陶瓷模具(如氧化鋁陶瓷)的火花機加工需采用 “電火花磨削” 工藝,其特殊性在于:電極選用銅鎢合金(耐磨性好),工作液采用陶瓷加工液(含氧化鋁微粒);加工參數采用低電流(≤5A)、高頻率(5000Hz),通過 “微放電” 逐步去除材料,效率達 50mm3/min;需配合超聲振動(頻率 20kHz)輔助排屑,避免陶瓷粉末堵塞放電間隙。在陶瓷插芯模具加工中,該工藝可實現 φ2.5mm 孔的圓度誤差≤0.001mm,孔徑公差 ±0.002mm,滿足光纖連接器的精密對接要求。電火花機的環保工作液,可循環凈化,減少廢液排放。惠州普通電火花機按需設計
在環保意識日益增強的現在,火花機的環保與可持續發展也受到越來越多的關注。在工作液方面,研發和應用更加環保的工作液替代傳統的煤油等工作液。例如,一些生物降解型工作液逐漸興起,它們在滿足加工性能要求的同時,能夠在自然環境中較快分解,減少對土壤和水源的污染。同時,優化工作液的循環過濾系統,提高工作液的利用率,減少工作液的排放。在放電過程中,通過優化放電參數和采用先進的電源技術,降低能耗,提高能源利用效率。此外,在設備設計和制造過程中,選用可回收利用的材料,延長設備的使用壽命,減少設備更新換代對資源的浪費,使火花機在實現高效、高精度加工的同時,更好地符合環保與可持續發展的理念,為制造業的綠色發展做出貢獻。廣東放電火花機生產廠家電火花機的自動對刀功能,電極定位精度達 0.001mm。
工作液在火花機加工中扮演著多重關鍵角色。首先,它作為放電介質,只有在合適的工作液中,兩極間的脈沖放電才能穩定發生,實現對工件的蝕除加工。其次,工作液具有冷卻作用,能迅速帶走放電瞬間產生的大量熱量,避免工件和電極因過熱而產生變形或損壞,確保加工過程的穩定性和精度。再者,工作液還承擔著排屑功能,將放電過程中產生的金屬碎屑及時沖走,防止碎屑在放電間隙堆積,影響后續放電效果和加工質量。在工作液的選擇上,需綜合考慮多種因素。對于一般的火花機加工,煤油是較為常用的工作液,其粘度較低,有利于排屑,閃點較高,安全性好,且性能穩定,能滿足大多數常規加工需求。在一些對加工表面質量要求極高的場合,如鏡面火花機加工,去離子水可能是更好的選擇,因為其純凈度高,能減少雜質對加工表面的污染,有助于獲得更光滑的表面。此外,乳化液也在部分情況下應用,它兼具潤滑和冷卻性能,可根據具體加工材料和工藝要求進行合理選用。
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。電火花機加工玻璃模具,花紋復制精度達 99.9% 以上。
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。這一過程在航空發動機葉片模具加工中得到充分體現,加工出葉片的復雜型面;在陶瓷模具加工領域,可應對陶瓷材料硬度高、難加工的特點,實現高精度成型。鏡面電火花機,打造 Ra0.2μm 以下表面,賦予模具高光質感。廣東放電火花機生產廠家
電火花機的電極庫,自動切換不同電極,實現連續加工。惠州普通電火花機按需設計
火花機加工精度的控制涉及多個關鍵因素。首先是放電參數的精確調整,包括脈沖寬度、脈沖間隔、峰值電流等。通過合理設置這些參數,可以精確控制每次放電的能量大小,進而控制蝕除量,實現對加工尺寸精度的有效控制。例如,在加工高精度模具時,減小脈沖寬度和峰值電流,能降低單次放電的能量,減少加工表面的粗糙度,提高尺寸精度。其次,電極的制造精度和裝夾精度對加工精度影響重大。高精度的電極制造和精確的裝夾定位,能夠確保電極在放電加工過程中始終保持正確位置,準確復制電極形狀到工件上。此外,機床的運動精度也是保證加工精度的重要方面,先進的火花機通常配備高精度的導軌、絲杠等傳動部件,以及精密的位置檢測裝置,如光柵尺,能夠實時監測和反饋機床坐標軸的運動位置,通過控制系統對運動誤差進行補償,從而實現高精度的電極進給和加工軌跡控制,滿足精密加工對精度的嚴苛要求。惠州普通電火花機按需設計