Sg电极ф8mm,E293 电极ф4mm,E250 (a)中加工 (b)中精加工 电极ф4mm,E250 电极ф4mm,E200 (c)中精加工 (d)精加工 图2 电火花中、精铣削加工刀具路径 在图2d中左下角有一块粉红色的残留区域(在曲面曲率较大凹处),该区域端刀无法深入,因此在精加工之后还需要再用ф4mm指状R刀电极进行最后的光整和去残留加工。 另外,在同一加工余量条件下,工艺上还要求生成反向刀具路径,进行反向铣削加工,消除前一道工序正向加工时因电极损耗而产生的阶梯波浪面,以提高表面形状精度。 2 电极损耗补偿对策 2.1 电极损耗的影响 在数控电火花铣削加工过程中,放电一般发生在电极端部前沿尖角处,电流密度较大,放电集中度高,存在着较严重的电极损耗现象。在加工的开始阶段,工件材料去除量较大;在加工的末尾阶段,工件材料去除量最小,因此实际加工面是一个“斜坡面”,如图3A表面所示。在A表面与B表面之间是本道工序的未加工区。显而易见,电极损耗影响加工精度。 电极补偿过量面C 无电极损耗理想加工面B 没有补偿的加工面A h1当前层厚度 h2下一层厚度 图3 电极损耗补偿控制参考面 2.2 电极损耗补偿的目的 一方面可控制每一层铣削加工的尺寸及形状精度,另一方面还可给下一层铣削加工减少加工余量累计负担。电极损耗补偿值的给定应按不过度补偿为原则,即其值应小于本层加工量与下一层加工余量之和。 2.3 电极损耗补偿计算的方法 沿曲面铣削加工时按直线方式生成加工路径,所有程序段都是空间微直线段,假设在加工路径相对较长的条件下,电极损耗沿路程均匀分布,其补偿值沿轨迹,按路程均匀递增补偿到每段空间直线终点上,那么电极损耗补偿值在第i程序段的值为: △i=(△/∑Lk)·(∑j=0→iLj) 式中:△i为第i程序段的电极损耗补偿值;△为当前层铣削加工电极损耗预估值;∑Lk为当前层总的加工路径长;∑j=0→iLj为电极在第i程序段已走过的加工路径长。 △值与电参数和加工路径长度有关,主要用于电火花中、精加工;超精加工时其值设为零。 △i值用于第i程序段的电极损耗Z轴方向的补偿值,是用离线补偿计算法得到的。 3 电火花曲面铣削加工工艺实验 工艺实验在RobForm30三轴数控电火花成形机上进行,用UG软件造型、生成加工路径文件,选用专家系统生成的加工余量和电参数,再经电极损耗补偿处理,生成数控电火花铣削加工程序代码。 表1 是实验选用的加工参数。在精加工中去除的工件材料厚0.016mm,而预估电极损耗△取值0.05~0.07mm(实验值),实际的加工路径总长约为45000.00mm,如按理论计算,每100mm长得到0.10~0.16μm的补偿,18000条程序平均每条得到0.0025~0.0038μm的补偿,因此,如果按规格化计算,那么只有刀具加工很长一段距离之后,刀具电极才会作出实际意义上的补偿,真正作出实际意义上补偿的程序段比例很低。 表1 电火花铣削加工参 mm 加工类型 加工余量 电参数 电极补偿 粗加工 粗加工 中加工 中精加工 精加工 超精加工 0.800 E383 0.500 0.400 E373 0.250 0.200 E293 0.100 0.150 E250 0.075 0.134 E220 0.050~0.070 0.122 E200 0 注:电参数采用RobForm30电火花成形机规准。 粗加工时电极补偿视具体情况而定,首先选择补偿方式加工,补偿取值一般小于加工余量,如果电极损耗较大,电极端面圆角过大,此时应更换电极,Z轴重新对零位后,再进行加工。超精加工时只需生成正、反向加工刀具路径,来回打光打抛曲面。实验中还加入了轮廓加工、残余加工、修边,并考虑了加工精度设置、最大微直线段长度设置等内容。 电极制作部分是一个比较重要的环节,故自制了机上修磨装置,依据铣床刀具工具磨原理,设计有“电碰”定位基准,可精确定位,可修整电极圆柱面,也可修整电极端部球面。但由于铜电极在机械力作用下容易变形让刀,因此只成功修整了φ5~8mm指状棒电极。
