電火花機

一種機械加工設備

電火花機,簡稱EDM,全稱Electrical Discharge Machining一種機械加工設備,主要用於電火花機加工。廣泛應用在各種金屬模具、機械設備的製造中。

電火花機是利用浸在工作液中的兩極間脈衝放電時產生的電蝕作用蝕除導電材料的特種加工方法,又稱放電加工或電蝕加工,英文簡稱EDM。

原理


進行電火花機加工時,工具電極和工件分別接脈衝電源的兩極,並浸入工作液中,或將工作液充入放電間隙。通過間隙自動控制系統控制工具電極向工件進給,當兩電極間的間隙達到一定距離時,兩電極上施加的脈衝電壓將工作液擊穿,產生火花放電。
在放電的微細通道中瞬時集中大量的熱能,溫度可高達一萬攝氏度以上,壓力也有急劇變化,從而使這一點工作表面局部微量的金屬材料立刻熔化、氣化,並爆炸式地飛濺到工作液中,迅速冷凝,形成固體的金屬微粒,被工作液帶走。這時在工件表面上便留下一個微小的凹坑痕迹,放電短暫停歇,兩電極間工作液恢復絕緣狀態。
緊接著,下一個脈衝電壓又在兩電極相對接近的另一點處擊穿,產生火花放電,重複上述過程。這樣,雖然每個脈衝放電蝕除的金屬量極少,但因每秒有成千上萬次脈衝放電作用,就能蝕除較多的金屬,具有一定的生產率。
在保持工具電極與工件之間恆定放電間隙的條件下,一邊蝕除工件金屬,一邊使工具電極不斷地向工件進給,最後便加工出與工具電極形狀相對應的形狀來。因此,只要改變工具電極的形狀和工具電極與工件之間的相對運動方式,就能加工出各種複雜的型面。工具電極常用導電性良好、熔點較高、易加工的耐電蝕材料,如銅、石墨、銅鎢合金和鉬等。在加工過程中,工具電極也有損耗,但小於工件金屬的蝕除量,甚至接近於無損耗。
工作液作為放電介質,在加工過程中還起著冷卻、排屑等作用。常用的工作液是粘度較低、閃點較高、性能穩定的介質,如煤油、去離子水和乳化液等。電火花機是一種自激放電,其特點如下:火花放電的兩個電極間在放電前具較高的電壓,當兩電極接近時,其間介質被擊穿后,隨即發生火花放電。伴隨擊穿過程,兩電極間的電阻急劇變小,兩極之間的電壓也隨之急劇變低。火花通道必須在維持暫短的時間(通常為10-7-10-3s)后及時熄滅,才可保持火花放電的“冷極”特性(即通道能量轉換的熱能來不及傳至電極縱深),使通道能量作用於極小範圍。通道能量的作用,可使電極局部被腐蝕。利用火花放電時產生的腐蝕現象對材料進行尺寸加工的方法,叫電火花機加工。

發展


蘇聯學者拉扎連科夫婦研究發明電火花機,之後隨著脈衝電源和控制系統的改進,而迅速發展起來。最初使用的脈衝電源是簡單的電阻-電容迴路。50年代初,改進為電阻-電感-電容等迴路。同時,還採用脈衝發電機之類的所謂長脈衝電源,使蝕除效率提高,工具電極相對損耗降低。
隨後又出現了大功率電子管、閘流管等高頻脈衝電源,使在同樣表面粗糙度條件下的生產率得以提高。60年代中期,出現了晶體管和可控硅脈衝電源,提高了能源利用效率和降低了工具電極損耗,並擴大了粗精加工的可調範圍。
到70年代,出現了高低壓複合脈衝、多迴路脈衝、等幅脈衝和可調波形脈衝等電源,在加工表面粗糙度、加工精度和降低工具電極損耗等方面又有了新的進展。在控制系統方面,從最初簡單地保持放電間隙,控制工具電極的進退,逐步發展到利用微型計算機,對電參數和非電參數等各種因素進行適時控制。

安全


1、操作者經專業學習,指導老師同意,才能單獨操作。
2、操作室內禁止一切明火和吸煙,應備有撲滅油著火的泡沫或粉末滅火器材。
3、工作時檢查機械、脈衝電源、控制旋鈕、顯示儀錶、抽風機,都應保持完整可靠。
4、裝卸工件、定位、校正電極、擦拭機床時,必須切斷脈衝電源。
5、工作液面,應保持高於工件表面50~60毫米,以免液面過低著火。
6、禁止用手觸及電極。
7、及時排除分解出來的有害氣體,抽風機發生故障應採取措施或停止工作。
8、定期檢查清洗工作液箱內過濾器有無鐵屑泥堵塞,檢查工作液泵完好無損、聲音清晰、噪音小。存在問題及時處理。