数控电火花放电机有哪些种类和功能？

 数控电火花线切割机床加工特点

一、加工原理

    数控电火花线切割是在电火花成形加工基础上发展起来的，简称数控线切割，工件装夹在机床的坐标工作台上，作为工件电极，接脉冲电源的正极；采用细金属丝作为工具电极，称为电极丝，接入负极。若在两电极间施加脉冲电压，不断喷注具有一定绝缘性能的水质工作液，并由伺服电机驱动坐标工作台按预先编制的数控加工程序沿 x 、 y 两个坐标方向移动，则当两电极间的距离小到一定程度时，工作液被脉冲电压击穿，引发火花放电，蚀除工件材料。控制两电极间始终维持一定的放电间隙，并使电极丝沿其轴向以一定速度作走丝运动，避免电极丝因放电总发生在局部位置而被烧断，即可实现电极丝沿工件预定轨迹边蚀除、边进给，逐步将工件切割加工成型。

  二、加工特点

1、数控线切割加工是轮廓切割加工，勿需设计和制造成形工具电极，大大降低了加工费用，缩短了生产周期。

2、直接利用电能进行脉冲放电加工，工具电极和工件不直接接触，无机械加工中的宏观切削力，适宜于加工低刚度零件及细小零件。

3、无论工件硬度如何，只要是导电或半导电的材料都能进行加工。

4、切缝可窄达仅 0.005mm ，只对工件材料沿轮廓进行“套料”加工，材料利用率高，能有效节约贵重材料。

5、移动的长电极丝连续不断地通过切割区，单位长度电极丝的损耗量较小，加工精度高。

6、一般采用水基工作液，可避免发生火灾，安全可靠，可实现昼夜无人值守连续加工。

7、通常用于加工零件上的直壁曲面，通过 X-Y-U-V 四轴联动控制，也可进行锥度切割和加工上下截面异形体、形状扭曲的曲面体和球形体等零件。

8、不能加工盲孔及纵向阶梯表面。

   数控电火花线切割机床分类

  线切割机床一般按照电极丝运动速度分为快走丝线切割机床和慢走丝线切割机床，快走丝线切割机床业已成为我国特有的线切割机床品种和加工模式，应用广泛；慢走丝线切割机床是国外生产和使用的主流机种，属于精密加工设备，代表着线切割机床的发展方向。 
  此外，线切割机床可按电极丝位置分为立式线切割机床和卧式线切割机床，按工作液供给方式分为冲液式线切割机床和浸液式线切割机床。

    数控电火花线切割机床加工范围

    数控线切割加工已在生产中获得广泛应用，目前国内外的线切割机床已占电加工机床的 60 ％以上。图 5-4为数控线切割加工出的多种表面和零件。

  一、加工模具

适用于加工各种形状的冲模、注塑模、挤压模、粉末冶金模、弯曲模等。

二、加工电火花成形加工用的电极

一般穿孔加工用、带锥度型腔加工用及微细复杂形状的电极，以及铜钨、银钨合金之类的电极材料，用线切割加工特别经济。

三、加工零件

可用于加工材料试验样件、各种型孔、特殊齿轮凸轮、样板、成型刀具等复杂形状零件及高硬材料的零件，可进行微细结构、异形槽和标准缺陷的加工；试制新产品时，可在坯料上直接割出零件；加工薄件时可多片叠在一起加工。

 

阅读(1) 评论(0) 2012-05-16 09:38

 在模具工业的发展中电火花加工有何作用？

目前，电火花线切割加工的精度已达到2微米，最佳加工表面粗糙度可低於RA0.3微米，这对诸如IC引线框架模等精密模具的加工具有十分重要的意义。由於大锥度（已可达到±30度－40度有的甚至能作90度的切割）和大厚度（已有可切割1米厚度的机床）方面的技术进展，以及自动穿丝、自动定位等技术的进步，电火花切割加工在塑料和铝型材料挤出模及冲压模制造中充分发挥了它的优势。精密电火花线切割加工和研磨、抛光相结合的加工方式，在模具加工中正在不断发展。由於镜面电火花加工技术的发展，精密电火花成形机床在精密型腔模具加工方面，起着越来越重要的作用。有的电火花成形机的加工表面粗糙度可达RA0.1微米。电加工虽然已受到高速铣削的严重挑战，但它仍旧有广泛的前景。例如在模具的深窄小型腔、窄缝、沟糟、拐角、冒孔等加工方面，具有其他加工方法难以替代的作用。“电火花铣削加工”、“混粉加工”、“模糊控制”、“微细电火花加工”等技术的发展和直线电机及专家系统的应用，也使电火花加工机床继续保持良好的发展。数控高速电火花小孔加工机性能的不断提高使它的用途越来越广。

