《數(shù)控加工工藝與編程》(教學(xué)資源)第四章試題及答案

1、第四章試題及答案什么叫做電火花加工 ?答：電火花加工又稱放電加工 Electrical Discharge Machining 簡(jiǎn)稱 EDM ，電火花加工是利用電腐蝕原理， 對(duì)工件進(jìn)行加工的一種工藝方法。 它既可以加工一般材料的工件， 也可以加工用傳統(tǒng)的切削方法難以加工的各種高熔點(diǎn)、 高硬度、 高韌性的金屬材料以及精度要求高的工件，因此特別適合模具零件的加工。電火花加工形式很多，其中以電火花成形加工和電火花線切割加工應(yīng)用最為廣泛。電火花成形加工主要用于形狀復(fù)雜的型腔、 凸模、 凹模的加工， 電火花切割加工主要用于沖模、擠壓模的加工。電火花線切割機(jī)床是采用電極絲鉬絲、鎢鉬絲等作為工具電極，在脈沖

2、電源作用下， 在工具電極和加工工件之間形成火花放電， 火花通道瞬間產(chǎn)生大量的熱， 使得工件外表熔化甚至汽化。線切割機(jī)床通過(guò)X-Y 拖板和 U-V 拖板的運(yùn)動(dòng)，使得電極絲沿著預(yù)定的軌跡運(yùn)動(dòng)，從而到達(dá)加工工件的目的。電火花加工的根本原理是什么?答： 加工時(shí)工具電極和工件分別接脈沖電源的兩極， 并浸入工作液中或?qū)⒐ぷ饕撼淙敕烹婇g隙。通過(guò)間隙自動(dòng)控制系統(tǒng)控制工具電極向工件進(jìn)給，當(dāng)兩電極間的間隙到達(dá)一定距離時(shí)，兩電極上施加的脈沖電壓將工作液擊穿， 產(chǎn)生火花放電。 在放電的微細(xì)通道中瞬時(shí)集中大量的熱能， 溫度可高達(dá)1 萬(wàn)攝氏度以上, 壓力也有急劇變化， 從而使這一點(diǎn)工作外表局部微量的金屬材料立刻熔化、 氣

3、化， 并爆炸式地飛濺到工作液中 , 迅速冷凝 , 形成固體的金屬微粒， 被工作液帶走， 這時(shí)在工件外表上便留下一個(gè)微小的凹坑痕跡， 放電短暫停歇， 兩電極間工作液恢復(fù)絕緣狀態(tài)。緊接著，下一個(gè)脈沖電壓又在兩電極相對(duì)接近的另一點(diǎn)處擊穿 , 產(chǎn)生火花放電，重復(fù)上述過(guò)程。這樣, 雖然每個(gè)脈沖放電蝕除的金屬量極少，但因每秒有成千上萬(wàn)次脈沖放電作用， 就能蝕除較多的金屬， 具有一定的生產(chǎn)率。 在保持工具電極與工件之間恒定放電間隙的條件下， 一邊蝕除工件金屬 , 一邊使工具電極不斷地向工件進(jìn)給, 最后便加工出與工具電極形狀相對(duì)應(yīng)的形狀。電火花加工具有哪些憂缺點(diǎn)?答： 1 電火花加工時(shí)，由于不是靠刀具的機(jī)械方

4、法去除金屬， 加工時(shí)無(wú)任何機(jī)械力的作用， 因此可以用來(lái)加工小孔、窄槽及各種復(fù)雜形狀的型孔和型腔。2由于電脈沖參數(shù)可以任意調(diào)節(jié)，故在同一臺(tái)機(jī)床上可對(duì)零件進(jìn)行粗、中、 精加工及連續(xù)加工，節(jié)省了設(shè)備，提高了效率。3電火花加工是直接用電能加工，故便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)中的自動(dòng)控制及加工自動(dòng)化。4電火花加工時(shí)是利用局部高溫蝕除金屬，任何硬、脆的金屬材料都無(wú)法抵抗這種高溫，只要能導(dǎo)電，就能進(jìn)行加工，因此，它能加工淬硬模具，并不會(huì)產(chǎn)生過(guò)多變形。5經(jīng)過(guò)電火花加工后的零件精度高，外表粗糙度可達(dá) Ra1.25科網(wǎng)此，利用電火花加工后的零件，稍加修正后即可裝配使用。6型腔的加工余量一般較大，尤其是在不預(yù)加工的情況下，蝕除的金

