如今,數控火花機已經得到了廣泛的應用,而搖擺(bǎi)功(gōng)能是數控火花機最重要的功能。搖動對於(yú)減少加工時間和獲得良好的(de)表麵非常有(yǒu)效。但是(shì),並不是(shì)每個工廠都很好的利用了搖一(yī)搖的功能(néng)。主要原因(yīn)是設計師不想用足夠的電極縮(suō)減,擔心太多會降低精度。如果我們對電極還原和抖動有足夠的了解,我(wǒ)們可以使用適當的電極還(hái)原來大大提高加工效率。
1.電極還原
(1)電極還原(yuán)的概念(niàn)。
放電過程中存在火花隙。為此,電極必(bì)須做得比要加工的形狀小。減少(shǎo)的(de)數值稱為電極減少量。
電(diàn)極縮減率R=(空腔尺寸-電極(jí)尺寸)÷2
電極減寸示意圖▲
(2)電極尺(chǐ)寸(cùn)的減小決定了加工速度。
放電能量越大,加工速度越(yuè)快,放電間隙(xì)越大。如果電極壓下量增加,加工速度(去除率)可以提高幾倍。還有一點很重要,粗加工條件(jiàn)不僅速度快而且損耗低(dī)。也就是說,如果電極尺寸減小足夠,則可以使用高效率和低損耗的條(tiáo)件。
電極英(yīng)寸的減少決(jué)定了速度▲
2.如何獲得良好(hǎo)的表麵質量
粗糙的(de)表麵質量非(fēi)常粗(cū)糙,但我們希望在短(duǎn)時間內獲得良好的表麵質量。實現這一目標的最佳方法是使用粗加工條件加工大(dà)部分表麵,然後使(shǐ)用(yòng)精加(jiā)工(gōng)條件加工表麵(miàn)。
此外,為了減少處理時間,應該在適當的時候改變處理條件。例如,如(rú)果你開始粗(cū)加工的最大粗糙度為40μm,最後你想獲得5μm的(de)粗糙度,那麽(me)你必須在粗(cū)加工和精(jīng)加工之間(jiān)有多個階段來改變加(jiā)工條件。
(1)底麵
底部可以通過改變(biàn)條件和設置高度來實現。但由於粗加(jiā)工的放電間隙大於精加工的放電間隙(xì),側表麵無法實現。
底層處理▲
(2)搖動實現側麵加工。
為了加工側麵,電極必須靠近側麵。
以及底部(bù)和側麵處理▲
在(zài)垂直於(yú)加工方向的平麵內的運動稱為搖動,搖動(dòng)的目的是完成側麵加工。
並晃動加工方向(xiàng)▲
3.二維振動對(duì)精(jīng)確度的影響
(1)搖動後的(de)形狀
首先,我們(men)需要知道(dào)搖晃後(hòu)的形狀(zhuàng)。如果(guǒ)把電極(jí)搖成一定的形狀,電極的每一部分都要搖(yáo)成同樣的形(xíng)狀(zhuàng),然後畫出電極的外形,這就(jiù)是成品形狀。該方法適用於任何晃動形狀,是確定加工形狀的有(yǒu)效方法。
有些晃動會導致形(xíng)狀(zhuàng)不準確,但總的來說誤差不是很(hěn)大。我們需要對這些事情有足夠的了解。先說二維形狀的抖動分析。
搖動時,電極的(de)每(měi)個部分都呈現相同的形狀▲
(2)循環搖動
電極(jí)的每(měi)一個尺寸都會比實(shí)際形狀小一點,所以要得到想要的形狀,需要在各個方向上放大(dà)R的(de)尺(chǐ)寸。將一個R向各個方(fāng)向展開,相當於(yú)R在每(měi)一點做圓周運動。下圖說明直線部分沒錯,但是尖角部分不夠。
對於一般(bān)形狀,如下圖所(suǒ)示,電極的(de)英(yīng)寸減少使外圓角半徑變小,而內圓(yuán)角半徑變大。這(zhè)種變形就像圖案偏移一樣。使(shǐ)用圓形搖動後,加工的形狀是(shì)正確的。如果使用CNC或線切割作(zuò)為電極,並使用偏移量來確定電極減少量,則圓形搖動將形成(chéng)沒有尖角的正確形狀。
另外很重要的一點是:循環抖動。這是標準的搖法,沒有過切(qiē)。如果不太了解搖號,建議選擇(zé)搖號(hào)方式。
(3)方形搖動
對於電火花加工來說,拐角加工是最重要的加工之一。如果腔體本身是正(zhèng)方形或者長方形,如下圖,正方形晃動比圓形晃動好。在這一點上,方形平移的處(chù)理效率高於圓形(xíng)平移。
但是如(rú)果對(duì)一般的(de)形狀用方搖,就有問題了。舉個例(lì)子,如下圖所示,如果用正方形晃動,對(duì)角區域(yù)會切得太(tài)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▲
4.三維晃動對精度的(de)影響
三維晃動對尺寸的影響,對於X-Y平麵(miàn)可以參考二維Y-Z或Z-X平麵。
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(lái)說,上下晃動值是恒定的(這種方法稱為“底(dǐ)部簡單造型”)。如果X-Y平麵循環平移,則X-Z或Y-Z平麵與正方形平麵相同。這意味著底(dǐ)部半徑和(hé)底部坡度是相同的。一般由於R的加(jiā)工偏置,底部半徑和斜率會變小。如果使(shǐ)用底部形(xíng)狀(zhuàng)簡(jiǎn)單的電(diàn)極,底部的尖角會被過度切割。過切值應根據電極R的比值來確定..正因如此,粗加工容(róng)易出現過切。
對於3D電極,如果要使用簡單底部形狀的模(mó)式,那麽電極的底部(bù)拐角半徑和(hé)斜(xié)率必須與最(zuì)終形狀一致。
(2)底部形狀(zhuàng)複雜
如上圖所示,你很難確定某些電極的底部半(bàn)徑,或者有時電極底部不平整。這些電極不可能做到如上所(suǒ)述。“底部形狀複雜”(球麵平移)的(de)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。在這一側(z-x或y-z平麵),看起來像是圓形平移。沒有(yǒu)過度切割的區域。如果使用大電極,這種方法也適用於粗加工。
畫
簡單底形和複雜底形▲
5.結(jié)論
①適當的R,越(yuè)大越好,可以大大減少加(jiā)工時間。
②基本上應該用圓來搖,因為它各個方向的R值都(dōu)一樣,圓搖是(shì)最安全的方式。
③選擇方抖會造成尖角和斜邊處的過切,隻適合矩(jǔ)形。
④簡單形狀的二維晃(huǎng)動,采用(yòng)圓形晃動,其X-Y平麵為圓形,但(dàn)X-Z和Y-Z為方(fāng)形晃動,所以對於底(dǐ)部複雜(zá)形狀也會(huì)產生過切。
⑤基於圓形晃動最安全的原則,使用三(sān)維球形晃動,在各個方向都是圓(yuán)形晃動,所以在三個維度都是安(ān)全的。
⑥對(duì)精度要求高的複(fù)雜型腔,必須選用(yòng)三(sān)維球麵(miàn)搖(yáo)動;對於大多數電火花加工,一般二維圓周(zhōu)平移就(jiù)能滿足要求,比三維(wéi)球麵晃動更容易獲得良好的光滑度和高效率。
文章出處:精密(mì)加工 CNC數控精密電火花機床http://www.xjssy.cn/cn/info_15.aspx?itemid=683
