度，以防在加工過(guò)程中，由于機(jī)床本身的變形造成放電間隙的改變，使加工無(wú)法進(jìn)行。在電火花加工過(guò)程中，工具電極和工件都是被浸在工作液中的。工作液的主要作用就是在放電時(shí)壓縮火花通道，使電流能集中在局部的小部位;；在放電后要能及時(shí)消除電離，恢復(fù)絕緣狀態(tài)，以防產(chǎn)生電弧，工作液還可對(duì)工具和工件進(jìn)行冷卻。為了把電蝕產(chǎn)物及時(shí)地從電極間隙間排出去，電火花加工機(jī)床還裝備了工作液循環(huán)系統(tǒng)，利用工作液的強(qiáng)制循環(huán)，來(lái)完成這一工作。

床身和立柱

床身和立柱是一個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，由它確保電極與工作臺(tái)、工件之間的相互位置。它們精度的高低對(duì)加工有直接的影響，如果機(jī)床的精度不高，加工精度也難以保證。因此，不但床身和立柱的結(jié)構(gòu)應(yīng)該合理，有較高的剛度，能承受主軸負(fù)重和運(yùn)動(dòng)部件突然加速運(yùn)動(dòng)的慣性力，還應(yīng)能減小溫度變化引起的變形，經(jīng)過(guò)時(shí)效處理消除內(nèi)應(yīng)力，使其日久不會(huì)變形。

工作臺(tái)

工作臺(tái)主要用來(lái)支承和裝夾工件。在實(shí)際加工中，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)縱橫向絲桿來(lái)改變電極與工作的相對(duì)位置。工作臺(tái)上身還裝有工作液箱，用以容納工作液，使電極和被加工件浸泡在工作液里，起到冷卻、排屑作用。工作臺(tái)是操作者在裝夾找正時(shí)經(jīng)常移動(dòng)的部件，通過(guò)兩個(gè)手輪來(lái)移動(dòng)上下拖板，改變縱橫向位置，達(dá)到電極與被加工件間所要求的相對(duì)位置。工作臺(tái)的種類(lèi)可分為：普通工作臺(tái)、精密工作臺(tái)。

主軸頭

主軸頭是電火花穿孔成形加工機(jī)床的一個(gè)關(guān)鍵部件，它的結(jié)構(gòu)是由伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向和防扭機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)三部分組成。它控制工件與工具電極之間的放電間隙。主軸頭的好壞直接影響加工的工藝指標(biāo)，如生產(chǎn)率、幾何精度以及表面粗糙度，因此對(duì)主軸頭除結(jié)構(gòu)上不同外，還應(yīng)具備以下條件：

①有一定的軸向和側(cè)向剛度及精度；②有足夠的進(jìn)給和回升速度；③主軸運(yùn)動(dòng)的直線性和防扭轉(zhuǎn)性能好；④靈敏度要高，無(wú)爬行現(xiàn)象；⑤不同的機(jī)床要具備合理的承載電極質(zhì)量的能力。

類(lèi)型

電火花加工機(jī)床大致可分為四大類(lèi)：第1類(lèi)為主要用來(lái)加工各種模具、型腔、型孔的電火花成型加工機(jī)床，這一類(lèi)機(jī)床占全部電火花加工機(jī)床的80%左右；第2類(lèi)為電火花線切割機(jī)床，被用來(lái)切割零件和加工沖模；第3類(lèi)為工具電極相對(duì)于工件既有直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)又有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的電火花鏜、磨螺紋等加工機(jī)床；第4類(lèi)為可對(duì)工件進(jìn)行表面處理的電火花加工機(jī)床，如電火花刻字等。

隨著電火花加工工藝的改進(jìn)，電火花加工機(jī)床也有了很大的發(fā)展，如在廣泛地采用矩形波脈沖電源的同時(shí)，又發(fā)展了各種迭加波形的脈沖電源和各種矩形波派生電源。在間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)方面，也由只對(duì)電極間隙進(jìn)行測(cè)量、控制，向?qū)Χ鄥?shù)進(jìn)行自適應(yīng)控制的方向發(fā)展等。所有這一系列的改進(jìn)和發(fā)展，已使電火花加工進(jìn)入了一個(gè)新階段。

