火花機,全稱為電火花加工機床(Electrical Discharge Machining,簡稱 EDM),其工作原理基于放電蝕除效應。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。當工具電極向工件靠近,二者間隙達到一定距離時,脈沖電壓會擊穿工作液,形成放電通道。在這一通道中,瞬間會集中大量熱能,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,就能實現可觀的材料去除,逐步加工出與工具電極形狀對應的工件形狀。例如,在加工復雜模具型腔時,通過精心設計電極形狀,并配合精確的電極進給控制,利用這種放電蝕除機制,能準確塑造出所需的復雜輪廓,滿足模具高精度、高復雜度的制造需求。電火花機加工手機中框模具,實現 0.01mm 公差控制。清遠普通電火花機定制
沖壓模具刃口要求鋒利度(圓角≤0.01mm)和高硬度(HRC58-62),火花機通過 “精細修邊” 工藝實現:采用直徑 0.5mm 的細銅絲電極,沿刃口輪廓進行單道放電,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(傳統磨削工藝 30 萬次)。東莞鏡面火花機維護智能電火花機,自動補償電極損耗,保障加工尺寸高精度。
電火花加工是一個復雜的物理過程,主要包括以下幾個階段。首先是介質電離與擊穿階段,在工具電極與工件間施加脈沖電壓后,工作液中的雜質或微觀凸起處電場集中,自由電子在電場加速下撞擊介質分子,引發電離,形成電子雪崩現象,進而產生導電的等離子體通道,即放電通道。這一過程通常在極短時間內完成,擊穿時間約為 10?? - 10??秒。接著進入能量釋放與材料蝕除階段,放電通道內瞬間產生的高溫(局部可達 8000 - 12000℃)使工件表面材料迅速熔化甚至氣化,放電結束后,等離子體通道迅速收縮,產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恢復階段,放電結束后,工作液迅速冷卻,吸收殘留熱量,使通道內介質重新恢復絕緣狀態,同時將蝕除的金屬碎屑(直徑約 0.1 - 50μm)通過流動帶出加工區域。通過不斷重復脈沖循環,眾多微小凹坑累積起來,實現對工件的逐步加工和成型。
電極設計需遵循 “等損耗” 原則:形狀復雜區域(如尖角、窄槽)應適當加大尺寸(預留 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;采用分塊電極設計(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尺寸,確保與火花機加工坐標系一致。電火花機的振動抑制技術,提升深孔加工直線度。
火花機的安全操作規程與防護措施:火花機操作需嚴格遵循安全規范:操作人員必須佩戴絕緣手套(耐電壓≥500V)、護目鏡(防飛濺)和防靜電服;工作區域配備滅火器材(針對煤油工作液),保持通風(換氣次數≥10 次 / 小時);設備接地電阻需≤4Ω,防止觸電風險。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(風量≥200m3/h),避免吸入石墨粉塵導致肺部損傷。電火花機加工光學模具,保證表面粗糙度 Ra0.1μm 以下。清遠鏡面火花機保養
電火花機的加工能耗統計功能,助力企業節能管理。清遠普通電火花機定制
隨著制造業自動化水平的不斷提升,火花機的自動化功能也日益豐富和完善。現代火花機通常具備自動測量找正功能,在加工前,通過機床配備的傳感器等裝置,能夠自動測量工件和電極的位置,進行精確找正,確保加工位置的準確性,減少人工測量和調整的誤差。自動定位功能可根據預先編寫的程序,快速將電極移動到指定加工位置,提高加工效率。在多工件連續加工方面,火花機能夠按照設定的順序,依次對多個工件進行自動加工,無需人工頻繁干預。此外,一些火花機還配備了電極庫和標準電極夾具,加工前將電極裝入刀庫,編制好加工程序后,整個電火花加工過程便能自動運轉,實現長時間無人值守加工。這些自動化功能不僅大幅提高了生產效率,降低了操作人員的勞動強度,還通過減少人為因素的影響,提高了加工精度和產品質量的穩定性,使火花機在大規模、高效率生產中發揮更大作用。清遠普通電火花機定制