電火花機(jī)床之成型機(jī)基本知識(shí)概述
電火花成形加工機(jī)床通常包括：床身、立柱、工作臺(tái)及主軸頭等主機(jī)部分；液壓泵(油泵)、過(guò)濾器、各種控制閥、管道等工作液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)；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)等電源箱部分。1.床身和立柱
床身和立柱是基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，由它確保電極與工作臺(tái)、工件之間的相互位置精度。位置精度的高低對(duì)加工有直接的影響，如果機(jī)床的精度不高，加工精度也難以保證。因此，不但床身和立柱的結(jié)構(gòu)應(yīng)該合理，有較高的剛度，能承受主軸負(fù)重和運(yùn)動(dòng)部件突然加速運(yùn)動(dòng)的慣性力，還應(yīng)能減小溫度變化引起的變形。
2.工作臺(tái)
工作臺(tái)主要用來(lái)支承和裝夾工件。在實(shí)際加工中，高性能伺服電機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)縱橫向精密滾珠絲杠，移動(dòng)上下滑板，改變工作臺(tái)上工件與電極的相對(duì)位置。工作臺(tái)上裝有工作液箱，用以容納工作液，使電極和工件浸泡在工作液里，起到冷卻、排屑、消電離等作用。工作臺(tái)也是操作者裝夾找正時(shí)經(jīng)常移動(dòng)的部件。
3.主軸頭
主軸頭是電火花成形加工機(jī)床的一個(gè)關(guān)鍵部件，在結(jié)構(gòu)上由伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)（步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)或交流伺服電動(dòng)機(jī)作進(jìn)給驅(qū)動(dòng)）、導(dǎo)向和防扭機(jī)構(gòu)、輔助機(jī)構(gòu)三部分組成。用以控制工件與工具電極之間的放電間隙。
主軸頭的好壞直接影響加工的工藝指標(biāo)，如生產(chǎn)率、幾何精度以及表面粗糙度，因此對(duì)主軸頭有如下要求：
1）有一定的軸向和側(cè)向剛度及精度；
2）有足夠的進(jìn)給和回升速度；
3）主軸運(yùn)動(dòng)的直線性和防扭轉(zhuǎn)性能好；
4）靈敏度要高，無(wú)爬行現(xiàn)象；
5）具備合理的承載電極質(zhì)量的能力。
電火花加工機(jī)床成形加工時(shí)，主軸頭最重要的附件是平動(dòng)頭，它是實(shí)現(xiàn)單電極型腔電火花加工所必備的工藝裝備。在加工大間隙沖模和零件上的異形孔時(shí)，平動(dòng)頭經(jīng)常得到應(yīng)用。
平動(dòng)頭包括兩部分，一是由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的偏心機(jī)構(gòu)，二是平動(dòng)軌跡保持機(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)頭將伺服電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成工具電極上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都在水平面內(nèi)圍繞其原始位置做平面圓周平移運(yùn)動(dòng)(如圖4.2.2所示)，各個(gè)小圓的外包絡(luò)線就形成加工表面，小圓的圓周半徑（即平動(dòng)量Δ），通過(guò)平動(dòng)頭偏心量來(lái)調(diào)節(jié)可由零逐步擴(kuò)大，S為放電間隙。
采用平動(dòng)頭加工的特點(diǎn)是：用一個(gè)工具電極就能由粗至精直接加工出工件（由粗加工轉(zhuǎn)至精加工時(shí)，放電規(guī)準(zhǔn)、放電間隙要減�。�,在加工過(guò)程中，工具電極的軸線偏移工件的軸線,這樣，除了處于放電區(qū)域的部分外,在其他地方工具電極與工件之間的間隙都大于放電間隙，這有利于電蝕產(chǎn)物的排出，提高加工穩(wěn)定性，但由于有平動(dòng)軌跡半徑的存在，因此，無(wú)法加工出有清角直角的型腔。
平動(dòng)頭的結(jié)構(gòu)形式有多種，常使用的有：停機(jī)手動(dòng)調(diào)偏心量平動(dòng)頭、不停機(jī)調(diào)偏心量平動(dòng)頭、數(shù)控平動(dòng)頭，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)電火花成形機(jī)床手冊(cè)。
4.電火花加工機(jī)床的工作液和循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)
電火花加工時(shí)工作液的作用有以下幾方面:
1）放電結(jié)束后恢復(fù)放電間隙的絕緣狀態(tài)（消電離），以便下一個(gè)脈沖電壓再次形成火花放電。為此，要求工作液有一定的絕緣強(qiáng)度。
2）使電蝕產(chǎn)物較易從放電間隙中懸浮、排泄出去，免得放電間隙嚴(yán)重污染，導(dǎo)致火花放電點(diǎn)不分散而形成有害的電弧放電。
3）冷卻工具電極和降低工件表面瞬時(shí)放電產(chǎn)生的局部高溫，否則表面會(huì)因局部過(guò)熱而產(chǎn)生結(jié)炭、燒傷并形成電弧放電。
4）工作液還可壓縮火花放電通道，增加通道中壓縮氣體、等離子體的膨脹及力，以拋出更多熔化和氣化了的金屬，增加蝕除量。
工作液循環(huán)過(guò)濾系統(tǒng)中，沖油的循環(huán)方式比抽油的循環(huán)方式更有利于改善加工的穩(wěn)定性,所以大都采用沖油方式，如圖4.2.3所示。電火花成形加工中隨著深度的增加，排屑困難，應(yīng)使間隙尺寸、脈沖間隔和沖液流量加大。
5.電火花成型機(jī)床的脈沖電源
脈沖電源的作用是把工頻交流電轉(zhuǎn)換成一定頻率的單向脈沖電流，供給火花放電間隙所需要的能量來(lái)蝕除金屬。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)程的穩(wěn)定性和工具電極損耗等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有很大的影響。
現(xiàn)在普及型（經(jīng)濟(jì)型）的電火花加工機(jī)床都采用高低壓復(fù)合的晶體管脈沖電源；中、高檔的電火花加工機(jī)床都采用微機(jī)數(shù)字化控制的脈沖電源，而且內(nèi)部存有電火花加工工藝規(guī)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，可以通過(guò)微機(jī)設(shè)置和調(diào)用各檔電加工粗、中、精加工工藝規(guī)準(zhǔn)參數(shù)。
6.電火花加工機(jī)床的伺服進(jìn)給
電火花加工與切削加工不同，屬于“不接觸加工”。正常電火花加工時(shí)，工具和工件間有一放電間隙S。如果間隙過(guò)大，脈沖電壓擊不穿間隙間的絕緣工作液，則不會(huì)產(chǎn)生火花放電，必須使電極工具向下進(jìn)給，直到間隙等于或小于某一值（S=0.01~0.5mm，與加工規(guī)準(zhǔn)有關(guān)），才能擊穿并產(chǎn)生火花放電。在正常的電火花加工時(shí)，工件以Vw的速度不斷被蝕除，間隙S將逐漸擴(kuò)大，必須使電極工具以速度v補(bǔ)償進(jìn)給，以維持所需的放電間隙。如進(jìn)給量v大于工件的蝕除速度Vw，則間隙S將逐漸變小，甚至等于零，形成短路。當(dāng)間隙過(guò)小時(shí)，必須減少進(jìn)給速度v。如果工具與工件間一旦短路（S＝0），則必須使工具以較大的速度v反向快速回退，消除短路狀態(tài)，隨后再重新向下進(jìn)給，保證加工中具有的正確放電間隙，使電火花加工能夠正常進(jìn)行。
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