特種加工14

1、一電火花加工、電火花線切割加工的特點(diǎn)1共同特點(diǎn)(1)二者的加工原理相同，都是通過電火花放電產(chǎn)生的熱來熔解去除金屬的，所以二者加工材料的難易與材料的硬度無關(guān)，加工中不存在顯著的機(jī)械切削力。(2)二者的加工機(jī)理、生產(chǎn)率、表面粗糙度等工藝規(guī)律基本相似，可以加工硬質(zhì)合金等一切導(dǎo)電材料。(3)最小角部半徑有限制。電火花加工中最小角部半徑為加工間隙，線切割加工中最小角部半徑為電極絲的半徑加上加工間隙。從應(yīng)用角度看，電火花加工可以加工通孔、盲孔，特別

2、適宜加工形狀復(fù)雜的塑料模具等零件的型腔以及刻文字、花紋等(如圖25(a)所示)；而線切割加工只能加工通孔，能方便地加工出小孔、形狀復(fù)雜的窄縫及各種形狀復(fù)雜的零件電火花加工機(jī)床按其大小可分為小型(D7125以下)、中型(D7125～D7163)和大型(D7163以上)；按數(shù)控程度分為非數(shù)控、單軸數(shù)控和三軸數(shù)控。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，國外已經(jīng)大批生產(chǎn)三坐標(biāo)數(shù)控電火花機(jī)床，以及帶有工具電極庫、能按程序自動更換電極的電火花加工中心，我國的大部分電

3、加工機(jī)床廠現(xiàn)在也正開始研制生產(chǎn)三坐標(biāo)數(shù)控電火花加工機(jī)床。電火花加工機(jī)床主要由機(jī)床本體、脈沖電源、自動進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)、工作液過濾和循環(huán)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等部分組成電火花加工時(shí)粗加工的電火花放電間隙比中加工的放電間隙要大，而中加工的電火花放電間隙比精加工的放電間隙又要大一些。當(dāng)用一個(gè)電極進(jìn)行粗加工時(shí)，將工件的大部分余量蝕除掉后，其底面和側(cè)壁四周的表面粗糙度很差，為了將其修光，就得轉(zhuǎn)換規(guī)準(zhǔn)逐擋進(jìn)行修整。但由于中、精加工規(guī)準(zhǔn)的放電間隙比粗加工規(guī)準(zhǔn)的放

4、電間隙小，若不采取措施則四周側(cè)壁就無法修光了。平動頭就是為解決修光側(cè)壁和提高其尺寸精度而設(shè)計(jì)的。平動頭是一個(gè)使裝在其上的電極能產(chǎn)生向外機(jī)械補(bǔ)償動作的工藝附件。當(dāng)用單電極加工型腔時(shí)，使用平動頭可以補(bǔ)償上一個(gè)加工規(guī)準(zhǔn)和下一個(gè)加工規(guī)準(zhǔn)之間的放電間隙差。平動頭的動作原理是：利用偏心機(jī)構(gòu)將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過平動軌跡保持機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化成電極上每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都能圍繞其原始位置在水平面內(nèi)作平面小圓周運(yùn)動，許多小圓的外包絡(luò)線面積就形成加工橫截面積，如圖27所示

5、，其中每個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動軌跡的半徑就稱為平動量，其大小可以由零逐漸調(diào)大，以補(bǔ)償粗、中、精加工的電火花放電間隙δ之差，從而達(dá)到修光型腔的目的。與一般電火花加工工藝相比較，采用平動頭電火花加工有如下特點(diǎn)：(1)可以通過改變軌跡半徑來調(diào)整電極的作用尺寸，因此尺寸加工不再受放電間隙的限制。(2)用同一尺寸的工具電極，通過軌跡半徑的改變，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換電規(guī)準(zhǔn)的修整，即采用一個(gè)電極就能由粗至精直接加工出一副型腔。(3)在加工過程中，工具電極的軸線與工件的軸

