如今,數控火(huǒ)花機已經得到了廣泛的應用,而搖擺功能(néng)是數控火(huǒ)花機最重要的(de)功(gōng)能。搖動對於減少加工(gōng)時間和獲得良好的表麵非常有效。但是,並不(bú)是每個工廠都很好的利用了搖一搖(yáo)的功能。主(zhǔ)要原因是設計師不想用足夠的電極縮減,擔心太多會降低精度。如果我們對(duì)電極還原(yuán)和抖動有足夠的了解,我們可以使用適(shì)當的電極還原來大大提高加工效率。
1.電極還原
(1)電極還(hái)原的概念。
放電(diàn)過程中存(cún)在火花隙。為此,電極必須(xū)做(zuò)得比要加工(gōng)的形狀小。減少的數值稱為電極減少量。
電極縮減率R=(空腔尺寸-電極尺寸)÷2
電極減寸示意圖▲
(2)電極尺寸的減小決定了加工速(sù)度(dù)。
放電能量越大,加(jiā)工速度越快,放電間(jiān)隙(xì)越大。如果電極(jí)壓下量增加,加工速(sù)度(去除率)可(kě)以提高幾倍。還有一點很重要,粗加工條件不僅(jǐn)速度快而且損(sǔn)耗低。也就是說,如果電極(jí)尺寸減小足夠,則可以使用高效率和低損(sǔn)耗的條件。
電極英寸的減少決(jué)定(dìng)了速度▲
2.如何獲得良(liáng)好(hǎo)的表麵質量
粗糙(cāo)的表麵(miàn)質量非常粗糙,但我們希望在短時間內獲得良好的表麵質(zhì)量。實現這一目標的最佳方法是使用粗加工條件(jiàn)加(jiā)工大部分表麵,然後使用精(jīng)加工條件加工表麵。
此(cǐ)外,為了減少處理時間,應該(gāi)在適當的時候改變處理條件。例如,如果你開始粗加工的最大粗糙度為40μm,最後你想獲得5μm的粗糙度,那麽你必須在粗(cū)加工和精加(jiā)工之間有多個階段來改變加工條(tiáo)件。
(1)底麵
底部可以通過改變條件和設置高度(dù)來實(shí)現。但(dàn)由於粗加(jiā)工的(de)放電間(jiān)隙大於精加工的放電間隙,側表麵無法實現。
底層處理▲
(2)搖動實現側麵(miàn)加工。
為了加工側麵,電(diàn)極必須靠近側麵。
以及底部和側麵處理▲
在(zài)垂直於加工(gōng)方向的平麵內的運動稱為搖動,搖動的目的是完成側麵加工。
並晃動加(jiā)工方(fāng)向▲
3.二維振(zhèn)動對(duì)精確(què)度的影響
(1)搖動後的形狀
首先,我們需要知(zhī)道搖晃(huǎng)後的形狀(zhuàng)。如果把電極搖成一定的形狀,電極的每一(yī)部分都要搖成同樣的形狀(zhuàng),然後畫出電極(jí)的外形,這就是(shì)成品形狀。該方法適用於任(rèn)何晃動形狀,是確定加工形狀的有效方法。
有些晃動會導致(zhì)形狀不(bú)準確,但總的來說誤差不是很大。我們需要(yào)對這些事情(qíng)有足夠的了解。先(xiān)說二維形狀的抖動(dòng)分析。
搖動時,電極的每(měi)個部分都呈現相同的形狀▲
(2)循環搖(yáo)動
電極的每一個尺寸都(dōu)會比實際形狀小一點,所以要得到(dào)想要的形狀,需要(yào)在各個方向上放大R的尺寸。將一(yī)個R向各個(gè)方向展開,相當於R在每一點做(zuò)圓周運動。下圖說明直線部分沒錯,但是尖角部分不夠。
對於一般形狀,如下圖所示,電極的英寸減少使外圓角半徑變小,而內圓角半徑變大(dà)。這種變形就像圖案偏移一樣。使用圓形搖動後,加工的(de)形(xíng)狀是正確的。如果(guǒ)使用CNC或線切(qiē)割作為電(diàn)極,並(bìng)使用偏(piān)移量來確定電極減少(shǎo)量,則圓形搖動將形(xíng)成沒有尖角的正確形狀。
