电火花加工机床四个组成系统电火花加工机床的主要种类
Time:2024-05-10 13:48:12
关于电火花加工机床四个组成系统的问题，我们总结了以下几点，给你解答：
电火花加工机床四个组成系统
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一、什么是电火花加工
电火花是一种自激放电，其特点如下：火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放
电。伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间（通常为10-7-10-3s）后及
时熄灭，才可保持火花放电的“冷极”特性（即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深），使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用，
可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花加工。 电火花加工是在较低的电压范围内，在液
体介质中的火花放电。
二、电火花加工的特点
电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性，高粘性和
高纯度等性能的新材料不断出现。具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多，这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。因
此，人们除了进一步发展和完善机械加工法之外，还努力寻求新的加工方法。电火花加工法能够适应生产发展的需要，并在应用中显示出很多
优异性能，因此，得到了迅速发展和日益广泛的应用。
电火花加工的特点如下：
1.脉冲放电的能量密度高，便于加工用普通的机械加工方法难于加工或无法加工的特殊材料和复杂形状的工件。不受材料硬度影响，不受热处
理状况影响。
2.脉冲放电持续时间极短，放电时产生的热量传导扩散范围小，材料受热影响范围小。
3.加工时，工具电极与工件材料不接触，两者之间宏观作用力极小。工具电极材料不需比工件材料硬，因此，工具电极制造容易。
4.可以改革工件结构，简化加工工艺，提高工件使用寿命，降低工人劳动强度。
基于上述特点，电火花加工的主要用途有以下几项：
1) 制造冲模、塑料模、锻模和压铸模。 2) 加工小孔、畸形孔以及在硬质合金上加工螺纹螺孔。 3) 在金属板材上切割出零件。 4) 加工窄缝。 5) 磨削平面和圆面。 6) 其它（如强化金属表面，取出折断的工具，在淬火件上穿孔，直接加工型面复杂的零件等）。
三、电火花加工机床的组成及作用
从上面所谈的情况可以看到，要实现电火花加工过程，机床必须具备三个要素，即：脉冲电源，机械部分和自动控制系统，工作液过滤与循环
系统。下面对这三要素的作用逐一加以简单讨论。
1.脉冲电源
加在放电间隙上的电压必须是脉冲的，否则，放电将成为连续的电弧。所谓脉冲电源，实际就是一种电气线路或装置，它们能发出具有足够能
量的脉冲电压来。
2.机械部分和自动控制系统
其作用是维持工具电极和工件之间有一适当的放电间隙，并在线调整。
3.工作液净化与循环系统
工作液的作用是使能量集中，强化加工过程，带走放电时所产生的热量和电蚀产物。工作液系统包括工作液的储存冷却、循环及其调节与保护
、过滤以及利用工作液强迫循环系统。
上述三要素，有时也称为电火花加工机床的三大件，它们组成了电火花加工机床这一统一体，以满足加工工艺的要求。
