异型特微细孔电火花加工机床研究
Time:2023-11-18 03:18:10
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异型特微细孔电火花加工机床研究
Sg电火花曲面展成加工的研究nbsp;来源：福建泉州华侨大学机电及自动化学院nbsp;作者：刘石安nbsp;【摘nbsp;要】研究数控电火花铣削加工工艺，探索大面积曲面铣削加工方法，加工路径直接由通用模具设计软件生成，电极损耗补偿按加工路径均匀递增补偿法计算。【关键词】电火花加工；电火花铣削加工；电极补偿http://www.suzhou-mould.com/tech_detail.asp?keyno=83电火花成形是模具型腔加工的主要方式，其加工质量关键之一是电极的制造，由于粗、中、精加工时的放电间隙不同，电极尺寸也应不同，因此需制作多个电极才能最终满足加工精度的要求。特别是型腔加工面积较大时，有时还必须使用分割电极加工法，依次完成型腔各个部分的加工。由此使电极制作成本增高。分割电极加工时，型腔表面还会产生接缝以及电极二次装夹重复定位精度问题，这些都会影响电火花成形加工的质量。随着数控技术的发展，模具型腔加工有了新的工艺方法——数控电火花铣削加工，即用简单电极展成复杂型面。数控电火花铣削加工工艺的关键是加工路径的生成和电极损耗的补偿。对此国内外许多电加工学者做了大量深入细致的研究，如研究等损耗分层加工模型以及基于该模型建立加工路径生成的专用CAM软件，研究电极损耗精密检测技术、在线电极补偿等[1~4]。数控电火花铣削工艺可进行修尖角加工、窄缝加工及侧面伺服加工等，但本文更关心的是空间直线伺服进给问题，研究的主要内容集中于空间曲线轨迹加工方向、空间曲面展成加工方向，探索型腔型面的数控电火花铣削加工工艺。本文引用金属切削加工中心的工艺路线，应用通用的模具加工软件UG造型，生成加工路径，并将加工代码编译成具体机床的数控指令。在电极损耗补偿方面，只考虑Z轴方向的补偿，并提出沿电极加工路径、按轨迹路程均匀递增补偿电极损耗的方法。1nbsp;数控电火花铣削加工工艺加工中心的铣削加工工艺已很成熟，故将其引入数控电火花铣削加工工艺中。经过研究和实验，已证实轮廓加工、挖槽加工、沿曲面加工、修边、去残留等加工问题都能用数控电火花铣削加工方法解决，也就是说数控电火花铣削加工中的加工路径生成问题可以用通用模具加工软件解决。值得注意的是电火花铣削加工并不等同金属切削加工，由于放电间隙和电极损耗的存在，会对型腔尺寸精度产生影响，因此在给数控电火花铣削加工编程时必须注意如下问题：(1)nbsp;加工余量。该参量的最小值要求大于放电间隙，超精加工时加工余量并不为零，且前一道工序要给后一道工序留下余量。(2)nbsp;加工方式。在轮廓加工或挖槽加工时可以选择生成圆弧段程序。而在沿曲面加工时必须选择直线加工方式，包括切入切出程序，即程序段必须是空间微直线段，这也有利于电极损耗补偿计算。(3)nbsp;加工精度。加工精度越高，弦线对空间曲线的逼近度越高，空间微直线段越多，程序越长。实际加工时，粗加工可以选择低一点的精度，以减少程序段数。(4)nbsp;残余波峰高。该参量指刀具横向进给量，其值越小，加工曲面越光顺。该参量也可以用刀具直径的百分比表示。(5)nbsp;电极尺寸。本文要求每次加工编程时输入电极直径的实测值，这样可让电极损耗补偿计算只须放在Z轴方向。(6)nbsp;电参量和电极长度补偿。