常用術(shù)語(yǔ)

工具電極

電火花加工用的工具是電火花放電時(shí)的電極之一，故稱(chēng)為工具電極，有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)電極。由于電極的材料常常是銅，因此又稱(chēng)為銅公

放電間隙

放電間隙是放電時(shí)工具電極和工件間的距離，它的大小一般在0.01～0.5 mm之間，粗加工時(shí)間隙較大，精加工時(shí)則較小。

脈沖寬度ti(μs)

脈沖寬度簡(jiǎn)稱(chēng)脈寬(也常用ON、TON等符號(hào)表示)，是加到電極和工件上放電間隙兩端的電壓脈沖的持續(xù)時(shí)間。為了防止電弧燒傷，電火花加工只能用斷斷續(xù)續(xù)的脈沖電壓波。一般來(lái)說(shuō)，粗加工時(shí)可用較大的脈寬，精加工時(shí)只能用較小的脈寬。

脈沖間隔to(μs)

脈沖間隔簡(jiǎn)稱(chēng)脈間或間隔(也常用OFF、TOFF表示)，它是兩個(gè)電壓脈沖之間的間隔時(shí)間。間隔時(shí)間過(guò)短，放電間隙來(lái)不及消電離和恢復(fù)絕緣，容易產(chǎn)生電弧放電，燒傷電極和工件；脈間選得過(guò)長(zhǎng)，將降低加工生產(chǎn)率。加工面積、加工深度較大時(shí)，脈間也應(yīng)稍大。

放電時(shí)間(電流脈寬)te(μs)

放電時(shí)間是工作液介質(zhì)擊穿后放電間隙中流過(guò)放電電流的時(shí)間，即電流脈寬，它比電壓脈寬稍小，二者相差一個(gè)擊穿延時(shí)td。ti和te對(duì)電火花加工的生產(chǎn)率、表面粗糙度和電極損耗有很大影響，但實(shí)際起作用的是電流脈寬te。

擊穿延時(shí)td(μs)

從間隙兩端加上脈沖電壓后，一般均要經(jīng)過(guò)一小段延續(xù)時(shí)間td，工作液介質(zhì)才能被擊穿放電，這一小段時(shí)間td稱(chēng)為擊穿延時(shí)。擊穿延時(shí)td與平均放電間隙的大小有關(guān)，工具欠進(jìn)給時(shí)，平均放電間隙變大，平均擊穿延時(shí)td就大；反之，工具過(guò)進(jìn)給時(shí)，放電間隙變小，td也就小。

脈沖周期tP(μs)

一個(gè)電壓脈沖開(kāi)始到下一個(gè)電壓脈沖開(kāi)始之間的時(shí)間稱(chēng)為脈沖周期，顯然tP=ti+to

脈沖頻率fP(Hz)

脈沖頻率是指單位時(shí)間內(nèi)電源發(fā)出的脈沖個(gè)數(shù)。顯然，它與脈沖周期tP互為倒數(shù)。

有效脈沖頻率fe(HZ)

有效脈沖頻率是單位時(shí)間內(nèi)在放電間隙上發(fā)生有效放電的次數(shù)，又稱(chēng)工作脈沖頻率。

脈沖利用率λ

脈沖利用率λ是有效脈沖頻率fe與脈沖頻率fp之比，又稱(chēng)頻率比，

亦即單位時(shí)間內(nèi)有效火花脈沖個(gè)數(shù)與該單位時(shí)間內(nèi)的總脈沖個(gè)數(shù)之比。

脈寬系數(shù)τ

脈寬系數(shù)是脈沖寬度ti與脈沖周期tp之比。

占空比

ψ

占空比是脈沖寬度ti與脈沖間隔to之比，ψ=ti/to。粗加工時(shí)占空比一般較大，精加工時(shí)占空比應(yīng)較小，否則放電間隙來(lái)不及消電離恢復(fù)絕緣，容易引起電弧放電。