    现在，电火花加工技术与模具制造已密不可分。一方面是电火花加工技术的发展，为模具工业的发展创造良好的条件，另一方面是模具工业的发展，向电火花加工提出了越来越高的要求，促使电火花加工技术的发展。两者相辅相成，相互促进，共同发展。近年来，中国模具行业每年新增加的电加工机床都在1万台以上，它们在模具工业中发挥着极其重要的作用。在现在的模具生产中，大约三分之一的加工工作是由电火花加工机床完成的。由此可见它们在模具工业中的重要作用。

 

阅读(1) 评论(0) 2012-05-16 09:38

 数控电火花机的优势是什么？

1：数控电火花机设计了两种侧修程序，棱角分明的矩形采用平底方侧修方案，圆形或多曲面椭圆形采用平底圆侧修方案。在侧修过程中，电极成一角度向工件运动进给，此时工具电极同时由中向外，由上至下，数控自动控制，即三轴联动。这种运动方式不易积碳、排屑排气容易，不会造成拉弧，生产效率高，

2：数控电火花机X轴向侧向加工对开模，合模精度高，生产率可比Z轴向下加工提高很多。

4：数控电火花机在控制电路中增加了特殊控制，在产生拉弧或假短路时，立即切断脉冲电源，停止向形腔中供应能量，电极温度不会继续升高，减小了火灾发生的可能。

5：数控电火花机采用以高压击穿后再给一个完整的低压脉冲方式，脉宽相等，实践证明这种脉冲方式进一步降低了工具电极的损耗、加工表面粗糙均匀，工具电极端面损耗很小。

6：数控电火花机可采用一个电极进行粗精加工，节省了双电极的制造时间与费用，省去了精加工电极校正带来的麻烦，缩短了模具制造的时间。

3：自适宜功能，所谓自适宜抬刀，是形腔内的蚀除物排除大于产生时放电稳定就不抬刀，形腔内蚀除产生大于排出时，即平衡被打破，此时火花机自动抬刀，利用工作液抽吸作用将多余的蚀除物排出，达到平衡或排出大于产生时即停止抬刀，提高效率。

阅读(1) 评论(0) 2012-05-16 09:37

 数控电火花加工的发展方向如何？

  数控电火花加工正朝着高速化和高精度化方向发展，同时也产生了许多复合型加工方法。比如电火花混粉加工、超声—微细电火花复合加工等，但是目前这类技术基本上都处于高效实验室研究阶段，市场上并没有成熟产品应用。尤其是微细电火花微孔加工、微三维结构加工等，研究成果基本上都是来自于各高校实验室，而国外已经有了非常成熟的机床型号推向市场，国内市场基本还是一片空白。
    随着制造业技术的发展，一些零件需要多轴联动精密数控电火花加工来完成，但是国内目前还没有五轴及五轴以上的精密数控电火花机床正式投入市场，虽然现在国内已经有支持多轴联动的数控系统出现，但是其加工稳定性、系统可靠性还有待进一步考验。国外此类设备已经非常普及，瑞士、日本、德国等均有五轴联动精密数控电火花加工机床在市场上销售。
    目前国内的数控电火花机床液槽均采用了侧开门方式，由于结构的原因，用户在使用时容易导致漏油污染地面。对于国内生产商来说，若能解决自动升降液槽的金属钣金及密封技术，对于提高我国数控电火花机床制造水平将是一个巨大的进步。

阅读(1) 评论(0) 2012-05-16 09:35

 什么是火花机放电加工特点？

由于火花机加工具有许多传统切削加工所无法比拟的优点，因此其应用领域日益扩大，目前已广泛应用于机械，特别是模具制造、电机、电器、宇航、航空、电子、汽车、精密微细机械、仪器仪表、轻工等行业，以解决难加工材料及复杂形状零件的加工问题。其加工范围已达到小至几十微米的小轴、孔、缝，大到几米的超大型模具和零件。

一、与传统金属切削加工相比，火花机加工具有如下特点

1、电极相对工件做简单或复杂的运动；

2、加工一般浸在煤油中进行；

3、采用成型电极进行无切削力加工；

4、加工速度一般较慢，效率较低，且最小角部半径有限制；

5、工件与电极之间的相对位置可手动控制或自动控制；

6、一般只能用于加工金属等导电材料，只有在特定条件下才能加工半导体和非导电体材料。

二、火花机加工具体应用范围如下

1、高精度加工；

2、高硬脆材料；

3、高表面质量加工；

4、微细结构和形状；

5、各种导电材料的复杂表面。

阅读(1) 评论(0) 2012-05-10 10:53

 数控电火花加工技术有哪些性能的提升?

