火花机,全称为电火花加工机床(Electrical Discharge Machining,简称 EDM),其工作原理基于放电蚀除效应。在加工过程中,工具电极和工件分别连接到脉冲电源的两极,并浸没于工作液中,常见工作液有煤油、去离子水等。当工具电极向工件靠近,二者间隙达到一定距离时,脉冲电压会击穿工作液,形成放电通道。在这一通道中,瞬间会集中大量热能,温度可飙升至 10000℃以上,致使工件表面局部微量金属迅速熔化、气化,并在压力急剧变化下,飞溅到工作液中,冷凝成金属微粒后被带走。每个脉冲放电虽蚀除金属量极少,但每秒成千上万次的脉冲放电累加,就能实现可观的材料去除,逐步加工出与工具电极形状对应的工件形状。例如,在汽车模具制造领域,通过精心设计电极形状,并配合精确的电极进给控制,利用这种放电蚀除机制,能精确塑造出汽车覆盖件模具的复杂轮廓,满足汽车制造对模具高精度、高复杂度的需求;在医疗器械领域,可加工出手术刀、植入体等精密零部件的细微结构,保证其使用安全性和功能性。电火花机的高压冲洗系统,增强深腔排屑能力。江门成型电火花机按需设计
镜面火花机专注于实现 Ra≤0.08μm 的高光洁度表面,其在于多段脉冲参数的精细匹配。加工过程分为粗打(去除 80% 余量)、中打(优化形状)、精打(镜面效果)三阶段:粗打采用峰值电流 50A、脉冲间隔 100μs,效率达 500mm³/min;中打切换至 10A 电流、20μs 脉冲,表面粗糙度降至 Ra1.6μm;精打阶段采用 3A 电流、3μs 超短脉冲,配合镜面工作液(含纳米添加剂),通过均匀放电使表面形成微凸体有序排列的镜面效果。在塑料模具型腔加工中,该工艺可替代传统抛光工序,使模具寿命延长 30%,尤其适合光学镜片模具等高光需求场景。江门成型电火花机按需设计智能电火花机,自动补偿电极损耗,保障加工尺寸高精度。
火花机与 3D 打印的结合开创了复杂电极制造的新路径:3D 打印可直接成型传统加工难以实现的异形电极(如内部中空、多孔结构),材料利用率从 30% 提升至 90%;打印的铜 - 钨合金电极(含钨 30%)损耗率比纯铜低 50%,适合精密加工。应用流程为:3D 建模→打印电极(精度 ±0.02mm)→电火花加工→成品。在航空发动机燃油喷嘴模具加工中,该组合可实现内腔复杂流道的一次成型,加工周期缩短 50%,表面粗糙度达 Ra0.4μm,满足燃油雾化的精密要求。
火花机的放电过程具有独特特性。放电前,工具电极与工件间存在较高电压,当二者逐渐接近,其间工作液被击穿后,立即引发火花放电。在放电瞬间,两电极间电阻急剧变小,电压也随之大幅降低。火花通道形成后,其存在时间极为短暂,通常在 10⁻⁷-10⁻³ 秒之间,随后必须及时熄灭,以维持火花放电的 “冷极” 特性。这一特性保证了通道能量主要作用于极小范围的工件表面,避免热量向电极纵深传递,从而实现对工件表面的精确蚀除。每个放电脉冲都会在工件表面留下一个微小凹坑,通过连续的脉冲放电,众多凹坑累积起来,实现材料的逐步去除和工件形状的加工。例如,在电子连接器模具加工领域,利用这种精确的放电特性,能够在极小的区域内进行精确加工,确保模具的高精度和高表面质量,满足电子连接器对模具的严苛要求;在精密仪器仪表零件加工领域,可加工出细微的刻度和纹路,保证仪器的测量精度和外观质量。电火花机加工硬质合金,突破材料硬度限制,拓展应用边界。
五轴联动火花机通过 X/Y/Z 线性轴与 A/C 旋转轴的协同运动,可加工复杂空间曲面(如涡轮叶片、叶轮模具)。其技术包括:旋转轴定位精度≤5 弧秒,重复定位精度≤2 弧秒;采用 RTCP(旋转刀具中心点控制)功能,确保电极前列始终位于加工点,误差≤0.003mm;搭载三维仿真系统,提前模拟干涉情况,避免电极与工件碰撞。在航天发动机燃烧室模具加工中,五轴火花机可一次性完成半球形型腔与复杂冷却通道的加工,尺寸精度达 IT3 级,表面粗糙度 Ra0.4μm,大幅缩短传统多工序加工的周期。电火花机的脉冲频率调节范围广,适配不同材料加工。江门成型电火花机按需设计
电火花机的远程运维功能,厂家快速响应设备故障。江门成型电火花机按需设计
电火花加工是一个复杂的物理过程,主要包括以下几个阶段。首先是介质电离与击穿阶段,在工具电极与工件间施加脉冲电压后,工作液中的杂质或微观凸起处电场集中,自由电子在电场加速下撞击介质分子,引发电离,形成电子雪崩现象,进而产生导电的等离子体通道,即放电通道。这一过程通常在极短时间内完成,击穿时间约为 10⁻⁷-10⁻⁵秒。接着进入能量释放与材料蚀除阶段,放电通道内瞬间产生的高温(局部可达 8000-12000℃)使工件表面材料迅速熔化甚至气化,放电结束后,等离子体通道迅速收缩,产生冲击波将熔融材料抛出,在工件表面形成微小凹坑,单次放电形成的凹坑直径约为 5-500μm,深度为直径的 1/5-1/3。随后是消电离与介质恢复阶段,放电结束后,工作液迅速冷却,吸收残留热量,使通道内介质重新恢复绝缘状态,同时将蚀除的金属碎屑(直径约 0.1-50μm)通过流动带出加工区域。通过不断重复脉冲循环,众多微小凹坑累积起来,实现对工件的逐步加工和成型。这一过程在航空发动机叶片模具加工中得到充分体现,加工出叶片的复杂型面;在陶瓷模具加工领域,可应对陶瓷材料硬度高、难加工的特点,实现高精度成型。江门成型电火花机按需设计