火花机的主要组成部件 火花机的工作原理

一、火花机的主要组成部件

火花机也称为电火花加工机床或EDM机床，主要组成部件包括以下几个部分：

1、机床主体

机床主体是火花机的基础结构，它承载着所有的工作部件和控制系统。主体通常由铸铁或钢材制成，以确保稳定性和刚性。

2、主轴和电极夹持装置

主轴是安装和移动电极的部分，用于将电极精确定位在工件上方。电极夹持装置用于固定电极，并确保电极在加工过程中保持稳定的位置和角度。

3、工作台和工件夹持装置

工作台用于支撑和移动工件，以便在加工过程中精确定位工件。工件夹持装置用于固定工件，防止在加工过程中发生移动或振动。

4、电源和控制系统

电源系统为火花机提供所需的电压和电流，用于产生电火花。控制系统是火花机的核心部分，它控制电极和工作台的运动，以及电源的通断，确保加工过程的精确性和稳定性。控制系统通常包括计算机数控（CNC）系统，用于编程和自动化加工过程。

5、工作液循环系统

工作液在火花加工过程中起到冷却、润滑和清除加工废屑的作用。工作液循环系统负责将工作液输送到加工区域，并回收和过滤使用过的工作液。

6、电气系统和传感器

电气系统为火花机提供电力和信号传输，确保各个部件的正常运行。传感器用于监测加工过程中的各种参数，如电极和工作台的位置、电流和电压等，以便及时调整和控制加工过程。

7、安全防护装置

火花机在工作过程中可能会产生火花和飞溅物，因此需要配备安全防护装置，如防护罩、防护门和紧急停机按钮等，以保护操作人员的安全。

二、火花机的工作原理

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。