阅读(3) 评论(0) 2012-05-10 10:50

 电火花放电加工中符号的含义是什么？

电火花加工常用术语和符号的含义
我国电加工学会参照国际电加工界的电火花加工术语、定义和符号，制定了我国电火花加工的术语、定义和符号，以利于国内外学术交流、图书出版和学生教育培养等。下面介绍常用的术语和符号。

1）工具电极
电火花加工用的工具，是火花放电时电极之一，故称工具电极。

　 2）放电间隙
是指加工时，工具和工件之间产生火花放电的距离间隙。在加工过程中称之为加工间隙S，它的大小一般在0.01～0.5mm之间。粗加工时间隙较大；精加工时则较小。加工间隙又可分为端面间隙SF和侧面间隙SL；对冲压模具等的穿孔加工来说，可分为入口间隙Sin和出口间隙Sout；在一般情况下SF稍小于SL，Sin稍小于Sout。

　 3）脉冲电源
是电火花加工设备的主要组成部分之一，它给放电间隙提供一定能量的电脉冲，是电火花加工时的能量来源，常简称为电源。

　 4）伺服进给系统
是电火花加工设备的主要组成部分，作用是使工具电极伺服进给、自动调节，使工具电极和工件在加工过程中保持一定的平均端面放电间隙。我国早期电火花加工机床中的伺服进给系统是液压式的，靠液压油缸和活塞产生进给运动，实现伺服进给。现在采用步进电动机或大力矩、宽调速直流电动机以及交流伺服电动机作为伺服进给系统。

　 5）工作液介质
电火花加工时，工具和工件间的放电间隙必须浸泡在有一定绝缘性能的液体介质中，此液体介质即称工作液介质。一般将煤油作为电火花加工时的工作液。

　 6）电蚀产物
是指电火花加工过程中被电火花蚀除下来的产物。狭义而言，指工具和工件表面被蚀除下来的金属微粒小屑和煤油等工作液在高温下分解出来的炭黑，也称为加工屑。广义而言，电蚀产物还包括煤油在高温下分解出来的气体氢、甲烷等小气泡。

　 7）电规准电参数
是指电火花加工时选用的电加工用量、电加工参数，主要有脉冲宽度ti、脉冲间隔to、峰值电压ui、峰值电流ie等脉冲参数，这些脉冲参数在每次加工时必须事先选定。


　8）脉冲宽度ti（µs）
简称脉宽，日本及英美用ton。或τon表示。它是加到工具和工件上放电间隙两端的电压脉冲持续时间。为了防止电弧烧伤，电火花加工只能用断续的脉冲电压波。粗加工时，用较大的脉宽，ti＞100µs；精加工时，只能用较小的脉宽，ti＜50µs。

　 9）脉冲间隔to（µs）
简称脉间，也称脉冲停歇时间。它是两个电压脉冲之间的间隔时间。间隔时间太短，放电间隙来不及消电离和恢复绝缘，容易产生电弧放电，烧伤工具和电极；脉间选择的太长，将降低加工生产率。

　 10）放电时间（电流脉宽）te（µs）
放电时间是工作液介质击穿后放电间隙中流过放电电流的时间，亦即电流脉宽，它比电压脉宽稍小，差一击穿延时td。ti和te对电火花加工的生产效率、表面粗糙度和电极损耗等有很大的影响，但实际起作用的是电流脉宽te。

　 11）击穿延时td（µs）
从间隙两端加上脉冲电压后，一般均要经过1小段的延续时间td，工作液介质才能概率性地被击穿放电，此时间称为击穿延时，它与平均放电间隙大小有关，工具欠进给时，平均放电间隙偏大，平均击穿延时td就大；反之工具过进给时，放电间隙变小，td也就小。

12）脉冲周期tp（µs）
一个电压脉冲开始到下一个电压脉冲开始之前的时间称为脉冲周期，显然tp=ti＋to 。

　 13）开路电压（空载电压）或峰值电压ui（V）开路电压是间隙开路时电极间的最高电压，等于电源的直流电压。一般晶体管方波脉冲电源的峰值电压ui=80～100V，高低压复合脉冲电源的高压峰值电压为175～300V。峰值电压高时，放电间隙大，生产率高，但成形复制精度稍差。