四、实现电火花加工的条件
实现电火花加工，应具备如下条件：
1.工具电极和工件电极之间必须维持合理的距离。在该距离范围内，既可以满足脉冲电压不断击穿介质，产生火花放电，又可以适应在火花通
道熄灭后介质消电离以及排出蚀除产物的要求。若两电极距离过大，则脉冲电压不能击穿介质、不能产生火花放电，若两电极短路，则在两电
极间没有脉冲能量消耗，也不可能实现电腐蚀加工。
2.两电极之间必须充入介质。在进行材料电火花尺寸加工时，两极间为液体介质（专用工作液或工业煤油）；在进行材料电火花表面强化时，
两极间为气体介质。
3.输送到两电极间的脉冲能量密度应足够大。在火花通道形成后，脉冲电压变化不大，因此，通道的电流密度可以表征通道的能量密度。能量
密度足够大，才可以使被加工材料局部熔化或汽化，从而在被加工材料表面形成一个腐蚀痕（凹坑），实现电火花加工。因而，通道一般必须
有105-106A/cm2电流密度。放电通道必须具有足够大的峰值电流，通道才可以在脉冲期间得到维持。一般情况下，维持通道的峰值电流不小于
2A。
4.放电必须是短时间的脉冲放电。放电持续时间一般为10-7-10-3s。由于放电时间短，使放电时产生的热能来不及在被加工材料内部扩散，从
而把能量作用局限在很小范围内，保持火花放电的冷极特性。
5.脉冲放电需重复多次进行，并且多次脉冲放电在时间上和空间上是分散的。这里包含两个方面的意义：其一时间上相邻的两个脉冲不在同一
点上形成通道；其二，若在一定时间范围内脉冲放电集中发生在某一区域，则在另一段时间内，脉冲放电应转移到另一区域。只有如此，才能
避免积炭现象，进而避免发生电弧和局部烧伤。
6.脉冲放电后的电蚀产物能及时排放至放电间隙之外，使重复性放电顺利进行。
在电火花加工的生产实际中，上述过程通过两个途径完成。一方面，火花放电以及电腐蚀过程本身具备将蚀除产物排离的固有特性；蚀除物以
外的其余放电产物（如介质的汽化物）亦可以促进上述过程；另一方面，还必须利用一些人为的辅助工艺措施，例如工作液的循环过滤，加工
中采用的冲、抽油措施等等。
五、极性效应
电火花加工时，相同材料两电极的被腐蚀量是不同的。其中一个电极比另一个电极的蚀除量大，这种现象叫做极性效应。如果两电极材料不同
，则极性效应更加明显。
六、覆盖效应
在油类介质中放电加工会分解出负极性的游离碳微粒，在合适的脉宽、脉间条件下将在放电的正极上覆盖碳微粒，叫覆盖效应。利用覆盖效应
可以降低电极损耗。注意负极性加工才有利做覆盖效应。
七、加工速度
对于电火花成形机来说加工速度是指在单位时间内，工件被蚀除的体积或重量。一般用体积表示。若在时间T内，工件被蚀除的体积为V，则加
工速度Vw为： Vw=V/t（mm3/min） 对于线切割机来说，加工速度是指在单位时间内，工件被切面积。即用mm2/min来表示。在规定表面粗糙度
（如Ra=2.5μm），相对电极损耗（如1%）时的最大加工速度，是衡量电加工机床工艺性能的重要指标。一般情况下，生产厂给出的是最大加工
电流，在最佳加工状态下所能达到的最高加工速度。因此，在实际加工时，由于被加工件尺寸与形状的千变万化，加工条件，排屑条件等与理
想状态相差甚远，即使在粗加工时，加工速度也往往大大低于机床的最大加工速度指标。
八、工具电极损耗
在电火花成形加工中，工具电极损耗直接影响仿形精度，特别对于型腔加工，电极损耗这一工艺指标较加工速度更为重要。
电极损耗分为绝对损耗和相对损耗。
绝对损耗最常用的是体积损耗Ve和长度损耗Veh二种方式，它们分别表示在单位时间内，工具电极被蚀除的体积和长度。即
Ve=V/t（mm3/min） Veh=H/t（mm/min）