电参量的选择要参考加工余量，超精加工时要选择正极性加工方式，要用电子的能量去修平放电痕凸起。电极损耗补偿值依工艺经验而定，它与电参量、电极材料对及工作液等相关。电极损耗补偿值均匀插入每个微直线段端点上。数控电火花铣削加工编程路线（图1）按上述6个方面要求设置参量，就可生成粗、中、精加工路径及机床数控指令。加工余量、加工方式、精度、残余波峰高、实际电极尺寸nbsp;零件毛坯nbsp;UG-NXnbsp;刀具路径补偿软件nbsp;电参数nbsp;刀具长度补偿值输入nbsp;电火花数控铣削加工程序nbsp;图1nbsp;数控电火花铣削加工编程路线用模具软件UG设计了一空间曲面，上有“电火花”字样。为体现数控电火花铣削加工能力，将所有工序全部采用数控电火花铣削加工方案。粗加工用ф14mm电极，按挖槽采用分层加工，横向进刀为电极直径的80％；中精加工用ф8mm和ф4mm的端电极，按矢量、沿曲面方式加工，横向进刀分别为电极直径的8％和2.5％。图2为中精加工刀具路径。电极ф8mm，E293nbsp;电极ф4mm，
微细电火花加工小孔的工艺
按工具电极和工件相对运动的方式和用途的不同,大致可分为电火花穿孔成形加工、电火花线切割、电火花磨削和镗磨、电火花同步共轭回转加工、电火花高速小孔加工、电火花表面强化与刻字六大类。前五类属电火花成形、尺寸加工，是用于改变零件形状或尺寸的加工方法；后者则属表面加工方法，用于改善或改变零件表面性质。以上以电火花穿孔成形加工和电火花线切割应用最为广泛。下表所列为总的分类情况及各类加工方法的主要特点和用途。 电火花加工工艺方法分类 类别 工艺方法 特点 用途 备注 1 电火花穿孔成形加工 (1)、工具和工件间主要只有一个相对的伺服进给运动 (2)、工具为成形电极、与被加工表面有相同的截面和相应的形状 3.穿孔加工：加工各种冲模、挤压模、粉末冶金模、各种异形孔及微孔等 4.型腔加工：加工各类型腔模及各种复杂的型腔零件 2 电火花线切割加工 (1)、工具电极为顺电极丝轴线垂直移动着的线状电极 (2)、工具与工件在两个水平方向同时有相对伺服进给运动 3、切割各种冲模和具有直纹面的零件 4 、下料、截割和窄缝加工 3 电火花内孔、外圆和成形磨削 1、工具与工件有相对的旋转运动 2、工具与工件间有径向和轴向的进给运动 3、加工高精度、表面粗糙度值小的小孔，如拉丝模、挤压模、微型轴承内环、钻套等 4、加工外圆、小模数滚刀等 4 电火花同步共轭回转加工 1、成形工具与工件均作旋转运动，但二者角速度相等或成整数倍，相对应接近的放电点 可有切向相对运动速度 2、工具相对工件可作纵、横向进给运动 3.以同步回转、展成回转、倍角速度回转等不同方式，加工各种复杂型面的零件，如高精度的异形齿轮，精密螺纹环规，高精度、高对称度、表面粗糙度值小的内、外回转体表面等 5 电火花高速小孔加工 1、采用细管（>Φ0.3mm）电极，管内冲入高压水基工作液 2、细管电极旋转 3、穿孔速度很高（30～60mm/min） 5、线切割穿丝预孔 6、深径比很大的小孔，如喷嘴等 6 电火花表面强化、刻字 1、工具在工件表面上振动，在空气中放火花 2、工具相对工件移动 3、模具刃口，刀、量具刃口表面强化和镀覆 4、电火花刻字、打印记
电火花加工异形孔
电火花加工效率低加工时间长。只适合加工异形孔和非直孔。这些孔是不能用钻头加工的。可以制作阴极靠模电腐蚀。如果孔具有回转特性也可以编程加工。如果是普通园，直孔。应该使用普通钻床，铣床加工。做孔工艺里有三级钻铰工艺，就是先钻小孔，扩孔，再铰孔。