现代数控加工设备之电火花加工机床

现代数控加工设备之电火花加工机床

国内************的电火花加工技术信息

前  言

随着工业生产的发展，许多零部件所使用的材料越来越难加工，零件的形状越来越复杂，尺寸精度、表面粗糙度和某些特殊要求也越来越高。传统的机械加工方法难以满足这些加工要求，于是出现了采用电、化学、光、声能量等对工件进行加工的方法，如电火花、线切割加工方法等，我们把这类加工方法称为特种加工方法。这些加工方法具有不依靠机械能，采用其它能量加工工件、工具硬度可以低于被加工材料的硬度、加工过程中工具和工件之间不存在显著的机械切削力等特点。

    本章主要介绍电火花加工的原理、电火花加工机床的常见类型、电火花加工机床的基本构成、电火花加工设备的主要部件结构。了解影响电火花加工的工艺因素。掌握电火花加工机床典型部件：主轴头、平动头、油杯以及工作液系统等的结构及工作原理。
     
电火花加工原理
    如图所示是一种简单的电火花加工原理图。要完成电火花加工，必须具备下面的基本构成：工具电极和待加工工件、脉冲电源、工作液、进给机构等。工具电极2和工件3相对置于具有绝缘性能的工作液体介质8中，并分别与脉冲电源的两极（正极和负极）相连接。脉冲电源的作用是将直流电流转换成一定频率的单向脉冲电流供电极使用。***简单的脉冲电源是RC线路脉冲电源，除此以外还有闸流管式、电子管式、晶闸管式和晶体管式等多种脉冲电源。液体供给箱7的作用是将工作箱9中的液体过滤与更换。 

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 电火花加工机床的型号及分类

一、电火花加工机床的型号
    我国早期生产的电火花穿孔加工机床（采用RC、RLC和电子管、闸流管等窄脉冲电源）和电火花成形加工机床（采用长脉冲发电机电源）分别命名为D61系列（如D6125、D6135、D6140型等）和D55系列（如D5540、D5570型等）。
    1985年起***把电火花穿孔成形加工机床定名为D71系列。 
二、电火花加工机床的分类 
    电火花穿孔、成形加工机床按其大小可分为小型（D7125以下）、中型（D7125～D7163）和大型（D7163以上）；可按数控程度分为非数控、单轴数控或三轴数控型；可按精度等级分为标准精度型和高精度型；也可按工具电极的伺服进给系统的类型分为液压进给、步进电动机进给、直流或交流伺服电动机进给驱动等类型。 


电火花穿孔成形加工机床基本构成

    电火花成形机床一般由机床主体、脉冲电源、工作液系统、自动控制系统组成。如图所示。机床主体包括床身、主轴头、工作台和工作液槽等。电极被安装在主轴头上，由自动控制系统控制主轴头进行上、下运动。工件被安装在位于工作液槽内的工作台上，随工作台前后、左右移动。 
主要部件结构 电火花机床的数控系统及技术参数 
一、数控系统 
   电火花加工数控机床有X、Y、Z三个坐标轴方向的移动和绕这三个坐标轴的转动。电火花机床数控系统有单轴数控系统和多轴数控系统。作为单轴数控系统，主要控制主轴的伺服进给运动；而多轴数控系统，可以实现工具电极和工件之间复杂的相对运动，如摇动。满足各种模具的加工要求。 
二、机床主要技术参数
    电火花成形加工机床的主要技术参数通常包括工作台纵横向行程、主轴伺服行程、***大工件质量、***大电极质量、X和Y坐标读数精度、***大加工电流、***大电源功率、***大生产率、***小电极损耗和所能达到的表面粗糙度等。 

小 结
     电火花加工必须具备以下条件：必须使两极表面之间经常保持一定的放电间隙；所使用的电源应该具有脉冲性、间歇性；电火花加工必须在绝缘的液体介质中进行。电火花加工的***大特点是不受待加工工件材料硬度的限制。放电间隙、加工斜度、电规准参数、电极损耗、极性效应等均是影响电火花加工的工艺因素。 

     目前所使用的电火花加工设备多是数控的穿孔、成形类机床。主轴头是电火花加工机床的主要部件，工具电极被安装在主轴头上，由自动控制系统控制主轴头作伺服进给运动，以保证合适的放电间隙。平动头是主轴头的重要附件，是实现单电极型腔电火花加工的必备工艺装备，其作用是用一个电极便能实现对工件的粗、精加工，决定了平动头上所有点都绕其原始位置作小圆周运动的结构特点。油杯可实现加工过程中的冲油和抽油，工作液系统保证工作箱中工作液的清洁和良好的绝缘性性能。