相对损耗——工具电极绝对损耗与工件加工速度的百分比。通常采用长度相对损耗比较直观，测量也比较方便。在线切割加工中，电极丝的损
耗对工件质量的影响不大，故一般不加以讨论。但快走丝机床使用钼作为电极丝，是重复放电，所以丝的损耗影响到电极丝的使用寿命，在实
际加工中应予适当考虑。
在电火花成形加工中，工具电极的不同部位，其损耗速度也不相同。
在精加工时，一般电规准选取较小，放电间隙太小，通道太窄，蚀除物在爆炸与工作液作用下，对电极表面不断撞击，加速了电极损耗，因此
，如能适当增大电间隙，改善通道状况，即可降低电极损耗。
九、表面粗糙度
表面粗糙度是指加工表面上的微观几何形状误差。对电加工表面来讲，即是加工表面放电痕——坑穴的聚集，由于坑穴表面会形成一个加工硬
化层，而且能存润滑油，其耐磨性比同样粗糙度的机加表面要好，所以加工表面允许比要求的粗糙度大些。而且在相同粗糙度的情况下，电加
工表面比机加工表面亮度低。
国家标准规定：加工表面粗糙度用Ra（轮廓的平均算术偏差）和Rz（不平度平均高度）之一来评定。
工件的电火花加工表面粗糙度直接影响其使用性能，如耐磨性，配合性质，接触刚度，疲劳强度和抗腐蚀性等。尤其对于高速高洁，高压条件
下工作的模具和零件，其表面粗糙度往往是决定其使用性能和使用寿命的关键。
十、放电间隙
放电间隙，亦称过切量，加工中是指脉冲放电两极间距，实际效果反映在加工后工件尺寸的单边扩大量。对电火花成形加工放电间隙的定量认
识是确定加工方案的基础。其中包括工具电极形状，尺寸设计，加工工艺步骤设计，加工规准的切换以及相应工艺措施的设计。
十一、两电极蚀除量之间的矛盾
本篇中，已经明确阐述了脉冲放电时间越长，越有利于降低工具电极相对损耗。在电火花加工的实用过程中，粗加工采用长脉冲时间和高放电
电流，既体现了速度高，又体现了损耗小，反映了加工速度和工具电极损耗这一矛盾的缓解。
但是，在精加工时，矛盾激化了。为了实现小能量加工，必须大大压缩脉冲放电时间。为达到脉冲放电电流与脉冲放电时间参数组合合理，亦
必须大大压缩脉冲放电电流。这样，不仅加大了工具电极相对损耗，又大幅度降低了加工速度。
十二、加工速度与加工表面粗糙度之间的矛盾
为了解决电火花加工工艺的这一基本矛盾，人们试图将一个脉冲能量分散为若干个通道同时在多点放电。用这种方法既改善了加工表面粗糙度
，又维持了原有的加工速度。
到目前为止，实现人为控制的多点同时放电的有效方法只有一种，即分离工具电极多回路加工。
为了实现整体电极的多通道加工，人们设想了各种方法，并进行了多年的实验摸索。但是迄今为止，尚没有彻底解决。 在实用过程中，型腔模具的加工采用粗、中、精逐档过渡式加工方法。加工速度的矛盾是通过大功率、低损耗的粗加工规准解决的；而中、精
加工虽然工具电极相对损耗大，但在一般情况下，中、精加工余量仅占全部加工量的极小部分，故工具电极的绝对损耗极小，可以通过加工尺
寸控制进行补偿，或在不影响精度要求时予以忽略。
电火花加工机床的主要种类
一、火花机的种类有哪些？
火花机的种类如下：
1、镜面火花机
镜面火花机是一种可以加工出境面效果的火花机，是当今最好的火花机，加工出来的模具不用省模，可以直接用于生产当中，节省了人工，提高了效率，而且，镜面火花机的精度高，尤其在精密磨具的应用当中优势明显。
镜面火花机成本高，进口镜面火花机少则七八万，高则上百万。台一机械专业火花机，热线400-088-1965,www.gdtopedm.com
2、塑胶模具放电加工机
3、细孔放电机