电火花加工的应用
电火花加工主要用于模具生产中的型孔、型腔加工,已成为模具制造业的主导加工方法,推动了模具行业的技术进步。电火花加工零件的数量在3000件以下时,比模具冲压零件在经济上更加合理。按工艺过程中工具与工件相对运动的特点和用途不同,电火花加工可大体分为:电火花成形加工、电火花线切割加工、电火花磨削加工、电火花展成加工、非金属电火花加工和电火花表面强化等。
(1)电火花成形加工 该方法是通过工具电极相对于工件作进给运动,将工件电极的形状和尺寸复制在工件上,从而加工出所需要的零件。它包括电火花型腔加工和穿孔加工两种。电火花型腔加工主要用于加工各类热锻模、压铸模、挤压模、塑料模和胶木膜的型腔。电火花穿孔加工主要用于型孔(圆孔、方孔、多边形孔、异形孔)、曲线孔(弯孔、螺旋孔)、小孔和微孔的加工。近年来,为了解决小孔加工中电极截面小、易变形、孔的深径比大、排屑困难等问题,在电火花穿孔加工中发展了高速小孔加工,取得良好的社会经济效益。
(2)电火花线切割加工 该方法是利用移动的细金属丝作工具电极,按预定的轨迹进行脉冲放电切割。按金属丝电极移动的速度大小分为高速走丝和低速走丝线切割。我国普通采用高速走丝线切割,近年来正在发展低速走丝线切割,高速走丝时,金属丝电极是直径为φ0.02~φ0.3mm的高强度钼丝,往复运动速度为8~10m/s。低速走丝时,多采用铜丝,线电极以小于0.2m/s的速度作单方向低速运动。线切割时,电极丝不断移动,其损耗很小,因而加工精度较高。其平均加工精度可达0.0lmm,大大高于电火花成形加工。表面粗糙度Ra值可达1.6或更小。
会装夹工件,校准,画图(简单,二维的)就行,加工时就设置电参数(电流大小,脉冲宽度,脉间比),丝速(高运丝,低运丝),加工速度等。建议你最好先找找你要操作机床的说明书,很有用。
目前在油泵油嘴行业中,传统的油嘴加工,多数依靠个人技能所决定的手工操作,产品质量不稳定,生产效率低,劳动强度大,废品率高。 本系统是对一种电火花机床设计的,采用负极放电方式即采用黄铜对工件的放电达到队流神美印线参威吧减呢加工目的。通过试验得到黄铜对来自工件的耗损比值,用程序控制所需要的加工深度,加工出来的油嘴座面完全符合要求,提高了加工速度,保证了加工精度,完全取代了传统的风磨加工。 2设计思想 根据油嘴加工工艺及加工工件的参数,由步进电机驱动电极移动,要准确地自动实时面又铁才特云容确对委采样,,改变步进电机的工作频率,以控制步进电机的进给量,为了符合油嘴的座面要求,在加工过程中,根据试验得到的耗损比值,利用查表法编程方法来对电极进行实时修正,这是控制砂轮电机完成的。根据不同的粗坯工件的加工深度,采提取相应的频率以及控制运行的步数。其工序顺序控制逻辑包括:
(1)快速趋进:为了提高工作效率,在工件安装好后,步进电机必须快英热事宪富语快杂照歌向速趋进被加工工件的表面。
(2)快速退回:当加工完千预置的加工量后,步进电机必须退回到初始位置。
(3)粗磨:对于加工尺寸大的毛坯,为了提高工作效率,可选择单独志境县台向进行粗加工,粗加工时,步进电机以粗磨速度进给,同时通过改变必放电电压,切换放电电容,控制放电火花,放电快,提高加工速度。