另外(wài)很重要的(de)一點(diǎn)是:循環抖動。這是標準的搖法,沒有過切。如果不太了解搖號,建議選擇搖號方式。
(3)方形搖動
對於電火花加工來說(shuō),拐角(jiǎo)加工是(shì)最(zuì)重要的加工之一。如果腔體本身是正(zhèng)方形或者長方形,如下圖,正方形(xíng)晃動比圓形晃動好。在這一點上,方形平移的處理效率高於圓形(xíng)平移。
但是如果對一般的形狀用(yòng)方搖,就有問題了。舉個例子,如下圖所示,如果用正方形晃動,對角區域會切得太多,最明顯的錯誤就是角度為45度的時候。
帶方形平移的對角線部分過切(qiē)▲
4.三維晃動對精(jīng)度的影(yǐng)響
三維晃動(dòng)對尺寸的影響,對於(yú)X-Y平(píng)麵(miàn)可以參考二維Y-Z或Z-X平(píng)麵。
畫
3D電極▲
(1)底部形狀(zhuàng)簡單
對於一般的數控電火花機床來說,上(shàng)下晃動值是恒定的(這種方法稱(chēng)為(wéi)“底部簡單造型”)。如果X-Y平麵循環平移(yí),則X-Z或Y-Z平麵與正方形平(píng)麵相同。這意味著底(dǐ)部(bù)半徑和(hé)底部坡度是相同的。一般由於R的加工偏置,底部半(bàn)徑和斜率會變(biàn)小。如果使用底部形狀(zhuàng)簡單的(de)電極,底部(bù)的尖角會(huì)被過度切割。過切值(zhí)應根據電極R的(de)比值來確定..正因(yīn)如此,粗加工容(róng)易出現過切。
對於3D電極,如果要使用(yòng)簡單底部(bù)形狀的模(mó)式,那麽電極(jí)的底部拐角半徑和斜(xié)率必須與最終形狀(zhuàng)一致。
(2)底部形狀複雜
如上圖所示(shì),你很難確定某些電極(jí)的底部半(bàn)徑(jìng),或者有時電極底部不(bú)平整。這(zhè)些電極不可能(néng)做到如上所述。“底部形(xíng)狀複雜”(球(qiú)麵(miàn)平移)的三維模型可以解決這個問題。
畫
典型的方式是:底部形狀複雜。在這(zhè)一側(z-x或y-z平麵),看起(qǐ)來像是圓形平移。沒有過度切(qiē)割(gē)的區域。如果使用大電極,這種方法也適用於粗加工。
畫
簡單底形和(hé)複雜底形▲
5.結(jié)論
①適當的R,越大越好,可以大(dà)大減少加工時間。
②基本上應(yīng)該用圓來搖,因為它各個(gè)方向的R值(zhí)都一樣,圓搖(yáo)是最安全的(de)方式。
③選(xuǎn)擇方抖會造成(chéng)尖角(jiǎo)和斜邊處的過切,隻適合矩形。
④簡單形狀的二維晃(huǎng)動,采用圓形(xíng)晃動,其X-Y平麵(miàn)為圓形,但X-Z和Y-Z為方形晃動,所以對(duì)於底部複雜形(xíng)狀也會產生過切。
⑤基於圓形晃動最安全的原則,使(shǐ)用三維球形晃動(dòng),在(zài)各(gè)個方向都是圓形晃動,所以在三個維度都(dōu)是安全的。
⑥對精(jīng)度要求高的複雜型腔,必須選用三維球麵搖(yáo)動;對於大多數電(diàn)火花加工,一般二維圓周平移就能滿足要求,比三維球麵晃動更容易獲得良(liáng)好的光滑度(dù)和高(gāo)效率。
文章出處:精密加工 CNC數控精密電火花機床http://www.dxqiumoji.com/cn/info_15.aspx?itemid=683
