火花機(jī)的六大部件
電火花機(jī)床制造商認(rèn)為，許多客戶都知道電火花機(jī)床通常包括：床身、立柱、工作臺(tái)、主軸等主要零件；液壓泵(油泵)、過(guò)濾器、各種控制閥、管道等工作流體循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)；電源箱部件，如脈沖電源、伺服進(jìn)給(自動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié))系統(tǒng)和其他電氣系統(tǒng)。
1、火花機(jī)工作臺(tái)
工作臺(tái)主要用于支撐和夾緊工件。在實(shí)際加工中，高性能伺服電機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)垂直和水平精密滾珠絲杠和移動(dòng)上下滑板來(lái)改變工件和電極在工作臺(tái)上的相對(duì)位置。工作臺(tái)設(shè)有工作液槽，容納工作液，使電極和工件浸入工作液中，起到冷卻、排屑、去離子等作用。工作臺(tái)也是操作者在夾緊和定時(shí)時(shí)經(jīng)常移動(dòng)的部件。
2、火花機(jī)床床身和立柱
床身和立柱是保證電極、工作臺(tái)和工件相互位置精度的基本結(jié)構(gòu)。位置精度對(duì)加工有直接影響。如果機(jī)床精度不高，就不能保證加工精度。因此，床身和立柱的結(jié)構(gòu)不僅要合理，有較高的剛度，還能承受主軸負(fù)荷的慣性力和運(yùn)動(dòng)部件的突然加速，還能減少溫度變化引起的變形。
3、電火花機(jī)床主軸頭
主軸頭是電火花加工機(jī)床的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)由伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)(步進(jìn)電機(jī)、DC電機(jī)或交流伺服電機(jī)進(jìn)給驅(qū)動(dòng))、導(dǎo)向防扭機(jī)構(gòu)和輔助機(jī)構(gòu)組成。用于控制工件和工具電極之間的放電間隙。
主軸頭的質(zhì)量直接影響加工工藝指標(biāo)，如生產(chǎn)率、幾何精度和表面粗糙度，因此主軸頭有以下要求：
1)具有合理的承載電極質(zhì)量的能力。
2)主軸具有良好的線性和抗扭性能；
3)足夠的進(jìn)料和回收速度；
4)具有一定的軸向和側(cè)向剛度和精度；
5)靈敏度應(yīng)高，不應(yīng)有爬行現(xiàn)象。
主軸頭最重要的附件是平動(dòng)頭，它是實(shí)現(xiàn)單電極腔電火花加工的必備工藝設(shè)備。平動(dòng)頭常用于加工大間隙模具和零件上的異形孔。
平動(dòng)頭由兩部分組成，一部分是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的偏心機(jī)構(gòu)，另一部分是平動(dòng)軌道保持機(jī)構(gòu)。通過(guò)偏心機(jī)構(gòu)和平動(dòng)軌跡保持機(jī)構(gòu)，平動(dòng)頭將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為工具電極上的每個(gè)粒子圍繞其在水平面中的初始位置的平面圓形周平運(yùn)動(dòng)(如圖4.2.2所示)。每個(gè)小圓的外包絡(luò)線形成加工表面。通過(guò)調(diào)節(jié)平動(dòng)頭的偏心率，小圓的圓周半徑(即平動(dòng))可以從零開(kāi)始逐漸擴(kuò)大，S是放電間隙。
