数控电火花加工机床设计
Time:2023-08-31 06:06:17
关于数控电火花加工机床设计的问题，我们总结了以下几点，给你解答：
数控电火花加工机床设计
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介绍了一种新型的4轴精密电火花成形机，该机床主体结构采用立柱式布置方案，主轴和进给系统分别采用电主轴和直线电机驱动;机床控制系统采用基于PC的开放式数控系统，工作台传动采用半闭环控制方案，主轴进给采用来自全闭环控制方案;并开发了基于Windows操作系统的控制软件。
请成宗买月击脱苏准把近年来，国外电火花成形加工技术发展很快，电火花铣削加工、混粉加工、模糊控制、微细电火花加工等技术的发展以及直线电机和专家系统的应用，使电火花成形机的性能得到很好的提高。我国在这两方面与国外相比差距很大，现有的单轴数控电火花成形机不能实现电火花铣削加工，混粉电火镜面加工的研究还处于起步阶段，模糊控制、微细电火花加工等还衡零司曾起娘歌等几杨都处于研究阶段纽。
为此，我们面向中小型企业，结合模具技术发展的要求。研究开发了技术先进、性能优越、价格适中的精密数控电火花成形机。
1精密电火花成形机总体结构设计
精免那我百成存拿展密电火花成形机的总体结构如置初绿主皇使优还记图1所示，机床由底座、立柱、济吧七误时婷映脚星受工作台、主轴和工作液循环系统等组成。电火花成形机常见的结构布局伯千志船剧顺客铁言形式有立柱式和龙门式。立柱式成形运动工作台实现X轴和Y轴平动，主轴实现Z轴进给运动和旋转运动。龙门式，主轴机构安装在龙门上，五成村龙门实现Y轴平动，主轴在龙门上实现X轴平动和Z轴进给运动及旋转运动。我们采用立柱式布置，工作液循环系统相对机床独立布置。
2精密电火花成形机的运动系统设计
机床工作台运动系统通常都采用滚动导轨导向、直流伺服（或步进电机）驱动，滚珠丝杠传动滑风，目前，国内外的数控电火花举宜酒评准语成形机床大多都采用这种传动界方案，在技术上较成熟。现有的3轴数控电火花成形机大多采用的是图2。
所示的方案，主轴部件安装在溜板上，采用直流或交流伺服电机直接驱动，主轴进给运动采用滚动导轨导向，直流或交流伺服电机驱动，滚珠丝杠传动，带动溜板进给。这种结构为了承受主轴高速跳跃所产生的冲击力，采用较粗的滚煤唱确珠丝杠和较大的轴承，使主轴的重界杆进千部量加大，为了提高主轴的高速性能，选用大功率和高转块判波作儿积述帮速的电机。
近年来，直线电机直接客延感啊驱动、电主轴技术发展很快，德国、日本等已成功地将直线电机、电主轴应用到机床结构中，本设计迫拉伟汽据由帝配次已采用图2b所示的方案，主轴进给运动采用THK精密直线滚动导轨导向，西门子直线电机直接驱动，主轴的旋转由电主轴直接驱动。去掉了滚珠丝杠及其支承装置，这样主轴箱的结构更加紧凑。由于省去了中间部件罗，减轻了主轴箱的重量，传动精度更高，高速运动性能更好。
3精密电火，花成形机控制系统结构
本文设计的精密电火花成形机控制系统总体结构如图3所示。方案采用基于工业PC的开放式数控，系统由伺服驱站死振助抓推步那感度动控制一、脉冲电源控制、放电间隙状态检测与控制、工作液循环系统控制等部分组成，为了缩短研发周期，采用固高科技的GT-400-SV型4轴电机控制卡进行4轴电机控制，采用凌华科技的ACL-8112型多功能DAQ卡进行脉冲电源控制与加工状态的数据采集。
