電火花成型機是指用電火花成形方法加工型腔、型體或穿孔的電火花加工機床。由于電火花成型加工具有許多傳統切削加工所*的優點,因此其應用領域日益擴大,已廣泛應用于機械(特別是模具制造)、航空、電子、電機、電器、精密微細機械、儀器儀表、汽車、輕工等行業,以解決難加工材料及復雜形狀零件的加工問題。
電火花加工是基于工具和工件(正、負電極)之間脈沖性火花放電時的電腐蝕現象以達到對零件的尺寸、形
圖1
狀及表面質量預定的加工要求。如圖1所示,工具電極4與工件1一起置于介質5(煤油或其他液體)中,并分別與脈沖電源2的負極和正極相連接。加工時,自動進給調節裝置2移動工具電極使其逐漸趨近工件,當工具電極與工件之間的間隙小到一定程度時,介質被擊穿,在間隙中發生脈沖放電。放電的持續時間極短,只有(
)s,而瞬時的電流密度極大,可達(
)A/cm2,溫度可高達10000℃以上,致使工件表面局部金屬材料被軟化、熔化甚至汽化。在瞬時放電的爆炸力作用下,工件熔化、氣化了的金屬材料被拋入液體介質冷凝成微小的顆粒,并從放電間隙中排匭除出去。每次放電即在工件表面形成一個微小的凹坑(稱為電蝕),連續不斷的脈沖放電,使工件表面不斷地被蝕除,因而逐漸完成加工要求。脈沖放電過程中,由間隙自動調節器驅動工具電極自動進給,保持其與工件的間隙,以維持持續的放電。
①由于放電通道中電流密度很大,局部區域內產生的高溫足以熔化甚至氣化任何導電材料,因此能加工各種具有導電性能的硬、脆、軟、韌材料。
②加工時工具與電極不接觸,兩者之間無切削力,適于加工小孔、薄壁、窄腔槽及各種復雜的型孔、型腔和曲線孔等。
③加工時,脈沖寬度可以調節,在同一臺機床上能連續進行粗、中、精加工。
④直接利用電能加工,便于實現加工過程的自動控制和加工自動化。
其不足之處是加工效率低、工具電極也有損耗、影響尺寸加工的精度等。
一、按機床結構分類
(1)固定立柱式數控電火花成型機床
固定立柱式數控電火花成型機床結構簡單,一般用于中小型零件加工。
(2)滑枕式數控電火花成型機床
滑枕式數控電火花成型機床結構緊湊,剛性好,一般只用于小型零件加工。
(3)龍門式數控電火花成型機床
龍門式數控電火花成型機床結構較復雜,應用范圍廣,常用于大中型零件加工。
二、按控制方式分類
(1)普通數顯電火花成型機床
普通數顯電火花成型機床是在普通電火花成型機床上加以改進而來,它只能顯示運動部件的位置,而不能控制運動。
(2)單軸數控電火花成型機床
單軸數控電火花成型機床只能控制單個軸的運動,精度低,加工范圍小。
(3)多軸數控電火花成型機床。
多軸數控電火花成型機床能同時控制多軸運動,精度高,加工范圍廣。
③按電極交換方式分類。
(1)手動式。手動式,即普通數控電火花成型機床,
結構簡單,價格低,工作效率低。
(2)自動式。自動式,即電火花加工中心,結構復雜,價格高,工作效率高。
電火花成型機床安全操作規程如下:
1.操作人員必須站在耐壓20kV以上的絕緣板上進行工作,加工過程中不可觸碰電極工具,操作人員不得較長時間離開電火花成型機床。
2.常保持電氣設備清潔,防止受潮,以免降低絕緣強度而影響機床的正常工作。
3.工作液介質不得混入類似汽油之類的易燃液體,防止火花引起火災。油箱要有足夠的循環油量,將油溫限制在安全范圍內。
4.加工時,工作液面要高于工件一定距離(30~50mm),如果液面過低,加工電流大,很容易引起火災。同時必須避免侵入電極夾頭。
5.根據煤油的渾濁程度,及時更換過濾介質,并保持油路暢通。
6.在電火花加工時間內,應有排油霧、煙氣的排風換氣裝置,保持室內空氣良好而不被污染。
7.機床周圍嚴禁吸煙,并應配備適于油類的二氧化碳滅火器,好是自動滅火器。
8.在機床的允許規格范圍內進行加工,不要超重或超行程工作。
9.避免長時間接觸工作液,應戴手套。接觸工作液后必須洗手。
10.防止工作液濺入眼睛。禁止吸入工作液。
11.不要在系統加工過程中,對系統進行維修或更換電極。
12.在加工過程中,電極及相連部件上所帶的高壓電會危急生命,嚴禁觸摸或將手伸入工作液槽中。
13.操作人員不能將手、工具或工件等物品放在機床護罩上,以防止各軸運動時發生碰撞。
14.在機床以自動方式移動軸時,切勿將手放入工作液槽。在緊急情況下,用電柜前面板或主機上的紅色急停開關停止軸的移動。
15.加工前所有安全保護蓋、板必須安裝就位,然后才能加工。
蔡厚道等編.21世紀高等學校應用型規劃教材 數控機床構造:北京理工大學出版社,2007年02月
臧鳳軍,隋秀梅主編.數控加工實訓:清華大學出版社,2009.08