平動(dòng)頭加工的特點(diǎn)是可以用一個(gè)工具電極直接將工件從粗加工加工成精加工(從粗加工轉(zhuǎn)到精加工時(shí)，應(yīng)減小放電規(guī)格和放電間隙)。在加工過(guò)程中，工具電極的軸線偏離工件的軸線，使得工具電極與工件之間的間隙大于放電間隙，除了在電區(qū)域的部分，這有利于電腐蝕產(chǎn)物的放電。加工穩(wěn)定性有所提高，但由于平動(dòng)軌跡半徑的存在，不可能加工出直角和直角的型腔。平移頭有多種結(jié)構(gòu)形式，常用的有：手動(dòng)偏心量平移頭停機(jī)、偏心量平移頭停機(jī)和數(shù)控平移頭。結(jié)構(gòu)見(jiàn)電火花成形機(jī)床說(shuō)明書(shū)。
4、電火花成型機(jī)床脈沖電源
脈沖電源的作用是將工頻交流電轉(zhuǎn)換成一定頻率的單向脈沖電流，并提供火花放電間隙所需的能量以去除金屬。脈沖電源的電參數(shù)包括脈沖寬度、脈沖間隔、脈沖頻率、峰值電流、開(kāi)路電壓等。脈沖電源對(duì)電火花加工的生產(chǎn)率、表面質(zhì)量、加工速度、加工過(guò)程穩(wěn)定性和工具電極損耗等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有很大影響。
目前，流行的(經(jīng)濟(jì)型)電火花加工機(jī)床采用高低壓復(fù)合晶體管脈沖電源。中和高級(jí)電火花機(jī)床都使用由微型計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的脈沖電源。此外，內(nèi)部還有一個(gè)電火花加工工藝規(guī)劃數(shù)據(jù)庫(kù)，可以通過(guò)微機(jī)設(shè)置和調(diào)用各齒輪的粗加工、中加工和精加工工藝規(guī)劃參數(shù)。
5.電火花機(jī)床的伺服進(jìn)給
電火花加工不同于切削加工，屬于“非接觸加工”。在正常的電火花加工過(guò)程中，刀具和工件之間存在放電間隙。如果間隙太大，并且脈沖電壓沒(méi)有穿過(guò)間隙之間的絕緣工作流體，則不會(huì)發(fā)生火花放電。電極工具必須向下進(jìn)給，直到間隙等于或小于一定值(S=0.01 ~ 0.5mm毫米，這與加工規(guī)則有關(guān))，然后火花放電可以被分解并產(chǎn)生。在正常的電火花加工過(guò)程中，工件以Vw速度被連續(xù)蝕刻掉，間隙S將逐漸擴(kuò)大。電極工具必須以速度V進(jìn)給，以保持所需的放電間隙。如果進(jìn)給量V大于工件的蝕刻速度Vw，間隙S將逐漸變小，甚至等于零，形成短路。當(dāng)間隙太小時(shí)，進(jìn)給速度必須降低。如果刀具和工件之間存在短路(S=0)，刀具必須以相對(duì)較高的速度V反向快速縮回，以消除短路狀態(tài)，然后再次向下進(jìn)給，以確保加工中和正常電火花加工的正確放電間隙。
6、電火花機(jī)床工作液及循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)
工作液在電火花加工中的作用如下：
1)冷卻工具電極，降低工件表面瞬時(shí)放電產(chǎn)生的局部高溫，否則工件表面會(huì)因局部過(guò)熱而產(chǎn)生積碳、燒傷和電弧放電。
2)工作流體還可以壓縮火花放電通道，以增加通道中中壓縮氣體和等離子體的膨脹和爆炸力，從而拋出更多的熔融和汽化金屬，并增加腐蝕量。
3)放電間隙的中更容易懸浮和放電電蝕產(chǎn)物，不會(huì)對(duì)放電間隙造成嚴(yán)重污染，導(dǎo)致火花放電點(diǎn)不分散，形成有害的電弧放電。
4)放電完成后，恢復(fù)放電間隙的絕緣狀態(tài)(去離子)，以便下一個(gè)脈沖電壓再次形成火花放電。因此，要求工作流體具有一定的絕緣強(qiáng)度。在工作液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)中，油沖洗循環(huán)方式比抽油循環(huán)方式更有利于提高加工穩(wěn)定性，因此大多采用油沖洗方式。隨著深度的增加，電火花加工中排屑困難，因此應(yīng)增加間隙尺寸、脈沖間隔和沖洗液流量。