6、線相偏移，除了電極處于放電區(qū)域的部分外，工具電極與工件的間隙都大于放電間隙，實(shí)際上減小了同時(shí)放電的面積，這有利于電蝕產(chǎn)物的排除，提高加工穩(wěn)定性。(4)工具電極移動方式的改變，可使加工的表面粗糙度大有改善，特別是底平面處(1)有較廣的速度調(diào)節(jié)跟蹤范圍。(2)有足夠的靈敏度和快速性。(3)有較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力9有效脈沖頻率fe(HZ)有效脈沖頻率是單位時(shí)間內(nèi)在放電間隙上發(fā)生有效放電的次數(shù)，又稱工作脈沖頻率。10脈沖利用率λ脈沖利用率λ

7、是有效脈沖頻率fe與脈沖頻率fp之比，又稱頻率比，即亦即單位時(shí)間內(nèi)有效火花脈沖個(gè)數(shù)與該單位時(shí)間內(nèi)的總脈沖個(gè)數(shù)之比。11脈寬系數(shù)τ脈寬系數(shù)是脈沖寬度ti與脈沖周期tp之比，12占空比ψ占空比是脈沖寬度ti與脈沖間隔to之比，ψ=tito。粗加工時(shí)占空比一般較大，精加工時(shí)占空比應(yīng)較小，否則放電間隙來不及消電離恢復(fù)絕緣，容易引起電弧放電。13開路電壓或峰值電壓(V)開路電壓是間隙開路和間隙擊穿之前td時(shí)間內(nèi)電極間的最高電壓(見圖32)。一般晶

8、體管方波脈沖電源的峰值電壓=60～80V，高低壓復(fù)合脈沖電源的高壓峰值電壓為175～300V。峰值電壓高時(shí)，放電間隙大，生產(chǎn)率高，但成形復(fù)制精度較差。14火花維持電壓火花維持電壓是每次火花擊穿后，在放電間隙上火花放電時(shí)的維持電壓，一般在25V左右，但它實(shí)際是一個(gè)高頻振蕩的電壓(見圖32)。15加工電壓或間隙平均電壓U(V)加工電壓或間隙平均電壓是指加工時(shí)電壓表上指示的放電間隙兩端的平均電壓，它是多個(gè)開路電壓、火花放電維持電壓、短路和脈沖

9、間隔等電壓的平均值。16加工電流I(A)加工電流是加工時(shí)電流表上指示的流過放電間隙的平均電流。精加工時(shí)小，粗加工時(shí)大，間隙偏開路時(shí)小，間隙合理或偏短路時(shí)則大。17短路電流Is(A)短路電流是放電間隙短路時(shí)電流表上指示的平均電流。它比正常加工時(shí)的平均電流要大20%～40%。18峰值電流(A)峰值電流是間隙火花放電時(shí)脈沖電流的最大值(瞬時(shí))，在日本、英國、美國常用Ip表示(見圖32)。雖然峰值電流不易測量，但它是影響加工速度、表面質(zhì)量等的重

10、要參數(shù)。在設(shè)計(jì)制造脈沖電源時(shí)，每一功率放大管的峰值電流時(shí)預(yù)先計(jì)算好的，選擇峰值電流實(shí)際是選擇幾個(gè)功率管進(jìn)行加工。19短路峰值電流(A)短路峰值電流是間隙短路時(shí)脈沖電流的最大值(見圖32)，它比峰值電流要大20％～40％，與短路電流Is相差一個(gè)脈寬系數(shù)的倍數(shù)，即3)短路(短路脈沖)放電間隙直接短路，這是由于伺服進(jìn)給系統(tǒng)瞬時(shí)進(jìn)給過多或放電間隙中有電蝕產(chǎn)物搭接所致。間隙短路時(shí)電流較大，但間隙兩端的電壓很小，沒有蝕除加工作用。4)電弧放電(穩(wěn)定