火花機:機械加工設備-中文百科頻道

火花機簡介

（簡稱EDM，全稱Electrical Discharge Machining）一種機械加工設備，主要用于電火花加工。廣泛應用在各種金屬模具、機械設備的制造中。火花機加工是利用浸在工作液中的兩極間脈沖放電時産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。

1943年，蘇聯學者拉紮連科夫婦研究發明火花機加工，之後随着脈沖電源和控制系統的改進，而迅速發展起來。最初使用的脈沖電源是簡單的電阻-電容回路。50年代初，改進為電阻-電感-電容等回路。同時，還采用脈沖發電機之類的所謂長脈沖電源，使蝕除效率提高，工具電極相對損耗降低。随後又出現了大功率電子管、閘流管等高頻脈沖電源，使在同樣表面粗糙度條件下的生産率得以提高。60年代中期，出現了晶體管和可控矽脈沖電源，提高了能源利用效率和降低了工具電極損耗，并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沖、多回路脈沖、等幅脈沖和可調波形脈沖等電源，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适時控制。

火花機加工原理

進行火花機加工時，工具電極和工件分别接脈沖電源的兩極，并浸入工作液中，或将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，兩電極上施加的脈沖電壓将工作液擊穿，産生火花放電。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，并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，兩電極間工作液恢複絕緣狀态。

緊接着，下一個脈沖電壓又在兩電極相對接近的另一點處擊穿，産生火花放電，重複上述過程。這樣，雖然每個脈沖放電蝕除的金屬量極少，但因每秒有成千上萬次脈沖放電作用，就能蝕除較多的金屬，具有一定的生産率。在保持工具電極與工件之間恒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，隻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、銅鎢合金和钼等。

在加工過程中，工具電極也有損耗，但小于工件金屬的蝕除量，甚至接近于無損耗。工作液作為放電介質，在加工過程中還起着冷卻、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：火花機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，其間介質被擊穿後，随即發生火花放電。伴随擊穿過程，兩電極間的電阻急劇變小，兩極之間的電壓也随之急劇變低。火花通道必須在維持暫短的時間（通常為10-7-10-3s）後及時熄滅，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），使通道能量作用于極小範圍。通道能量的作用，可使電極局部被腐蝕。

火花機未來的發展方向

火花機精密化

電火花機加工的核心主要體現在對尺寸精度、仿形精度、表面質量的要求。通過采用一些先進加工技術，可達到鏡面加工效果且能夠成功地完成微型接插件、IC塑封、手機、CD盒等高精密模具部位的電火花加工。因此電火花機全面推動已有數控加工技術的進一步發展，不斷提高模具加工精度。

火花機智能化

火花機采用了智能控制技術。電火花機的智能性體現在精确的檢測技術和模糊控制技術兩方面。在線自動監測、調整加工過程，實現加工過程的最優化控制。模糊控制技術是由計算機監測來判定電火花加工間隙的狀态，在保持穩定電弧的範圍内自動選擇使加工效率達到最高的加工條件。

火花機自動化

火花機在配有電極庫和标準電極夾具的情況下，隻要在加工前将電極裝入刀庫，編制好加工程序，整個電火花加工過程便能日以赴繼地自動運轉，幾乎無需人工操作。機床的自動化運轉降低了操作人員的勞動強度、提高生産效率。火花機具備的自動測量找正、自動定位、多工件的連續加工等功能已較好地發揮了它的自動化性能。自動操作過程不需人工幹預，可以提高加工精度、效率。

火花機高效化

火花機在保證加工精度的前提下大幅提高粗、精加工效率。如手機外殼、家電制品、電器用品、電子儀表等領域，都要求将大面積工件的放電時間大幅縮短，同時又要降低粗糙度。使放電後不必再進行手工抛光處理。這不但縮短了加工時間且省卻後處理的麻煩，同時提升了模具品質，使用火花機粉末加工型可達到要求。

火花機參考資料

電火花加工的主要作用

火花加工的主要用于加工具有複雜形狀的型孔和型腔的模具和零件；加工各種硬、脆材料，如硬質合金和淬火鋼等；加工深細孔、異形孔、深槽、窄縫和切割薄片等；加工各種成形刀具、樣闆和螺紋環規等工具。

火花機的種類

　　1、鏡面火花機，是一種可以加工出鏡面效果的火花機，是當今最好的火花機，，加工出來的模具不用省模，可以直接用于生産當中，節省了人工，提高了效率，而且，鏡面火花機的精度高，猶其在精密模具的應用當中優勢明顯。鏡面火花機成本高，進口鏡面火花機少則七，八十萬，高則上百萬，我國最近幾年也引進了鏡面火花機，都是與國外鏡面火花機生産廠家合資生産。DR450H是一款可以加工鏡面的鏡面火花機，機床主機采用有限元技術分析，C型結構，品質優良的強韌鑄鐵，結構加強筋的科學合理分布，使得床身、立柱獲得了優良的高精度和微小熱變形的合理結構，從而使機床實現高速度，高精度的加工性能。

　　2.、塑膠模具放電加工機，也就是我們比較常見的火花機，主要用于塑膠模具的放電加工，在我國比較常見，價格便宜，應用廣泛，均價不超過十萬。

　　3、細孔放電機，也是電火花的一種，它的主要用途用于打孔加工，就是在模具上打個孔。

　　4、另外還有一些專用機，如專打石墨的，專打鎢鋼的。

　　5、ZNC火花機，Z 軸數控，X軸及Y軸手動，是較為實用型的火花機。

　　6、CNC火花機，XYZ 三軸數控。CNC火花機具有自動靠模、自動尋心、自動編程、G碼編程、三軸聯動放電等諸多功能。DM50A是一款CNC火花機，是C型結構中行程大的一款電火花機床，具有高精度，高剛性的機械特性，同時可配備DOS或者Windows系統的CNC數控放電系統，可實現三軸到六軸聯動放電加工，免編程，可以根據界面參數系統自動生成NC加工程序，操作簡單快捷，配備的CNC系統具有多種定位方式，端面定位，柱中心定位，角定位，孔中心定位，任意三點定位以及放電位置定位等。