　　14)加工电流I（A）
加工时，电流表上指示的流过放电间隙的平均电流。精加工时小，粗加工时大；间隙偏开路时小，间隙合理或偏短路时则大。

　　15)峰值电流ie(A) 是间隙火花放电时脉冲电流的最大值（瞬时），虽然峰值电流不易直接测量，但它是实际影响生产率、表面粗糙度等指标的重要参数。脉冲电源的每一功率放大管的峰值电流是预先选择和计算好的，可按说明书选定粗、中、精峰值电流（实际上是选定几个功率放大管进行工作）。

　　16) 正、负极性加工
加工时以工件为准，工件接脉冲电源正极（高电位端），称为正极性加工；反之，工件接电源负极（低电位端），则称为负极性加工。高生产率、低损耗粗加工时，常用负极性长脉宽加工。

　 17）放电状态
放电状态是指电火花加工时放电间隙内每一脉冲放电时的基本状态，一般分为五种放电状态。

　　①开路：放电间隙没有被击穿，间隙上有大于50V的电压，但间隙内没有电流流过，为空载状态（td=ti）。

　　②火花放电：间隙内绝缘性能良好，工作液介质击穿后能有效地抛出、蚀除金属。波形特点是电压上有td，te和ie，波形上有高频振荡的小锯齿波形。

　　③短路：放电间隙直接短路连接，这是由于伺服进给系统瞬时进给过多或放电间隙中有电蚀产物搭接所致。间隙短路时电流较大，但间隙两端的电压很小，没有蚀除加工作用。

　　④电弧放电：由于排屑不良，放电点集中在某一局部而不分散，局部热量积累，温度升高，恶性循环，此时火花放电就成为电弧放电，由于放电点固定在某一点或某局部，因此称之为稳定电弧，常使电极表面结炭、烧伤。波形特点是td和高频振荡的小锯齿波基本消失。

　　⑤过渡电弧放电：是正常火花放电与稳定电弧放电的过渡状态，是稳定电弧放电的前兆。波形特点是击穿延时很小或接近于零，仅成为一尖剌，电压电流波上的高频分量变低成为稀疏的锯齿形。

　　以上各种放电状态在实际加工中是交替、概率性地出现的（与加工规准和进给量等有关），甚至在一次单脉冲放电过程中，也可能交替出现两种以上的放电状态。

　 18）加工速度Vw（mm3/min）或Vm(g/min)   加工速度是单位时间内(min)从工件上蚀除加工下来的金属体积（mm3）以质量（g）计算时用Vm表示，也称为加工生产率。大功率电源粗加工时Vw＞500mm3/min，但电火花精加工时，通常Vw＜20mm3/min。

　19）损耗速度VE（mm3/min或g/min）
是单位时间内(min)工具电极的损耗量。

阅读(2) 评论(0) 2012-05-10 10:45

 电火花放电成型机主要由哪些部分组成？

电火花成型加工机床通常包括：床身、立柱、工作台及主轴头等主机部分；液压泵(油泵)、过滤器、各种控制阀、管道等工作液循环过滤系统；脉冲电源、伺服进给（自动进给调节）系统和其他电气系统等电源箱部分。

1、工作台

工作台主要用来支承和装夹工件。在实际加工中，高性能伺服电机通过转动纵横向精密滚珠丝杠，移动上下滑板，改变工作台上工件与电极的相对位置。工作台上装有工作液箱，用以容纳工作液，使电极和工件浸泡在工作液里，起到冷却、排屑、消电离等作用。工作台也是操作者装夹找正时经常移动的部件。

2、床身和立柱

床身和立柱是基础结构，由它确保电极与工作台、工件之间的相互位置精度。位置精度的高低对加工有直接的影响，如果机床的精度不高，加工精度也难以保证。因此，不但床身和立柱的结构应该合理，有较高的刚度，能承受主轴负重和运动部件突然加速运动的惯性力，还应能减小温度变化引起的变形。

3、主轴头

主轴头是电火花成形加工机床的一个关键部件，在结构上由伺服进给机构（步进电动机、直流电动机或交流伺服电动机作进给驱动）、导向和防扭机构、辅助机构三部分组成。用以控制工件与工具电极之间的放电间隙。