5、屬量更多，因此，對(duì)電源的要求是：降低損耗和提高生產(chǎn)率。7型腔屬于盲孔加工，其電蝕產(chǎn)物的排出較為困難，尤其是深型腔加工時(shí)更甚，因此，在工藝上必須采用沖油或抽油式來(lái)實(shí)現(xiàn)排屑。8由于型腔的形狀多較復(fù)雜，電極損耗引起其尺寸的變化會(huì)直接影響型腔的精度，因此要求電極的損耗越小越好。4電火花加工般應(yīng)用在什么場(chǎng)合下?答：線切割主要應(yīng)用于加工各種形狀復(fù)雜和精密細(xì)小的工件， 例如沖裁模的凸模、 凹模、凸凹模、 固定板、 卸料板等， 成形刀具、 樣板、 電火花成型加工用的金屬電極， 各種微細(xì)孔槽、窄縫、任意曲線等，具有加工余量小、加工精度高、生產(chǎn)周期短、制造本錢(qián)低等突出優(yōu)點(diǎn)，已在生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用， 目前國(guó)內(nèi)外的

6、電火花線切割機(jī)床已占電加工機(jī)床總數(shù)的 60% 以 上。5 電火花加工時(shí)需要滿足哪些根本條件?答： 1工具電極和工件電極之間必須維持合理的距離。在該距離范圍內(nèi)，既可以滿足脈沖電壓不斷擊穿介質(zhì)， 產(chǎn)生火花放電， 又可以適應(yīng)在火花通道熄滅后介質(zhì)消電離以及排出蝕除產(chǎn)物的要求。假設(shè)兩電極距離過(guò)大， 那么脈沖電壓不能擊穿介質(zhì)、 不能產(chǎn)生火花放電， 假設(shè)兩電極短路，那么在兩電極間沒(méi)有脈沖能量消耗，也不可能實(shí)現(xiàn)電腐蝕加工。2兩電極之間必須充入介質(zhì)。在進(jìn)行材料電火花尺寸加工時(shí)，兩極間為液體介質(zhì)專用工作液或工業(yè)煤油；在進(jìn)行材料電火花外表強(qiáng)化時(shí)，兩極間為氣體介質(zhì)。3 輸送到兩電極間的脈沖能量密度應(yīng)足夠大。 在火花通

7、道形成后， 脈沖電壓變化不大，因此， 通道的電流密度可以表征通道的能量密度。 能量密度足夠大， 才可以使被加工材料局部熔化或汽化，從而在被加工材料外表形成一個(gè)腐蝕痕凹坑，實(shí)現(xiàn)電火花加工。因而，通道一般必須有105-106A/cm2 電流密度。放電通道必須具有足夠大的峰值電流，通道才可以在脈沖期間得到維持。一般情況下，維持通道的峰值電流不小于2A 。4放電必須是短時(shí)間的脈沖放電。放電持續(xù)時(shí)間一般為10-7-10-3s 。由于放電時(shí)間短，使放電時(shí)產(chǎn)生的熱能來(lái)不及在被加工材料內(nèi)部擴(kuò)散， 從而把能量作用局限在很小范圍內(nèi)， 保 持火花放電的冷極特性。5脈沖放電需重復(fù)屢次進(jìn)行，并且屢次脈沖放電在時(shí)間上和空

8、間上是分散的。這里包含兩個(gè)方面的意義： 其一時(shí)間上相鄰的兩個(gè)脈沖不在同一點(diǎn)上形成通道； 其二， 假設(shè)在一定時(shí)間范圍內(nèi)脈沖放電集中發(fā)生在某一區(qū)域， 那么在另一段時(shí)間內(nèi)， 脈沖放電應(yīng)轉(zhuǎn)移到另一區(qū)域。只有如此，才能防止積炭現(xiàn)象，進(jìn)而防止發(fā)生電弧和局部燒傷。6脈沖放電后的電蝕產(chǎn)物能及時(shí)排放至放電間隙之外，使重復(fù)性放電順利進(jìn)行。在電火花加工的生產(chǎn)實(shí)際中， 上述過(guò)程通過(guò)兩個(gè)途徑完成。 一方面， 火花放電以及電腐蝕過(guò)程本身具備將蝕除產(chǎn)物排離的固有特性； 蝕除物以外的其余放電產(chǎn)物 如介質(zhì)的汽化物 亦可以促進(jìn)上述過(guò)程；另一方面，還必須利用一些人為的輔助工藝措施，例如工作液的循環(huán)過(guò)濾，加工中采用的沖、抽油措施等等