開(kāi)路電壓

或峰值電壓(V)

開(kāi)路電壓是間隙開(kāi)路和間隙擊穿之前td時(shí)間內(nèi)電極間的最高電壓。一般晶體管方波脈沖電源的峰值電壓=60～80 V，高低壓復(fù)合脈沖電源的高壓峰值電壓為175～300 V。峰值電壓高時(shí)，放電間隙大，生產(chǎn)率高，但成形復(fù)制精度較差。

火花維持電壓

火花維持電壓是每次火花擊穿后，在放電間隙上火花放電時(shí)的維持電壓，一般在25 V左右，但它實(shí)際是一個(gè)高頻振蕩的電壓。

加工電壓或間隙平均電壓U(V)

加工電壓或間隙平均電壓是指加工時(shí)電壓表上指示的放電間隙兩端的平均電壓，它是多個(gè)開(kāi)路電壓、火花放電維持電壓、短路和脈沖間隔等電壓的平均值。

加工電流I(A)

加工電流是加工時(shí)電流表上指示的流過(guò)放電間隙的平均電流。精加工時(shí)小，粗加工時(shí)大，間隙偏開(kāi)路時(shí)小，間隙合理或偏短路時(shí)則大。

短路電流Is(A)

短路電流是放電間隙短路時(shí)電流表上指示的平均電流。它比正常加工時(shí)的平均電流要大20%～40%。

峰值電流(A)

峰值電流是間隙火花放電時(shí)脈沖電流的最大值(瞬時(shí))，在日本、英國(guó)、美國(guó)常用Ip表示。雖然峰值電流不易測(cè)量，但它是影響加工速度、表面質(zhì)量等的重要參數(shù)。在設(shè)計(jì)制造脈沖電源時(shí)，每一功率放大管的峰值電流時(shí)預(yù)先計(jì)算好的，選擇峰值電流實(shí)際是選擇幾個(gè)功率管進(jìn)行加工。

短路峰值電流(A)

短路峰值電流是間隙短路時(shí)脈沖電流的最大值，它比峰值電流要大20%～40%，與短路電流相差一個(gè)脈寬系數(shù)的倍數(shù)。

隨著數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展，電火花加工機(jī)床已數(shù)控化，并采用微型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。機(jī)床功能更加完善，自動(dòng)化程度大為提高，實(shí)現(xiàn)了電極和工件的自動(dòng)定位、加工條件的自動(dòng)轉(zhuǎn)換、電極的自動(dòng)交換、工作臺(tái)的自動(dòng)進(jìn)給、平動(dòng)頭的多方向伺服控制等。低損耗電源、微精加工電源、適應(yīng)控制技術(shù)和完善的夾具系統(tǒng)的采用，顯著提高了加工速度、加工精度和加工穩(wěn)定性，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。電火花加工機(jī)床不僅向小型、精密和專(zhuān)用方向發(fā)展，而且向能加工汽車(chē)車(chē)身、大型沖壓模的超大型方向發(fā)展。

機(jī)床加工工藝

（1）電火花加工機(jī)床加工工藝單電極法用單個(gè)電極加工工件，一般用于形狀簡(jiǎn)單、精度要求不高的工件。單電極加工也可用平動(dòng)頭搖動(dòng)實(shí)現(xiàn)工件的粗、中、精加工。

（2）電火花加工機(jī)床加工工藝多電極法

同一個(gè)工件加工用多個(gè)電極，一般分為粗、中、細(xì)三次依次進(jìn)行加工，用于精密型加工。

（3）電火花加工機(jī)床加工工藝分解電極法

根據(jù)工件的幾何形狀，把電極分解成若干個(gè)，用主型腔電極加工型腔主要部分，再用副型腔電極加工出尖角、窄縫型腔等部位。

（4）電火花加工機(jī)床加工規(guī)準(zhǔn)

粗加工，一般采用較大的電流，較大的on time。

中加工，一般采用中等的電流，中等on time。

精加工，一般采用較小的電流，高頻及較小的on time。