火花機(jī),全稱為電火花加工機(jī)床(Electrical Discharge Machining,簡稱 EDM),其工作原理基于放電蝕除效應(yīng)。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(dāng)工具電極向工件靠近,二者間隙達(dá)到一定距離時(shí),脈沖電壓會(huì)擊穿工作液,形成放電通道。在這一通道中,瞬間會(huì)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(gè)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(shí)現(xiàn)可觀的材料去除,逐步加工出與工具電極形狀對(duì)應(yīng)的工件形狀。例如,在汽車模具制造領(lǐng)域,通過精心設(shè)計(jì)電極形狀,并配合精確的電極進(jìn)給控制,利用這種放電蝕除機(jī)制,能精確塑造出汽車覆蓋件模具的復(fù)雜輪廓,滿足汽車制造對(duì)模具高精度、高復(fù)雜度的需求;在醫(yī)療器械領(lǐng)域,可加工出手術(shù)刀、植入體等精密零部件的細(xì)微結(jié)構(gòu),保證其使用安全性和功能性。電火花機(jī)的加工狀態(tài)指示燈,三色預(yù)警,直觀呈現(xiàn)工況。珠海電火花機(jī)源頭廠家
石墨電極憑借低密度(1.8-2.2g/cm3)、高熔點(diǎn)(3650℃)和低損耗率(≤0.1%),成為火花機(jī)粗加工的推薦材料。其加工優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在:粗打時(shí)峰值電流可達(dá) 300A,效率比銅電極高 50%;熱膨脹系數(shù)為銅的 1/4,在大電流加工中變形量≤0.01mm/m;通過高速銑削可快速成型復(fù)雜形狀(如深槽、窄縫),表面粗糙度 Ra≤1.6μm。在汽車覆蓋件模具加工中,石墨電極可一次完成深度 500mm 的型腔加工,配合脈沖間隔自適應(yīng)控制,電極損耗率控制在 0.5% 以內(nèi),大幅降低電極更換頻率。但石墨電極需吸塵系統(tǒng)(負(fù)壓≥-20kPa),防止粉塵影響放電穩(wěn)定性。珠海鏡面火花機(jī)定制電火花機(jī)加工安防設(shè)備模具,鎖孔精度高,增強(qiáng)防盜性能。
在環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)的現(xiàn)在,火花機(jī)的環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展也受到越來越多的關(guān)注。在工作液方面,研發(fā)和應(yīng)用更加環(huán)保的工作液替代傳統(tǒng)的煤油等工作液。例如,一些生物降解型工作液逐漸興起,它們?cè)跐M足加工性能要求的同時(shí),能夠在自然環(huán)境中較快分解,減少對(duì)土壤和水源的污染。同時(shí),優(yōu)化工作液的循環(huán)過濾系統(tǒng),提高工作液的利用率,減少工作液的排放。在放電過程中,通過優(yōu)化放電參數(shù)和采用先進(jìn)的電源技術(shù),降低能耗,提高能源利用效率。此外,在設(shè)備設(shè)計(jì)和制造過程中,選用可回收利用的材料,延長設(shè)備的使用壽命,減少設(shè)備更新?lián)Q代對(duì)資源的浪費(fèi),使火花機(jī)在實(shí)現(xiàn)高效、高精度加工的同時(shí),更好地符合環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展的理念,為制造業(yè)的綠色發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