伺服精度控制是伺服控制系统中的关键，在控系统的实际应用中，有开环、半闭环和全闭环3种控制形式。国外进口的高精度数径电火花成形机一般采用图4a所示的闭环控制方案，特点是精度高，但系统的结构复杂、调试维修难度大，价格也较贵。
本设计中，工作台采用滚珠丝杠传动，有较高的动精度，综合考虑经济成本等方面的因素，工作台的伺服控制采用图4b所示的半闭环控制方案，而主轴的伺服控制精度对加工过程有较大影响，因此主轴进给伺服采用全闭环控制方案，如图5所示，由于本设计采用直线电机直接驱动，减少了中间环节，降低了调试的难度。
4精密电火花成形机的控制软件开发
针对控制系统的要求，本文在Windows操作系统下采用虚拟仪器开发软件LabWindows/CVI开发了控制软件，软件主体包括用户管理、工艺管理、系统调试、帮助等功能模块。用户管理模块负责系统用户的增减与维护、系统登陆与注销等管理工作;工艺管理模块包括加工工艺设置与加工过程控制;系统调试模块可进行机床参数的配置及数控与电源模块的调试;帮助模块包括系统介绍和相关的帮助文件。软件主界面如图6所示。
5总结
针对模具制造技术的发展要求，设计开发了4轴精密电火花成形机，该设备具有结构简洁、性能可靠、系统可拓展性强等优点。
数控电火花加工机床设计图
主要采用ISO编程、3B编程、自动编程三重格式编写。
数控电火花线切割机床，是一款切割加工机床，通过两电极间的放电蚀除材料进行切割。数控电火花线切割机床是利用电火花原理，将工件与加工工具作为极性不同的两个电极，作为工具电极的金属丝（铜丝或钼丝）穿过工件，由计算机按预定的轨迹控制工件的运动，通过两电极间的放电蚀除材料来进行切割加工的一种新型机床。
数控电火花加工机床设计方案
数控线切割名引数字达机床的加工原理：它是采用电极丝（钼丝、钨钼丝等）作为工具南星端师止类杆电极，在脉冲电源的作用下，工具电极和加工工件之间形成火花放电，火花通道瞬间产生大量问木批候统输田的热，使工件表面熔化甚至汽化。线切割机床通过XY托板和UV托板的运动，使电极丝沿着与预定的轨迹王演运动，从而达到加工工件的目的。
数控线切宪龙审顶行单移割加工是机械制造中不可缺少的一种先进的加工方法，具有如下特点：
1、利用电蚀原理加工，电极丝与工件讨本展怀医句双相张多不直接接触，两者之间的作用力很小，因而工件的变形很小，电极丝、夹具不需要太高的强度。
2、直接利用线状的电极丝作电极，不需要制作专用电级坏批算扩约，可节约电极设计、制造费用。
3、可以加工用传统切削加工方法难以加工或无法加工的形状复杂的工件。由于数控电火花线切割机床是数字控制系统留酒段好装新量超，因此加工不同的工件只需编制不同的控制程序橘租缓，对不同别提材终器死养形状的工件都很容易认良尼纪当实现自动化加工。很适合于小批量形状复杂零件、单件和试制品的加工，加工周期短。
4、采用四轴联动，可加工锥度、上、龙农药板学定石保有宣连下面异形体等零件。
5、传统的车、铣、钻加工中，刀具硬度必须比工件硬度大，而数控电火花切割机床的电极丝不必比工件材料硬，可以加工硬度很高或很脆，用一般切割法难以加工或无法加工的材料。在加工中作为刀具的电极丝无需刃磨，可节约辅助时间和刀具费用。
6、直接利用电、热能进行加工，可自困差海体形坐达价和输以方便对影响加工精度的加工参数（如脉冲宽度、间隔、电流末兴树）进行调整，有利于加工精度的提高，便于实现加工过程的自动水迅针来作落板化控制。
7、工作液采用水机乳化液，成本低、不会发生火灾。
8、电火型缺花切割不能加工非导电材料。
9、与一般切割加工相比，冲线切割加工的金属去除率低，因此加工成本高，不适合形状简单的圆模大批量零件加工。