(4)精磨:当加工尺寸较小,为了保证座面的角度和光洁度,采用精磨的方式我,精磨时,放电火花小,加工电压低,这也是通过软件控制继电器切换加工电压和放电电容实现。
(5)粗精磨:本系统可进行粗精磨加工一次完成。在开始加工时采离孙生行阳织地用粗磨,当加工到一定范围以内(如3丝),系统自动转换为加工,这样既提高了加工速度,又保证了精度和光洁度。系统在两种加工方式下能控制火花放电量。 我们选用三相拍步进电机(45BF3)作为电极的进给驱动部件。被控制的步进电机有正转(进刀)、反转(退刀穿下黑粒几劳么始晚)和停转三种基本工作方式,正反转又各有不同的运行频率(即进刀或退刀速度)要求,进刀、退刀速度是根据软件进行调整的。当步进电机三相绕组按A→AB→B→BC→C→CA→A的顺序得电,就可实现正转,反之,若按A→AC→C→BC→B→AB→A的顺序得电,就可实陆挥现反转,若输出状态始终保持不变,电机也就停止了运行,利用8031的P1口的P1.0、P1.1、P1.2控制电机的三相绕组,达到控制其运行方式。 在加工过程中,同时要控制加工电压、切换放电电容,当修复加工电极时,要切换工件、电机的电压。这些都是软件来控制各个继电器按一定的时序的开、闭实现。 3系统硬件设计 置互刑军 本系统硬件由四个部分组成,即由8031单片机、2764EPROM以及74LS373组成的基本系统,驱动电路、采声约析到样电路和显示与键少照日德级晶定杂打员含盘扫描电路。这里主要介绍基本系统及驱诉每阻对味始误阿小动电路。 3.1基本系统 系统设立了5位显示器和7个按键,显示器分别显示加工的模式状态、设置值、加工剩余量,七个按键说固世千松并元早分别为:启动、复位、暂停、十位置数位、个位置数位、置数功能键、加工模式选择,当置数按键起作用后,可给十位和个数置数,加工模式选择可选择粗磨、粗精磨加工方式。在软件中将1~99丝的加工量根据一定的转换关系转换成相应的数据存入一个表中,在加工时根据不同的加工量取相应的表中的数据即可。 用串行输入、并行输出移位寄存器74LSl64连接LED显示器与键盘。系统原理图如图1所示。 3.2驱动电路 驱动电路图如图2所示。 程序控制803巴井费变几1P1口输出数据,通过74LS07驱动器使步进电机正、反转,考虑到本系统在加工过程中高低频辐射及现场电网波动引起的干扰,因此采用光电隔离,如图2所示。 当P1.0输出为高电平,则74LS07第1脚输出为低电平,此时光耦二极管导通,发光三极管也即导通,三极管T也导通,使绕组受到24V的激励,反之则光隔离,绕组不受电压激励。二极管D1起保护作用发光二极管D2指示电机的每相的工作状态,也为维修带来方便,同样可用程序控制P1口其它位输出。74LS373也可以作为继电器的控制或为以后扩展控制作用。 4系统软件框图 框图如图3所示,系统上电复位后,从8000H单元开始执行程序。首先进行系统初始化,然后进行显示调用和键扫描及按键处理。当按置数键后,可对十位、个位调整设置相应的加工步数,按启动键后,系统启动定时器中断,进入加工状态,加工完成后,显示其状态并退刀,电极退回到原位。 根据步进电机正反转的控制状态,确定出相应的控制字,然后存入一个表中,在程序中根据加工的状态取相应的控制字输出。步进电机的步进步数也是根据步进电机的步进当量和电极的耗损系统来确定相应的控制参数,将1~99丝的控制数存入一表中,在加工时与表中相应的单元进行比较。而步进电机转速的快慢,可以通过改变定时常数来实现速度的调整。 在设计软件过程还加进了干扰自动保护措施。在程序运行时,利用8031的定时器跟踪程序,当程序正常时,定时器不断得到复位,若由于干扰使程序出错,定时器便能够使程序返回到出错点,从而使程序继续运行。