放電加工機的選用：電壓、介電液、機台結構與軸數的選擇

在選擇放電加工機時，了解其關鍵影響因素和各種應用是至關重要的。本文將從電壓設定、介電液選用、機台機構差異、可同動加工的軸數等方面進行深入探討，幫助您挑選出最適合的放電加工設備。

1. 放電加工的電壓設定

電壓是放電加工中的關鍵變數，高電壓和低電壓各有其優缺點。通常設計兩個並聯且加成的放電迴路：一個是點火用小電流放電迴路（點火電壓），另一個是加工用大電流放電迴路（加工電壓）。

• 雕模放電加工：角隅的精密度至關重要，通常使用低電壓（80V~100V)作為加工電壓，輔以高電壓(120V~330V)作為點火電壓以提升加工效率。雕模放電加工機在加工過程中，需要確保電極的消耗最低，以達到高精度的角隅效果。低電壓有助於減少電極的磨損，但會降低加工效率，因此需要高電壓輔助點火來提高整體效率。
• 線切割放電加工：重點在切割速度和工件去除率，通常使用高電壓（220V）作為加工電壓，並以低電壓（80V~120V）輔助做點火電壓以縮小放電間隙，提高加工熱效率。線切割放電加工機的設計目標是最大化材料的去除率，同時保持切割精度。高電壓有助於快速切割材料，而低電壓點火則有助於控制放電間隙，使加工熱量更有效地融化工件。
• 細孔放電加工：和線切割機相似，注重鑽孔速度，通常只關注穿孔速度而忽略表面粗糙度，因此電壓和電流的段數或解析度較差。

2. 介電液的選用：去離子水 vs 放電加工油

介電液在放電加工中起著至關重要的作用，它能夠影響加工效率、精度以及工件的表面粗糙度。常用的介電液主要有去離子水和放電加工油，每種都有其獨特的優缺點和應用場景。

• 去離子水：

  • 優點：加工速度快。由於水的導電性相對較高，因此可以實現更快的材料去除速度，適合用於需要高效率的加工應用。
  • 缺點：工件加工後容易氧化，加工間隙大，角隅的精密度差，也容易導致工件表面氧化。
  • 應用：一般線切割放電加工機使用去離子水。

• 放電加工油：

  • 優點：放電間隙小，角隅的精密度優，工件加工後不易氧化。
  • 缺點：加工速度慢。由於油的導電性較低，加工速度相對較慢，適合需要高精度和高表面質量的應用。
  • 應用：一般雕模放電加工機使用放電加工油，如德國Oelheld的放電加工油。Sodick也推出了使用放電加工油的線切割機，可提升加工精度。這些加工機注重加工精度和工件表面的最終質量，因此選擇放電加工油作為介電液。

3. 機台機構的選用

放電加工機的機構設計直接影響其加工精度、穩定性。不同結構的機台適用於不同的加工需求和應用場景。

• C型結構：

  • 優點：加工主軸固定不動，剛性最佳。由於主軸不會移動，整個機台的剛性非常高，適合小型模具的加工應用。
  • 缺點：由於需要移動加工槽，加工槽工件的重量和加工液會影響X/Y軸的移動精度，適合加工範圍較小的工件。

• 牛頭式結構：

  • 優點：移動軸在電極上方，工件的載重量大於C型結構。這種設計可以承載更重的工件，適合大型工件的加工。
  • 缺點：Y軸移動到負方向的極限端時，會因重心移位造成Z軸下墜，一般會犧牲部分行程來提高精密度。

• 動柱式結構：

  • 優點：移動軸在電極上方，克服牛頭式結構的重心移位問題，這種設計有效解決了重心移位問題，提供更穩定的加工環境。
  • 缺點：佔用空間較大。由於結構設計的需要，這類機台通常佔用較大的空間。

• 龍門式結構：

  • 優點：由兩個動柱式結構組成，可負載更重的電極。這種設計可以承載更大、更重的電極。
  • 缺點：成本高，佔地空間大。由於結構複雜，製造成本較高，佔地面積也較大，適合大型模具加工使用。

4. 雕模放電加工機同動加工軸數選用

放電加工機的可同動加工軸數直接影響其加工能力和靈活性。不同軸數的機台適用於不同複雜度的加工需求。

• 傳統型雕模放電加工機：單軸無法擴孔，側邊的面粗糙度無法細修，這類機台適合簡單的加工需求。
• 一般的CNC EDM：3軸加工，可以應付大部分的加工需求，這類機台提供了基本的靈活性和加工能力。
• 4軸的放電加工機：多了螺旋轉進加工以及轉印加工功能，多了C軸電極可自動轉角度再加工。
• 5軸以上的放電加工機：主要用於路徑加工並搭配目標點的擴孔加工，這類機台提供了最高的靈活性和精度，適合處理最複雜和精細的加工任務。

結論

選擇適合的放電加工設備需要考慮多方面的因素，包括電壓設定、介電液的選用、機台機構的設計以及可同動加工的軸數。了解這些關鍵影響因素，將有助於您做出更明智的決策，選擇最適合的放電加工機，滿足不同的加工需求。

希望本文能夠為您提供有價值的信息，幫助您在放電加工設備的選擇過程中做出最佳決策。如果您有任何進一步的問題或需要更多的建議，請隨時與我們聯繫。我們致力於為您提供最專業的支持和服務，幫助您在放電加工領域取得成功。