电火花机工作原理及工作过程【深度解析】

电火花机工作原理及工作过程【深度解析】

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简介

简称EDM，全称Electrical Discharge Machining一种机械加工设备，主要用于电火花机加工。广泛应用在各种金属模具、机械设备的制造中。

电火花机是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。

主要作用

火花加工的主要用于加工具有复杂形状的型孔和型腔的模具和零件；加工各种导电材料，如硬质合金和淬火钢等；加工深细孔、异形孔、深槽、窄缝和切割薄片等；加工各种成形刀具、样板和螺纹环规等工具。

加工原理

进行电火花机加工时，工具电极和工件分别接脉冲电源的两极，并浸入工作液中，或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给，当两电极间的间隙达到一定距离时，两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿，产生火花放电。

在放电的微细通道中瞬时集中大量的热能，温度可高达一万摄氏度以上，压力也有急剧变化，从而使这一点工作表面局部微量的金属材料立刻熔化、气化，并爆炸式地飞溅到工作液中，迅速冷凝，形成固体的金属微粒，被工作液带走。这时在工件表面上便留下一个微小的凹坑痕迹，放电短暂停歇，两电极间工作液恢复绝缘状态。

紧接着，下一个脉冲电压又在两电极相对接近的另一点处击穿，产生火花放电，重复上述过程。这样，虽然每个脉冲放电蚀除的金属量极少，但因每秒有成千上万次脉冲放电作用，就能蚀除较多的金属，具有一定的生产率。

在保持工具电极与工件之间恒定放电间隙的条件下，一边蚀除工件金属，一边使工具电极不断地向工件进给，最后便加工出与工具电极形状相对应的形状来。因此，只要改变工具电极的形状和工具电极与工件之间的相对运动方式，就能加工出各种复杂的型面。工具电极常用导电性良好、熔点较高、易加工的耐电蚀材料，如铜、石墨、铜钨合金和钼等。在加工过程中，工具电极也有损耗，但小于工件金属的蚀除量，甚至接近于无损耗。

工作液作为放电介质，在加工过程中还起着冷却、排屑等作用。常用的工作液是粘度较低、闪点较高、性能稳定的介质，如煤油、去离子水和乳化液等。电火花机是一种自激放电，其特点如下：火花放电的两个电极间在放电前具较高的电压，当两电极接近时，其间介质被击穿后，随即发生火花放电。伴随击穿过程，两电极间的电阻急剧变小，两极之间的电压也随之急剧变低。火花通道必须在维持暂短的时间（通常为10-7-10-3s）后及时熄灭，才可保持火花放电的“冷极”特性（即通道能量转换的热能来不及传至电极纵深），使通道能量作用于极小范围。通道能量的作用，可使电极局部被腐蚀。利用火花放电时产生的腐蚀现象对材料进行尺寸加工的方法，叫电火花机加工。电火花加工是在较低的电压范围内，在液体介质中的火花放电。电火花的加工按照工具电极的形式及其与工件之间相对运动的特征，可将电火花加工方式分为五类：利用成型工具电极，相对工件作简单进给运动的电火花成形加工；利用轴向移动的金属丝作工具电极，工件按所需形状和尺寸作轨迹运动，以切割导电材料的电火花线切割加工；利用金属丝或成形导电磨轮作工具电极，进行小孔磨削或成形磨削的电火花磨削；用于加工螺纹环规、螺纹塞规、齿轮等的电火花共轭回转加工；小孔加工、刻英表面合金化、表面强化等其他种类的加工。电火花加工能加工普通切削加工方法难以切削的材料和复杂形状工件；加工时无切削力；不产生毛刺和刀痕沟纹等缺陷；工具电极材料无须比工件材料硬；直接使用电能加工，便于实现自动化；加工后表面产生变质层，在某些应用中须进一步去除；工作液的净化和加工中产生的烟雾污染处理比较麻烦。

工作过程

1、目的:

规范放电作业,实现工作流程化,提高加工效率和品质,确保模具按时保质地完成。

2、范围:

适用所有的模具放电加工。

3、职责:

负责模具零件的EDM加工。

4、定义:

无

5、内容:

5.1 组长根据生产情况,参与制订生产计划:

5.1.1 根据模具加工工艺评审会议明确本组加工任务;

5.1.2 根据实际情况,与加工生管共同制定生产计划,明确加工时段及完成日期;

5.1.3 需特别注意事项必须加以标注,并通过看板公告,会议等形式下达工作指令。

5.2 组长接收上一工站提供的工件和图纸:

5.2.1 接受由CNC提供的铜公零件图,填写《铜公加工控制表》:

A:检查图纸与铜公形状是否相符,如不符,则由CNC人员加以检查确认并签名;

B:检查图纸标示的基准角与铜公是否相符,如不符,退回CNC处理,并记录;

C:检查铜公是否需线割,线割部位是否有突起线割痕;如需线割,送线割处理,如有突起刀痕,在知会线割组长后送省模处理,并加以记录;

D:检查图纸,查看火花位是否合理。根据《铜公火花位标准》,查看铜公检测报告是否与实际情况相符,如不合理,应由组长与CNC组长沟通,并记录。

5.2.2 接收放电位置总装图:

A:检查图纸基准线与工件中心线是否重合,如不重合需二次偏数,需加以标注;

B:检查工件基角与图纸所示基角是否相符,如不符退回CNC;

C:检查Z轴碰数基准位置;

D:检查注意事项是否清晰,如不清晰,退回CNC。

E:检查图纸有无手工更改,如有更改,检查更改人有无签名确认,如更改而无人签名,退

回CNC

5.2.3 组长接收由品管分发的合格铜公:

A:检查铜公编号,外形是否与图纸相符,如不符,可不接收;

B:检查铜公有无变形,损伤,披锋,镙丝孔内铜屑是否清理干净;

C:检查需加工位置有无省模,省模是否合格。不合格的铜公,可拒收;

D:检查铜公尺寸及火花位是否与图纸相符,并与品管检验单加以核对。如误差在0.05MM 以内需特别加以标注.以便在加工时作火花位调整;

E:检查铜公基角是否与图纸相符,碰数位置是否清晰,如基台起级或不成平面时,退回上一工站。

5.2.4 组长按收上一工站分发的工件:

A:检查工件基准角与放电位置总图标示是否相符,如不符退回上一工站,如未加工零件基准角,特殊情况下可按图纸加工基准角.严禁无标示就上机加工;

B:检查工件是否直角,平面是否平整,如直角平整度超过0.015,可退回上一工站;

C:检查工件外观是否完好无损,如有损伤,退回上一工站;

6、组长排配加工:

6.1 根据工作计划、来料情况排配加工,并详细记录加工开始时间及来料时间,如有异常情况导致加工工期延长,需作记录,并向主管及时汇报;

6.2 根据加工情况作加工调整。

7、操作人员接收到组长分发的工件及图纸并复检,检查标准同5.2.