電火花加工是一個(gè)復(fù)雜的物理過程,主要包括以下幾個(gè)階段。首先是介質(zhì)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(zhì)或微觀凸起處電場(chǎng)集中,自由電子在電場(chǎng)加速下撞擊介質(zhì)分子,引發(fā)電離,形成電子雪崩現(xiàn)象,進(jìn)而產(chǎn)生導(dǎo)電的等離子體通道,即放電通道。這一過程通常在極短時(shí)間內(nèi)完成,擊穿時(shí)間約為 10??-10??秒。接著進(jìn)入能量釋放與材料蝕除階段,放電通道內(nèi)瞬間產(chǎn)生的高溫(局部可達(dá) 8000-12000℃)使工件表面材料迅速熔化甚至氣化,放電結(jié)束后,等離子體通道迅速收縮,產(chǎn)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(zhì)恢復(fù)階段,放電結(jié)束后,工作液迅速冷卻,吸收殘留熱量,使通道內(nèi)介質(zhì)重新恢復(fù)絕緣狀態(tài),同時(shí)將蝕除的金屬碎屑(直徑約 0.1-50μm)通過流動(dòng)帶出加工區(qū)域。通過不斷重復(fù)脈沖循環(huán),眾多微小凹坑累積起來,實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的逐步加工和成型。這一過程在航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片模具加工中得到充分體現(xiàn),加工出葉片的復(fù)雜型面;在陶瓷模具加工領(lǐng)域,可應(yīng)對(duì)陶瓷材料硬度高、難加工的特點(diǎn),實(shí)現(xiàn)高精度成型。電火花機(jī)加工珠寶模具,雕刻精細(xì)紋路,助力飾品定制。
與傳統(tǒng)機(jī)械加工相比,火花機(jī)具有諸多獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。首先,火花機(jī)屬于非接觸式加工,在加工過程中不存在機(jī)械切削力,因此不會(huì)對(duì)工件產(chǎn)生變形、應(yīng)力集中等問題,特別適用于加工薄壁、易變形的零件以及硬度極高、難以用傳統(tǒng)刀具切削的材料,如硬質(zhì)合金、淬火鋼等。而傳統(tǒng)機(jī)械加工在切削過程中,刀具與工件的接觸會(huì)不可避免地產(chǎn)生切削力,可能影響零件的精度和表面質(zhì)量。其次,火花機(jī)能夠加工出形狀極為復(fù)雜的型孔和型腔,通過改變工具電極的形狀和相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式,可實(shí)現(xiàn)對(duì)各種復(fù)雜曲面的加工,這是傳統(tǒng)機(jī)械加工在某些情況下難以做到的。再者,火花機(jī)加工后的表面質(zhì)量較高,不會(huì)產(chǎn)生毛刺和刀痕溝紋等缺陷,在一些對(duì)表面質(zhì)量要求嚴(yán)格的場(chǎng)合具有明顯優(yōu)勢(shì)。然而,火花機(jī)加工也存在一定局限性,如加工速度相對(duì)較慢,加工成本相對(duì)較高,且加工后表面會(huì)產(chǎn)生變質(zhì)層,在某些應(yīng)用中需要進(jìn)一步去除。在實(shí)際生產(chǎn)中,需根據(jù)具體零件的材料、形狀、精度和成本等要求,合理選擇火花機(jī)加工或傳統(tǒng)機(jī)械加工方式,電火花機(jī)加工電池模具,極耳成型精度控制在 0.003mm。廣州雙頭火花機(jī)維護(hù)
電火花機(jī)加工光學(xué)模具,保證表面粗糙度 Ra0.1μm 以下。珠海電火花機(jī)源頭廠家
自動(dòng)化火花機(jī)通過機(jī)器人集成實(shí)現(xiàn)無人化生產(chǎn),配置包括:六軸機(jī)器人(重復(fù)定位精度 ±0.02mm)、雙工位工作臺(tái)(切換時(shí)間≤10 秒)、電極庫(容量 20-50 把)、自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)(激光測(cè)頭精度 ±0.001mm)。工作流程為:機(jī)器人從料庫抓取工件→激光測(cè)頭定位基準(zhǔn)→自動(dòng)裝夾→調(diào)用預(yù)設(shè)程序加工→完成后檢測(cè)尺寸→下料至成品區(qū)。在汽車零部件模具生產(chǎn)線中,該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)連續(xù)運(yùn)行,設(shè)備利用率從 60% 提升至 90%,單班產(chǎn)量增加 50%,尤其適合大批量標(biāo)準(zhǔn)化模具的生產(chǎn)。珠海電火花機(jī)源頭廠家