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數控電火花加工在模具製(zhì)造中得(dé)到了廣泛的應用。平動(dòng)功能是數控(kòng)電火花加工最重要的功能,它對提高加工效率、獲(huò)得良好的表麵效果非常有效。然而並不是每個(gè)工廠都(dōu)把平動功能用的很好,主要原因是設計者不想使用足夠的電極減(jiǎn)寸量(火花位),他們擔心太大會降低精(jīng)度。如果我們對電極減寸量和搖動有(yǒu)足夠的了解,就應該根據情(qíng)況使用合(hé)適的電極減(jiǎn)寸量。
01電極減寸量(火花(huā)位) 1)電極減寸量的概念
放電加(jiā)工過程中(zhōng)存在火花間(jiān)隙,因為這(zhè)個原因,電極必須做得比要加工的形狀小(xiǎo)。減(jiǎn)小的數值叫做電極減寸量(liàng)。
電極減寸量(liàng)R=(型腔尺寸(cùn)-電極尺寸)÷2
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(sù)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(wài)重要的一點是粗(cū)加工條件不僅速(sù)度快而且(qiě)損耗小。那也就說明如果電極減寸量足夠的話(huà),可以使用高效而且低損耗的條件。 電極減寸量決定了速度(dù) 02如何得到良好的表麵質量
粗加工得到的表麵比較粗糙,但是我們又希望在短(duǎn)時間內得到良好的表麵質(zhì)量(liàng)。要實現這一目標的最好辦法就是用粗加(jiā)工條件加工掉大部分,然後再用精加工條件去加工表麵。
另(lìng)外(wài),要減少加工時間,加工(gōng)條件就要在適當的時(shí)間變化。例如,如果你開始粗加工的最大粗糙度是Ra5.0μm,而你最終要得到粗糙度是Ra0.8μm,那就必須在粗加工和精加工間有多個加工條件來過渡。
1)底部表麵
底部表(biǎo)麵可以通過改變條件和設置高度來實現。但是側麵因為(wéi)粗加工的(de)的放電間(jiān)隙比精加工的要大而(ér)不能實現。
底部加工
2)平動實現側麵加工
要(yào)加工側麵,電極就必須要接近側麵。
底麵和(hé)側麵(miàn)加工 在垂直於加工(gōng)方向的平麵內(nèi)的運動(dòng)就叫做平動(搖動),平動的目的是完成(chéng)側麵的加工。
平動和加工方向(xiàng)
03二維平動對精度的影(yǐng)響
1)平動後的形狀
首先我們要了解平(píng)動加工後的形狀。如果電極以一定的形狀平動,電極的每一部分(fèn)都要以相同的(de)形狀平動,然後畫出電(diàn)極的外形狀,該圖形(xíng)的外部形狀就是精加工(gōng)後的形(xíng)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(gōng)形狀的方法。
有(yǒu)些平動會導致不(bú)精確的形(xíng)狀,但(dàn)是從一般的考慮,錯誤並不是很大。我們要對這些有足夠的(de)了(le)解才行,我們先從兩維形(xíng)狀的平動分析(xī)開始。
平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(xíng)狀要小一點,所以要得到想要的形狀尺寸就要在各個方(fāng)向上擴大(dà)一(yī)個R的尺寸。在各(gè)個方向上擴大一(yī)個R就相當於每個點(diǎn)都做R的(de)圓形運動。下圖(tú)顯示了直線部分是正確的,但是尖(jiān)角部分卻是不夠的。
對於(yú)一般的形狀,如(rú)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(tú)形偏置一樣,在使用圓形搖動後,加工形狀就正確了。如果用CNC或線切(qiē)割做電極且用偏移來(lái)確定電極減寸量,圓形平動做出正確的形狀,沒有尖角。
另外重要的一點是(shì):圓形平動這是標準的平(píng)動方式,沒有過切(qiē)。如果你不是很了解(jiě)平動,那(nà)麽建(jiàn)議選擇該平動方式。
3)方形平動
對於EDM,角落加工是最重要的(de)加工之一。如果型腔本身是方形或(huò)者矩形,如下圖,方形搖動就比圓形(xíng)搖動好。此時(shí),方形平動比圓形平動的加工效率要高一些。
但是(shì)如果你對(duì)於一般的形狀也使用方形搖動就會出現問題。例如下(xià)圖,你(nǐ)使用方形平動,那麽斜(xié)線區域就會過切,最明顯的錯誤就是45度角的時候。
使用方形平動斜線部分(fèn)被過切(qiē)
04三維搖(yáo)平動對精度的(de)影響(球形平動)
三維平動對於尺寸的影響可以參(cān)考二維對(duì)於X-Y 平麵Y-Z 或 Z-X 平麵。
3D電極加工
1)底部簡單形狀
對(duì)於一般的CNC EDM機(jī)器(qì)來說,平動值是從(cóng)上到下不變的(該方法叫做“底部簡單形狀”)。如果(guǒ)X-Y平麵(miàn)是圓(yuán)形平動的話,X-Z或Y-Z平麵(miàn)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(de)。通常,因為(wéi)R的加工偏移原因,底部半(bàn)徑和斜度會變小(xiǎo)。如果你使用底部簡(jiǎn)單(dān)形狀的(de)電極,底部的尖角(jiǎo)就會過切。過切的數值(zhí)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。
對於3D的(de)電極,如果(guǒ)你想要使用(yòng)底部簡單形(xíng)狀的模式,那麽你電極的底部角(jiǎo)半徑和斜度的就必須和最終(zhōng)的形狀相(xiàng)一致。
2)底部複雜形狀
如上圖,有些電極你很難(nán)確定它的底部半徑,或者有時電極底部並不平整。這些電極就不(bú)可(kě)能像以上所提到的那樣做。“底部複雜形狀(zhuàng)”(球形平動)的三維模(mó)式可解決這一問題。
典型的方式是:底部複雜形狀。這在側麵(Z ― X 或 Y―Z 平麵)看(kàn)來(lái)是和圓形的平(píng)動一樣的。沒(méi)有過(guò)切(qiē)的區域。如果使用(yòng)大電(diàn)極,該方式對於粗加工也是適用的。
底部形狀簡單(dān)和底部形狀複雜
05關於平動功能的結論
1)適當(dāng)的平動量,盡可能取大一些,可以大幅度(dù)減少加工時間。
2)基本上,平動應(yīng)該選用圓形,因為它在(zài)各個方向上都是一樣的R值, 圓形平動是最安(ān)全的方式。
3)對於複雜的型腔,選(xuǎn)擇方(fāng)形平動會在尖角和斜邊部分引起過切;方(fāng)形平動隻適合(hé)在矩形(xíng)類形狀。
4)簡單形狀的二維(wéi)平動,使用圓(yuán)形(xíng)平動,它(tā)的X-Y平麵(miàn)是圓形,但X-Z、Y-Z卻是方形平動,因此對於底部複雜(zá)形狀也會(huì)產生過切。
5)基於圓形平動是最安全的原理,使用三維球形搖動(dòng),在各個方向都是圓形平動,故在3個尺寸都是安全的(de)。
6)對於高精度要求的複雜型腔一定要選擇三維球形搖動;而對於大(dà)多數放電加工,一(yī)般選擇二維(wéi)的圓形平動能夠滿足(zú)要求,較三維球形平動容易獲得好的光潔度與高效率。