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特種加工

CNC精密電火花機床的搖動加工,該怎么才是正確地使用呢?

時間:2020/12/31 21:44:48   作者:未知   來源:網絡文摘   閱讀:0   評論:0

如今CNC火花機已經廣泛應用,搖動功能是CNC火花機最重要的功能,搖動對于減少加工時間和得到良好的表面是非常有效的。然而并不是每個工廠都把搖動功能用的很好。主要原因是設計者不想使用足夠的電極減寸量,他們擔心太大會降低精度。如果我們對電極減寸量和搖動有足夠的了解,就可以使用適當的電極減寸量,大幅度提高加工效率。

1. 電極減寸量

(1)電極減寸量的概念

放電加工過程中存在火花間隙,因為這個原因,電極必須做得比要加工的形狀小。減小的數值叫做電極減寸量。

電極減寸量R=(型腔尺寸-電極尺寸)÷2

CNC精密電火花機床的搖動加工,你用對了嗎?

電極減寸量示意圖▲

(2)電極減寸量決定了加工速度

放電加工的能量大,加工速度就會快,放電間隙也會大。如果電極減寸量加大,加工速度(去除率)可提高數倍,另外重要的一點是粗加工條件不僅速度快而且損耗小。那也就說明如果電極減寸量足夠的話,可以使用高效而且低損耗的條件。

CNC精密電火花機床的搖動加工,你用對了嗎?

電極減寸量決定了速度▲

2. 如何得到良好的表面質量

粗加工的表面質量很粗糙,但是我們又希望在短時間內得到良好的表面質量。要實現這一目標的最好辦法就是用粗加工條件加工掉大部分,然后再用精加工條件去加工表面。

另外,要減少加工時間,加工條件就要在適當的時間變化。例如,如果你開始粗加工的最大粗糙度是40μm,而最后你要得到粗糙度是5μm,那么你就必須在粗加工和精加工間有多段來改變加工條件。

(1)底部表面

底部表面可以通過改變條件和設置高度來實現。但是側面因為粗加工的的放電間隙比精加工的要大而不能實現。

CNC精密電火花機床的搖動加工,你用對了嗎?

底部加工▲

(2)搖動實現側面加工

要加工側面,電極就必須要接近側面。

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底面和側面加工▲

在垂直于加工方向的平面內的運動就叫做搖動,搖動的目的是完成側面的加工。

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搖動和加工方向▲

3. 二維搖動對精度的影響

(1)搖動后的形狀

首先我們要了解搖動加工后的形狀。如果電極以一定的形狀搖動,電極的每一部分都要以相同的形狀搖動,然后畫出電極的外形狀,該圖形的外部形狀就是精加工后的形狀。該方法可用在任意一種搖動形狀上,這是一種有效的確定加工形狀的方法。

有些搖動會導致不精確的形狀,但是從一般的考慮,錯誤并不是很大。我們要對這些有足夠的了解才行,我們先從兩維形狀的搖動分析開始。

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搖動時電極的每一部分都走同樣的形狀▲

(2)圓形搖動

電極在每個尺寸上都會比實際要的形狀要小一點,所以要得到想要的形狀尺寸就要在各個方向上擴大一個R的尺寸。在各個方向上擴大一個R就相當于每個點都做R的圓形運動。下圖顯示了直線部分是正確的,但是尖角部分卻是不夠的。

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對于一般的形狀,如下圖,電極減寸量使外角半徑小,而內角半徑大,這種變形就像圖形偏置一樣,在使用圓形搖動后,加工形狀就正確了。如果用CNC或線切割做電極且用偏移來確定電極減寸量,圓形搖動做出正確的形狀,沒有尖角。

CNC精密電火花機床的搖動加工,你用對了嗎?

另外重要的一點是:圓形搖動這是標準的搖動方式,沒有過切。如果你不是很了解搖動,那么建議選擇該搖動方式。

(3)方形搖動

對于EDM,角落加工是最重要的加工之一。如果型腔本身是方形或者矩形,如下圖,方形搖動就比圓形搖動好。此時,方形平動比圓形平動的加工效率要高一些。

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但是如果你對于一般的形狀也使用方形搖動就會出現問題。例如下圖,你使用方形搖動,那么斜線區域就會過切,最明顯的錯誤就是45度角的時候。

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使用方形平動斜線部分被過切▲

4. 三維搖動對精度的影響

三維搖動對于尺寸的影響可以參考二維對于X-Y 平面Y-Z 或 Z-X 平面。

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3D的電極▲

(1)底部簡單形狀

對于一般的CNC EDM機器來說,搖動值是從上到下不變的(該方法叫做“底部簡單形狀”)。如果X-Y平面是圓形平動的話,X-Z或Y-Z平面和方形搖動一樣。這意味著底部半徑和底部斜度的是一樣的。通常,因為R的加工偏移原因,底部半徑和斜度會變小。如果你使用底部簡單形狀的電極,底部的尖角就會過切。過切的數值要根據電極R的比例來確定。因為此原因,粗加工容易出現過切。

對于3D的電極,如果你想要使用底部簡單形狀的模式,那么你電極的底部角半徑和斜度的就必須和最終的形狀相一致。

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(2)底部復雜形狀

如上圖,有些電極你很難確定它的底部半徑,或者有時電極底部并不平整。這些電極就不可能像以上所提到的那樣做!暗撞繌碗s形狀”(球形平動)的三維模式可解決這一問題。

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典型的方式是:底部復雜形狀。這在側面(Z ― X 或 Y―Z 平面)看來是和圓形的平動一樣的。沒有過切的區域。如果使用大電極,該方式對于粗加工也是適用的。

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底部形狀簡單和底部形狀復雜▲

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5. 結論

①適當的R,盡可能取大一些,可以大幅度減少加工時間。

②基本上,搖動應該選用圓形,因為它在各個方向上都是一樣的R值, 圓形搖動是最安全的方式。

③選擇方形搖動會在尖角和斜邊部分引起過切,只適合在矩形類形狀。

④簡單形狀的二維搖動,使用圓形搖動,它的X-Y平面是圓形,但X-Z、Y-Z卻是方形搖動,因此對于底部復雜形狀也會產生過切。

⑤基于圓形搖動是最安全的原理,使用三維球形搖動,在各個方向都是圓形搖動,故在3個尺寸都是安全的。

⑥對于高精度要求的復雜型腔一定要選擇三維球形搖動;而對于大多數放電加工,一般選擇二維的圓形平動能夠滿足要求,較三維球形搖動容易獲得好的光潔度與高效率。


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