如今,数控火花机已经得到了广泛的应用,而摇摆功能是数控火花机最重要的功能。摇动对于减少加工时间和获得良好的表面非常有效。但是,并不是每个工厂都很好的利用了摇一摇的功能。主要原因是设计师不想用足够的电极缩减,担心太多会降低精度。如果我们对电极还原和抖动有足够的了解,我们可以使用适当的电极还原来大大提高加工效率。
1.电极还原
(1)电极还原的概念。
放电过程中存在火花隙。为此,电极必须做得比要加工的形状小。减少的数值称为电极减少量。
电极缩减率R=(空腔尺寸-电极尺寸)÷2
电极减寸示意图▲
(2)电极尺寸的减小决定了加工速度。
放电能量越大,加工速度越快,放电间隙越大。如果电极压下量增加,加工速度(去除率)可以提高几倍。还有一点很重要,粗加工条件不仅速度快而且损耗低。也就是说,如果电极尺寸减小足够,则可以使用高效率和低损耗的条件。
电极英寸的减少决定了速度▲
2.如何获得良好的表面质量
粗糙的表面质量非常粗糙,但我们希望在短时间内获得良好的表面质量。实现这一目标的最佳方法是使用粗加工条件加工大部分表面,然后使用精加工条件加工表面。
此外,为了减少处理时间,应该在适当的时候改变处理条件。例如,如果你开始粗加工的最大粗糙度为40μm,最后你想获得5μm的粗糙度,那么你必须在粗加工和精加工之间有多个阶段来改变加工条件。
(1)底面
底部可以通过改变条件和设置高度来实现。但由于粗加工的放电间隙大于精加工的放电间隙,侧表面无法实现。
底层处理▲
(2)摇动实现侧面加工。
为了加工侧面,电极必须靠近侧面。
以及底部和侧面处理▲
在垂直于加工方向的平面内的运动称为摇动,摇动的目的是完成侧面加工。
并晃动加工方向▲
3.二维振动对精确度的影响
(1)摇动后的形状
首先,我们需要知道摇晃后的形状。如果把电极摇成一定的形状,电极的每一部分都要摇成同样的形状,然后画出电极的外形,这就是成品形状。该方法适用于任何晃动形状,是确定加工形状的有效方法。
有些晃动会导致形状不准确,但总的来说误差不是很大。我们需要对这些事情有足够的了解。先说二维形状的抖动分析。
摇动时,电极的每个部分都呈现相同的形状▲
(2)循环摇动
电极的每一个尺寸都会比实际形状小一点,所以要得到想要的形状,需要在各个方向上放大R的尺寸。将一个R向各个方向展开,相当于R在每一点做圆周运动。下图说明直线部分没错,但是尖角部分不够。
对于一般形状,如下图所示,电极的英寸减少使外圆角半径变小,而内圆角半径变大。这种变形就像图案偏移一样。使用圆形摇动后,加工的形状是正确的。如果使用CNC或线切割作为电极,并使用偏移量来确定电极减少量,则圆形摇动将形成没有尖角的正确形状。
另外很重要的一点是:循环抖动。这是标准的摇法,没有过切。如果不太了解摇号,建议选择摇号方式。
(3)方形摇动
对于电火花加工来说,拐角加工是最重要的加工之一。如果腔体本身是正方形或者长方形,如下图,正方形晃动比圆形晃动好。在这一点上,方形平移的处理效率高于圆形平移。
但是如果对一般的形状用方摇,就有问题了。举个例子,如下图所示,如果用正方形晃动,对角区域会切得太多,最明显的错误就是角度为45度的时候。
带方形平移的对角线部分过切▲
4.三维晃动对精度的影响
三维晃动对尺寸的影响,对于X-Y平面可以参考二维Y-Z或Z-X平面。
画
3D电极▲
(1)底部形状简单
对于一般的数控电火花机床来说,上下晃动值是恒定的(这种方法称为“底部简单造型”)。如果X-Y平面循环平移,则X-Z或Y-Z平面与正方形平面相同。这意味着底部半径和底部坡度是相同的。一般由于R的加工偏置,底部半径和斜率会变小。如果使用底部形状简单的电极,底部的尖角会被过度切割。过切值应根据电极R的比值来确定..正因如此,粗加工容易出现过切。
对于3D电极,如果要使用简单底部形状的模式,那么电极的底部拐角半径和斜率必须与最终形状一致。
(2)底部形状复杂
如上图所示,你很难确定某些电极的底部半径,或者有时电极底部不平整。这些电极不可能做到如上所述。“底部形状复杂”(球面平移)的三维模型可以解决这个问题。
画
典型的方式是:底部形状复杂。在这一侧(z-x或y-z平面),看起来像是圆形平移。没有过度切割的区域。如果使用大电极,这种方法也适用于粗加工。
画
简单底形和复杂底形▲
5.结论
①适当的R,越大越好,可以大大减少加工时间。
②基本上应该用圆来摇,因为它各个方向的R值都一样,圆摇是最安全的方式。
③选择方抖会造成尖角和斜边处的过切,只适合矩形。
④简单形状的二维晃动,采用圆形晃动,其X-Y平面为圆形,但X-Z和Y-Z为方形晃动,所以对于底部复杂形状也会产生过切。
⑤基于圆形晃动最安全的原则,使用三维球形晃动,在各个方向都是圆形晃动,所以在三个维度都是安全的。
⑥对精度要求高的复杂型腔,必须选用三维球面摇动;对于大多数电火花加工,一般二维圆周平移就能满足要求,比三维球面晃动更容易获得良好的光滑度和高效率。
文章出处:精密加工 CNC数控精密电火花机床//chuanchuanjiqi.cn/cn/info_15.aspx?itemid=683