电火花成型机床的构造及部件组成

近年来电火花加工机床发展很快，种类很多，不同企业生产的电火花机床也有所差异。典型的电火花加工机床主要包括机床主体、数控系统、脉冲电源箱、工作液循环过滤系统等几个部分。

1.电火花成型机床主体

机床主体主要由床身、立柱、主轴头和工作台等组成。

（1）床身和立柱

床身和立柱为机床基础，立柱与纵横托板安装在床身上，变速箱位于立柱顶部，主轴头安装在立柱的导轨上。要求床身和立柱有足够的刚度，以防振动和变形，保证加工精度。

（2）工作台

工作台用于装夹工件，在步进电动机的驱动下可做纵横运动。工作台上装有工作液箱。

（3）主轴头

主轴头是电火花成型机床的关键部件，它的结构由伺服进给机构、导向和防扭机构、辅助机构三部分组成。主轴头可做上下运动和旋转运动，分别为Z 轴和C 轴。主轴头的质量会直接影响加工工艺指标，如生产率、精度和表面粗糙度等，故要求主轴头具有足够的刚度及精度；具有足够的进给和回升速度；主轴头直线性和扭转性好，灵敏度高，且无爬行等。

目前，普遍采用步进电动机、直流电动机或交流伺服电动机作进给驱动的主轴头。

（4）主轴头和工作台的主要附件

1）可调节工具电极角度的夹头。

夹在主轴头下的工具电极，加工前需要调节到与工件基准面垂直或成一定的角度，通常采用球面铰链来实现。

2）平动头。

平动头是一个能使装在其上的电极产生向外机械补偿动作的工艺附件，它在电火花成型加工采用单电极加工型腔时，可以补偿上下两个加工规准之间的放电间隙差，达到表面修光。

平动头的动作原理是：利用偏心机构将伺服电动机的旋转运动，通过平动轨迹保持机构，转化成电极上的每一个质点都能围绕其原始位置在水平面内做小圆周运动，许多小圆的外包络线就形成了加工表面。平动头由偏心机构和平动轨迹保持机构两部分组成。

3）油杯。

油杯是实现工作液冲油或抽油强迫循环的一个主要附件，其侧壁和底边上开有冲油或抽油孔，电蚀产物在放电间隙通过冲油和抽油排出。

2.电火花成型机床的数控系统和伺服进给系统(www.xing528.com)

一般电火花机床有X、Y、Z、C 轴四个坐标轴，数控系统的作用就是控制X、Y、Z、C轴运动，程序的编制，加工参数的设定和加工过程的控制。与其他数控机床的数控系统基本类似，有开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。数控系统的硬件结构一般采用PC 前端+高速I/O 平台的复式结构，PC 通过高速信息交换控制每一个I/O 端口，所有数控功能都由软件实现。操作人员通过显示器用键盘、手控盒进行机床操作。

在电火花加工过程中，电极和工件必须保持一定间隙。由于放电间隙很小且与加工面积、速度等有关，所以进给速度是不等速的，人工无法控制，必须采用伺服进给系统。

伺服进给系统的组成如图14-20 所示。

图14-20　伺服进给系统的组成

1）调节对象。调节电极和工件的放电间隙S。

2）测量环节。通过测量与放电间隙成比例关系的电参数来间接反映放电间隙的大小。

3）比较环节。把测量到的信号与给定值的信号进行比较来控制加工过程。

4）放大驱动器。放大测量的信号。

5）执行环节。用各种伺服电动机根据测量信号及时调节电极进给量，以保持合适的放电间隙。

3.工作液循环过滤系统

电火花机床的工作液循环过滤系统包括工作液泵、容器、过滤器及管道等。该系统使工作液强迫循环，以达到保持工作液清洁和排出电蚀物及热量的目的。

4.电火花成型机床的脉冲电源

电火花加工机床的脉冲电源是整个设备的重要组成部分，其作用是把普通的220 V 或380 V，50 Hz 交流电转变成较高频率范围、一定输出功率的单向脉冲电流，以提供电火花成型所需要的放电能量来蚀除金属。脉冲电源技术性能的好坏，将直接影响电火花成型加工的各项工艺指标，如加工精度、加工速度、电极损耗等。

一般情况下对脉冲电源有以下要求。

1）能输出一系列脉冲。

2）每个脉冲应具备一定的能量，波形要合适，脉冲电压幅值、电流峰值、脉宽和间隔度要满足加工要求。

3）工作稳定可靠，不受外界干扰。

常用的脉冲电源有RC 线路脉冲电源、电子管式和闸流管式脉冲电源、晶体管式和晶闸管式脉冲电源。近年来随着电火花加工技术的发展，为更进一步提高有效脉冲的利用率，达到高速度、低能耗、稳定加工和一些特殊要求，在晶闸管和晶体管脉冲电源的基础上研究出了许多新型的电源电路，如多回路脉冲电源、高频分组和梳状电源、智能化和自适应控制脉冲电源以及节能脉冲电源等。