火花機的放電過程具有獨特特性。放電前,工具電極與工件間存在較高電壓,當二者逐漸接近,其間工作液被擊穿后,立即引發(fā)火花放電。在放電瞬間,兩電極間電阻急劇變小,電壓也隨之大幅降低。火花通道形成后,其存在時間極為短暫,通常在 10??-10?3 秒之間,隨后必須及時熄滅,以維持火花放電的 “冷極” 特性。這一特性保證了通道能量主要作用于極小范圍的工件表面,避免熱量向電極縱深傳遞,從而實現(xiàn)對工件表面的精確蝕除。每個放電脈沖都會在工件表面留下一個微小凹坑,通過連續(xù)的脈沖放電,眾多凹坑累積起來,實現(xiàn)材料的逐步去除和工件形狀的加工。例如,在電子連接器模具加工領(lǐng)域,利用這種精確的放電特性,能夠在極小的區(qū)域內(nèi)進行精確加工,確保模具的高精度和高表面質(zhì)量,滿足電子連接器對模具的嚴苛要求;在精密儀器儀表零件加工領(lǐng)域,可加工出細微的刻度和紋路,保證儀器的測量精度和外觀質(zhì)量。電火花機的電極庫,自動切換不同電極,實現(xiàn)連續(xù)加工。珠海數(shù)控火花機設(shè)備廠家
微型火花機針對 0.1-10mm 尺寸的微型模具(如醫(yī)療針頭模具),其加工精度可達 ±0.0005mm。配置包括:納米級進給系統(tǒng)(小步距 0.01μm)、直徑 0.1mm 超細電極(鎢鋼材質(zhì))、光學對位系統(tǒng)(放大倍數(shù) 50-200 倍)。加工時采用 “分層遞進” 策略:每層去除 0.5μm 材料,通過 CCD 實時監(jiān)測電極位置,確保微型孔(直徑 0.2mm)的圓度誤差≤0.001mm。在微電子封裝模具加工中,該設(shè)備可加工間距 0.05mm 的微型凸臺,側(cè)壁傾斜度≤0.5°,滿足芯片引腳的精密成型需求。廣州成型電火花機定制電火花機加工玻璃模具,花紋復制精度達 99.9% 以上。
電極損耗率(電極損耗量 / 工件去除量)是衡量火花機性能的關(guān)鍵指標,測試方法為:采用標準銅電極(10×10×50mm)加工 45# 鋼工件,在峰值電流 10A、脈沖寬度 20μs 條件下連續(xù)加工 30 分鐘,通過稱重法計算損耗率(標準值應≤1%)??刂拼胧┌ǎ簝?yōu)化極性(精加工用正極性,電極接負極)、調(diào)整脈沖參數(shù)(增加脈沖間隔至 10 倍脈沖寬度)、選用低損耗電極材料(如銅鎢合金比純銅損耗率低 40%)。在精密齒輪模具加工中,通過損耗率控制(≤0.5%),可確保齒輪齒形精度達 ISO 5 級,滿足高速傳動需求。
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(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)或微觀凸起處電場集中,自由電子在電場加速下撞擊介質(zhì)分子,引發(fā)電離,形成電子雪崩現(xiàn)象,進而產(chǎn)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(nèi)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(nèi)瞬間產(chǎn)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(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)重新恢復絕緣狀態(tài),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(qū)域。通過不斷重復脈沖循環(huán),眾多微小凹坑累積起來,實現(xiàn)對工件的逐步加工和成型。這一過程在航空發(fā)動機葉片模具加工中得到充分體現(xiàn),加工出葉片的復雜型面;在陶瓷模具加工領(lǐng)域,可應對陶瓷材料硬度高、難加工的特點,實現(xiàn)高精度成型。電火花機的溫度補償系統(tǒng),抵消環(huán)境溫差對加工精度影響。
火花機類型多樣,各有其獨特特點。ZNC 火花機,Z 軸數(shù)控,X 軸及 Y 軸手動,是較為實用型的火花機,價格相對較低,適用于一些對自動化程度要求不高、加工精度要求相對適中的場合,如小型模具廠對簡單模具的加工。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(lián)動放電等諸多功能,自動化程度高,能夠?qū)崿F(xiàn)復雜形狀工件的高精度加工,廣泛應用于大型模具制造、精密零部件加工等領(lǐng)域。鏡面火花機是一種可以加工出鏡面效果的火花機,加工出來的模具表面粗糙度極低,無需后續(xù)省模工序,可直接用于生產(chǎn),提高了生產(chǎn)效率,尤其在精密模具、光學模具等對表面質(zhì)量要求極高的應用中優(yōu)勢明顯。細孔放電機主要用途是打孔加工,能夠在模具等工件上打出高精度的深細孔,滿足電子、模具等行業(yè)對微孔加工的需求。牛頭式火花機具有高剛性結(jié)構(gòu),加工穩(wěn)定性好,在大型模具加工中表現(xiàn)出色,可有效保證加工精度和表面質(zhì)量。不同類型的火花機根據(jù)其特點適用于不同的應用場景,滿足制造業(yè)多樣化的加工需求。電火花機的加工軌跡模擬功能,降低編程試錯成本。河源鏡面火花機維護
電火花機的放電間隙監(jiān)測功能,預防短路,保護電極與工件。珠海數(shù)控火花機設(shè)備廠家
火花機與 3D 打印的結(jié)合開創(chuàng)了復雜電極制造的新路徑:3D 打印可直接成型傳統(tǒng)加工難以實現(xiàn)的異形電極(如內(nèi)部中空、多孔結(jié)構(gòu)),材料利用率從 30% 提升至 90%;打印的銅 - 鎢合金電極(含鎢 30%)損耗率比純銅低 50%,適合精密加工。應用流程為:3D 建?!蛴‰姌O(精度 ±0.02mm)→電火花加工→成品。在航空發(fā)動機燃油噴嘴模具加工中,該組合可實現(xiàn)內(nèi)腔復雜流道的一次成型,加工周期縮短 50%,表面粗糙度達 Ra0.4μm,滿足燃油霧化的精密要求。珠海數(shù)控火花機設(shè)備廠家