主轴头的好坏直接影响加工的工艺指标，如生产率、几何精度以及表面粗糙度，因此对主轴头有如下要求：

1）具备合理的承载电极质量的能力。

2）主轴运动的直线性和防扭转性能好；

3）有足够的进给和回升速度；

4）有一定的轴向和侧向刚度及精度；

5）灵敏度要高，无爬行现象；

电火花加工机床成形加工时，主轴头最重要的附件是平动头，它是实现单电极型腔电火花加工所必备的工艺装备。在加工大间隙冲模和零件上的异形孔时，平动头经常得到应用。

平动头包括两部分，一是由电动机驱动的偏心机构，二是平动轨迹保持机构。通过偏心机构和平动轨迹保持机构，平动头将伺服电动机的旋转运动转化成工具电极上每一个质点都在水平面内围绕其原始位置做平面圆周平移运动(如图4.2.2所示)，各个小圆的外包络线就形成加工表面，小圆的圆周半径（即平动量Δ），通过平动头偏心量来调节可由零逐步扩大，S为放电间隙。

采用平动头加工的特点是：用一个工具电极就能由粗至精直接加工出工件（由粗加工转至精加工时，放电规准、放电间隙要减小），在加工过程中，工具电极的轴线偏移工件的轴线，这样，除了处于电区域的部分外，在其他地方工具电极与工件之间的间隙都大于放电间隙，这有利于电蚀产物的排出，提高加工稳定性，但由于有平动轨迹半径的存在，因此，无法加工出有清角直角的型腔。

平动头的结构形式有多种，常使用的有：停机手动调偏心量平动头、不停机调偏心量平动头、数控平动头，其结构见电火花成形机床手册。

4、电火花成型机床的脉冲电源

脉冲电源的作用是把工频交流电转换成一定频率的单向脉冲电流，供给火花放电间隙所需要的能量来蚀除金属。脉冲电源的电参数包括脉冲宽度、脉冲间隔、脉冲频率、峰值电流、开路电压等。脉冲电源对电火花加工的生产率、表面质量、加工速度、加工过程的稳定性和工具电极损耗等技术经济指标有很大的影响。

现在普及型（经济型）的电火花加工机床都采用高低压复合的晶体管脉冲电源；中、高档的电火花加工机床都采用微机数字化控制的脉冲电源，而且内部存有电火花加工工艺规准数据库，可以通过微机设置和调用各档电加工粗、中、精加工工艺规准参数。

5、电火花加工机床的伺服进给

电火花加工与切削加工不同，属于“不接触加工”。正常电火花加工时，工具和工件间有一放电间隙S。如果间隙过大，脉冲电压击不穿间隙间的绝缘工作液，则不会产生火花放电，必须使电极工具向下进给，直到间隙等于或小于某一值（S=0.01~0.5mm，与加工规准有关），才能击穿并产生火花放电。在正常的电火花加工时，工件以Vw的速度不断被蚀除，间隙S将逐渐扩大，必须使电极工具以速度v补偿进给，以维持所需的放电间隙。如进给量v大于工件的蚀除速度Vw，则间隙S将逐渐变小，甚至等于零，形成短路。当间隙过小时，必须减少进给速度v。如果工具与工件间一旦短路（S＝0），则必须使工具以较大的速度v反向快速回退，消除短路状态，随后再重新向下进给，保证加工中具有的正确放电间隙，使电火花加工能够正常进行。

6、电火花加工机床的工作液和循环过滤系统

电火花加工时工作液的作用有以下几方面：

1）冷却工具电极和降低工件表面瞬时放电产生的局部高温，否则表面会因局部过热而产生结炭、烧伤并形成电弧放电。

2）工作液还可压缩火花放电通道，增加通道中压缩气体、等离子体的膨胀及爆炸力，以抛出更多熔化和气化了的金属，增加蚀除量。

3）使电蚀产物较易从放电间隙中悬浮、排泄出去，免得放电间隙严重污染，导致火花放电点不分散而形成有害的电弧放电。

4）放电结束后恢复放电间隙的绝缘状态（消电离），以便下一个脉冲电压再次形成火花放电。为此，要求工作液有一定的绝缘强度。

工作液循环过滤系统中，冲油的循环方式比抽油的循环方式更有利于改善加工的稳定性，所以大都采用冲油方式。电火花成形加工中随着深度的增加，排屑困难，应使间隙尺寸、脉冲间隔和冲液流量加大。

阅读(1) 评论(0) 2012-05-10 10:20

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阅读(4) 评论(0) 2012-04-24 08:52

 精密数控电火花成形加工机床的特性与应用

本文从电火花成形机床主机、智慧化脉冲电源系统、多功能数控系统等几方面介绍了北京市电加工研究所引进、消化吸收、再创新研制的具有自主知识产权的精密数控电火花成形加工机床的特性，并通过典型加工实例介绍了该机

阅读(147) 评论(0) 2012-03-28 10:33

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