9、。6 說(shuō)說(shuō)在什么情況下需要加工穿絲孔?為什么?答：凹形類封閉形工件在切割前必須具有穿絲孔，以保證工件的完整性，這是顯而易見(jiàn)的。凸形類工件雖然可以不需要穿絲孔， 直接從工件外緣切入， 但這樣的話， 坯件材料在切斷時(shí)，會(huì)破壞材料內(nèi)部應(yīng)力的平衡狀態(tài)而造成材料的變形，影響加工精度，嚴(yán)重時(shí)甚至造成夾絲、斷絲。當(dāng)采用穿絲孔時(shí)，可以使工件坯件保持完整，從而減少變形所造成的誤差。7電火花線切割加工的主要工藝指標(biāo)有哪些？影響外表粗糙度的主要因素有哪些?答： 在線切割加工過(guò)程中， 加工參數(shù)的選擇對(duì)加工工件的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用， 本書(shū)以試訓(xùn)中心某一臺(tái)快速走絲線切割機(jī)為例， 講解線切割工藝參數(shù)的選擇。 一般情況下

10、， 初始操作者可以根據(jù)加工參數(shù)選擇的根本規(guī)那么進(jìn)行選擇， 熟練者可以根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)選擇加工條件。線切割加工參數(shù)包括脈沖寬度、 脈沖間隙于脈沖寬度比、 分組脈沖寬度、分組脈沖間隙與脈沖寬度比峰值電流、進(jìn)給速度和運(yùn)絲速度等。影響加工外表粗糙度的幾個(gè)因素： 1 導(dǎo)絲輪及其軸承因磨損而使精度變差； 2電極絲移動(dòng)不平穩(wěn)，有振動(dòng)； 3 電極絲繞得太松，張力不夠；4脈沖電源電參數(shù)選擇不當(dāng)，拉弧現(xiàn)象太多； 5 鉬絲損耗過(guò)大、 變細(xì)了的鉬絲在導(dǎo)輪內(nèi)竄動(dòng)； 6 進(jìn)給速度調(diào)節(jié)不當(dāng)，加工不穩(wěn)定。8 什么叫極性效應(yīng)?在電火花線切割加工中是怎樣應(yīng)用的 ?答：在線切割加工過(guò)程中，不管是正極還是負(fù)極，都會(huì)發(fā)生電蝕，但它們的電

11、蝕程度不同。這種由于正、 負(fù)極性不同而彼此電蝕量不一樣的現(xiàn)象稱為極性效應(yīng)。 實(shí)踐說(shuō)明， 在電火花加工中，當(dāng)采用短脈沖加工時(shí)，正極的蝕除速度大于負(fù)極的蝕除速度；當(dāng)采用長(zhǎng)脈沖加工時(shí)，負(fù)極的蝕除速度大于正極的蝕除速度。由于線切割加工的脈沖寬度較窄，屬于短脈沖加工，所以采用工件接電源的正極， 電極絲接電源的負(fù)極， 這種接法又稱為正極性接法， 反之稱為負(fù)極性接法。 電火花線切割采用正極性接法不僅有利于提高加工速度， 而且有利于減少電極絲的損耗，從而有利于提高加工精度。9.在ISO代碼編程中，常用的數(shù)控功能指令有哪些寫(xiě)出五個(gè)以上？并簡(jiǎn)述其功能。答：G00快速點(diǎn)定位指令、G00直線插補(bǔ)加工指令、G02順時(shí)針

12、圓弧插補(bǔ)指令、G03逆時(shí)針圓 弧插補(bǔ)指令、G40取消電極絲補(bǔ)償、G41電極絲左補(bǔ)償、G42電極絲右補(bǔ)償、G90絕對(duì)坐標(biāo)指 令、G91增量坐標(biāo)指令、G92指定坐標(biāo)原點(diǎn)、M00暫停指令、M02程序結(jié)束、T84啟動(dòng)液泵、 T85關(guān)閉液泵、T86啟動(dòng)運(yùn)絲機(jī)構(gòu)、T87關(guān)閉運(yùn)絲機(jī)構(gòu)。10什么叫放電間隙？它對(duì)線切割加工的工件尺寸有何影響？通常情況下放電間隙取多大？答： 放電間隙是指放電發(fā)生時(shí)電極絲與工件間的距離。 這個(gè)間隙存在于電極絲的周圍， 因此 側(cè)面的間隙會(huì)影響成形尺寸， 確定加工尺寸時(shí)應(yīng)予考慮。 快走絲線切割加工鋼件時(shí)放電間隙一般在0.01mm左右，加工硬質(zhì)合金時(shí)放電間隙在0.005mm左右，加工純銅時(shí)放電間隙在0.02mm 左右。11電火花線切割機(jī)床有哪些常用的功能？答： 1 軌跡控制。加工控制，其中主要包括對(duì)伺服進(jìn)給速度、電源裝置、走絲機(jī)構(gòu)、工作液系統(tǒng)以及其他的機(jī)床操作控制。 此外， 還有斷電保護(hù)、 平安控制及自診斷功能等也是