细孔放电机根据应用的介质不同大致分为两种，一种是液体细孔放电机，由于液体加工时要通过铜棒小孔，可能堵塞铜棒小孔，所以最小可加工0.15mm的细孔！深度也只能加工20mm。是普遍应用的，另外一种是气体细孔放电机，经过铜棒小孔的介质采用的是气体，所以不易被堵塞，可加工更精密的小孔！
4、ZNC火花机
ZNC电火花采用电阻﹑电容回路（RC回路），再改进为电阻﹑电感﹑电容回路（RLC回路）。随着电子管、闸流管、晶体管、可控硅等脉冲电源的出现，ZNC电火花的加工综合性能得到大幅提升。
高低压复合脉冲、多回路脉冲、等频脉冲、等能量脉冲、可调波形脉冲等新型技术的使用，ZNC电火花在加工表面质量、加工精度及电极损耗等方面又有了新的进展。
5、CNC火花机
CNC火花机就是计算机数字控制火花机，实现多轴联动加工。
CNC火花机通过电脑实现自动化控制，完成复杂的﹑精密的火花机加工。在实际加工过程，电脑依据输入之程序发出指令控制电火花，实现单轴或多轴的数控加工。
火花机的种类 1、镜面火花机，是一种可以加工出镜面效果的火花机，是当今最好的火花机，，加工出来的模具不用省模，可以直接用于生产当中，节省了人工，提高了效率，而且，镜面火花机的精度高，尤其在精密模具的应用当中优势明显。镜面火花机成本高，进口镜面火花机少则七，八十万，高则上百万，我国最近几年也引进了镜面火花机，都是与国外镜面火花机生产厂家合资生产。 2.、塑胶模具放电加工机，也就是我们比较常见的火花机，主要用于塑胶模具的放电加工，在我国比较常见，价格便宜，应用广泛，均价不超过十万。 3、细孔放电机，也是电火花的一种，它的主要用途用于打孔加工，就是在模具上打个孔。 4、另外还有一些专用机，如专打石墨的，专打钨钢的. 5、znc火花机，z 轴数控，x轴及y轴手动，是较为实用型的火花机！ 6、cnc火花机，xyz 三轴数控。cnc火花机具有自动靠模、自动寻心、自动编程、g码编程、三轴联动放电等诸多功能。
镜面火花机
是一种可以加工出镜面效果的火花机，是当今最好的火花机，，加工出来的模具不用省模，可以直接用于生产当中，节省了人工，提高了效率，而且，镜面火花机的精度高，尤其在精密模具的应用当中优势明显。镜面火花机成本高，进口镜面火花机少则七，八十万，高则上百万，我国最近几年也引进了镜面火花机，都是与国外镜面火花机生产厂家合资生产。 塑胶模具放电加工机 也就是我们比较常见的火花机，主要用于塑胶模具的放电加工，在我国比较常见，价格便宜，应用
广泛，均价不超过十万。 ZNC火花机
Z 轴数控，X轴及Y轴手动，是较为实用型的火花机！ CNC火花机
XYZ 三轴数控。CNC火花机具有自动靠模、自动寻心、自动编程、G码编程、三轴联动放电等诸多功能。
电火花加工机床的工作过程
电火花加工机床是利用电火花加工原理加工导但养电材料的特种加工机床。又称电蚀加工机床。电火花加工机床主要用于加工各种高硬度的材料（如硬质合金和淬火钢等）和复杂形状的模具、零件，以及切割、开槽和去除折断在工件孔内的工具（如钻头和丝锥）等。电火花加工机床是一种利用电火花放电缩育来降速飞，对金属表面进行电蚀的原煤统游事于策甲圆最块理来加工金属零件另就项圆的机床设备。由于电火花加工原理和普通金属切削原理不同，所以电火花加工机床就和普通金属切削机床在结测众根团表构上有所不同。首先它有一个能量很大的脉冲电源装置，来为产生电火花提供能量，主要作用是在工具电极和工件电极上产生重复的高强环鸡部么真晚英言乡星火度电脉冲，以产生放电电火花;其次由于在电火花加工时，工具和工件无直接接触，没有明显的切削力，所以电火花加航乙冷龙看牛部八护工机床就没有装备强度很高的主传动系统，但它为了能保证电极间的几微米到几百微米的放电间隙，采用了一个灵敏度很高的间隙自动调整装置，它能随时自动地对间隙进行测量和调整。