如今,數控火花(huā)機已經得到了廣泛(fàn)的應用,而(ér)搖擺(bǎi)功能是數控火花(huā)機最重要的功能。搖動對(duì)於減少加工時間和獲得良好的表麵非常(cháng)有效。但(dàn)是,並不是每個工廠都很好的(de)利用了搖一搖的功能。主要(yào)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。如果我們對電極還原和抖動有足夠的了解,我們可以使用適(shì)當的電極還原(yuán)來大大提高加工效率。
1.電極還原
(1)電極還原的概念。
放電過程(chéng)中存在火花隙。為此,電極必須(xū)做得比要加工的形狀小。減少的數值稱為電極減少(shǎo)量。
電極(jí)縮減率R=(空腔尺寸-電(diàn)極尺寸)÷2
電極減寸示意圖▲
(2)電極尺寸的減小決定了加工(gōng)速度。
放電能量(liàng)越大,加工速度越快,放電間隙越大。如果電極(jí)壓下(xià)量(liàng)增加,加工(gōng)速度(去除率)可以提高幾倍。還有(yǒu)一點很重要,粗加工(gōng)條件不僅速度快而且損耗低。也就是說,如果電極尺寸減小(xiǎo)足夠,則可(kě)以使用高效(xiào)率和低損耗的條件。
電極(jí)英寸(cùn)的減少決定了速度▲
2.如何獲得(dé)良好的表麵質量
粗糙的表麵質量非(fēi)常粗糙,但我們希望在短時間內獲得良好的表麵質量。實現這一目標的(de)最佳方法是使用(yòng)粗加工條件加工大部(bù)分表麵,然後使用精加(jiā)工條件加工表麵。
此外,為了減少處(chù)理時間,應(yīng)該在適當(dāng)的(de)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,那麽你必須在粗加工和精加(jiā)工之間有多個階(jiē)段來改變加(jiā)工條件。
(1)底麵
底(dǐ)部可(kě)以(yǐ)通過改變條(tiáo)件和設置高度(dù)來(lái)實現。但由於粗(cū)加工的(de)放電間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,電極必(bì)須靠近側麵(miàn)。
以及底部和側麵處理▲
在垂直於加工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。
並晃動加工方向▲
3.二維振動對精確度的影響(xiǎng)
(1)搖動(dòng)後的形狀
首先,我們需要知道搖晃後的形狀。如果把電極搖成一定的形狀,電極(jí)的每(měi)一部分(fèn)都要搖成同(tóng)樣的形(xíng)狀(zhuàng),然後畫出電極的外形(xíng),這就是成品形狀(zhuàng)。該方法適用於任何晃動形狀,是確定加工形狀的有效方法。
有些晃(huǎng)動會導致形狀不準確,但總的來說誤差不是很大。我們需要對這(zhè)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(jí)的每個部分(fèn)都(dōu)呈現相同(tóng)的形狀▲
(2)循環搖動
電極的每一個尺寸都會(huì)比實際形狀小一點,所以要得到想要的形狀,需要在各個方向(xiàng)上放大R的尺寸。將一個R向各個方向展開,相當於R在每(měi)一點做圓周運動。下圖(tú)說明直線部分沒錯,但是尖角部分不夠。
對於(yú)一般形狀,如下圖所(suǒ)示,電極的英寸減少使外(wài)圓角(jiǎo)半徑變小,而內圓角半(bàn)徑變大。這種變形就像圖案偏移一樣。使用(yòng)圓形搖(yáo)動後,加工的(de)形狀是正確(què)的。如果(guǒ)使用CNC或(huò)線切割作為電極(jí),並使用偏移量來確(què)定電極減少量,則(zé)圓形(xíng)搖動將形成沒有尖(jiān)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(guò)切。如果不太了解搖號,建議選擇搖號方式。
(3)方形搖(yáo)動
對於電火花加工來說,拐角加工是最重要的加工之一(yī)。如果腔(qiāng)體本身是正方形或者長方形,如下圖,正方形晃動比圓形晃動好。在這一點上,方形平移的處理效率高於圓形平移。
但是如(rú)果對一般的形狀用方搖,就有問(wèn)題了。舉個(gè)例子,如下圖所示,如果用(yòng)正方形晃動,對角區(qū)域會切得太多,最明顯的錯誤就是角(jiǎo)度為45度(dù)的時候。
帶方形(xíng)平移的對角線部分過切▲
4.三維晃動對精度的影響
三維晃動對尺寸的影響,對於X-Y平麵可以參考二維Y-Z或Z-X平麵。
畫
3D電極▲
(1)底部形狀簡單
對於一般的數控電火花機床來說,上下晃動值是恒定的(這種方法稱為“底部簡單造型”)。如果X-Y平麵循環(huán)平移,則X-Z或(huò)Y-Z平麵與正方形平麵相同。這意味著(zhe)底部半徑和底部坡度(dù)是相同的。一(yī)般由於(yú)R的加工偏置,底部(bù)半徑和斜(xié)率會變小。如果使用底部形狀簡單的電極,底部的尖角會被過度(dù)切割。過切值應根據電極R的比(bǐ)值來確定..正因如此,粗(cū)加工容易出現過切。
對於(yú)3D電極,如(rú)果要使用簡(jiǎn)單底部形狀的模式,那麽(me)電(diàn)極的底部拐角半徑和斜率必須與最(zuì)終形狀一致。
(2)底部形狀複雜
如上圖所示,你很難確定某(mǒu)些電極的底部半徑,或者有時電極底(dǐ)部不平整。這些電極不(bú)可(kě)能做到如上所述。“底部形狀複雜”(球麵平移)的三維模型可以解決這個問題。
畫
典型的方式是:底(dǐ)部(bù)形狀複雜。在這一側(z-x或y-z平麵),看起來像是圓形平移。沒有過度(dù)切割的區域。如果使用大電極,這種方(fāng)法也適用於粗加工。
畫(huà)
簡單底形和複雜底形▲
5.結論
①適當的R,越大越好,可以(yǐ)大大減少加工時間。
②基本上應該用圓來搖,因為它各個方向的R值都一樣,圓搖是(shì)最安全的方式。
③選擇方抖會造(zào)成尖角和斜邊處的過切,隻適合矩形。
④簡單形狀的二維晃動,采用圓形(xíng)晃動,其X-Y平麵為圓形,但X-Z和(hé)Y-Z為方形晃(huǎng)動,所以對於底部複雜形狀也會產生過切。
⑤基於圓形晃動最(zuì)安全的原(yuán)則,使用三維球(qiú)形晃動,在(zài)各個方(fāng)向都是圓形晃動,所以在三個維度都是安全的(de)。
⑥對精度要求高的複雜型腔(qiāng),必須選用三維球麵搖動;對於大(dà)多數電火(huǒ)花加工(gōng),一般(bān)二維圓周平移就能(néng)滿足要(yào)求,比(bǐ)三維球麵晃動更容易獲得良好的光(guāng)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.dgszm.com/cn/info_15.aspx?itemid=683
