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文檔簡介

第四章電火花加工工藝及實例4.1電火花加工方法4.2電火花加工準備工作4.3加工規(guī)準轉換及加工實例4.4電火花加工中應注意的一些問題習題前面講過,電火花加工是利用火花放電腐蝕金屬的原理,用工具電極對工件進行復制加工的工藝方法。

電火花加工一般按圖4-1所示步驟進行。圖4-1電火花加工的步驟由圖4-1可以看出,電火花加工主要由三部分組成:電火花加工的準備工作、電火花加工、電火花加工檢驗工作。其中電火花加工可以加工通孔和盲孔,前者習慣上稱為電火花穿孔加工,后者習慣上稱為電火花成型加工。它們不僅名稱不同,而且加工工藝方法有著較大的區(qū)別,本章將分別加以介紹。電火花加工的準備工作有電極準備、電極裝夾、工件準備、工件裝夾、電極工件的校正定位等。

4.1電火花加工方法

4.1.1電火花穿孔加工方法

凹模的尺寸精度主要靠工具電極來保證,因此,對工具電極的精度和表面粗糙度都應有一定的要求。如凹模的尺寸為L2,工具電極相應的尺寸為L1(如圖4-2所示),單邊火花間隙值為SL,則

L2=L1+2SL

其中,火花間隙值SL主要取決于脈沖參數(shù)與機床的精度。只要加工規(guī)準選擇恰當,加工穩(wěn)定,火花間隙值SL的波動范圍會很小。因此,只要工具電極的尺寸精確,用它加工出的凹模的尺寸也是比較精確的。圖4-2凹模的電火花加工

1.間接法

間接法是指在模具電火花加工中,凸模與加工凹模用的電極分開制造,首先根據(jù)凹模尺寸設計電極,然后制造電極,進行凹模加工,再根據(jù)間隙要求來配制凸模。圖4-3為間接法加工凹模的過程。圖4-3間接法間接法的優(yōu)點是:

(1)可以自由選擇電極材料,電加工性能好。

(2)因為凸模是根據(jù)凹模另外進行配制,所以凸模和凹模的配合間隙與放電間隙無關。

間接法的缺點是:電極與凸模分開制造,配合間隙難以保證均勻。

2.直接法

直接法適合于加工沖模,是指將凸模長度適當增加,先作為電極加工凹模,然后將端部損耗的部分去除直接成為凸模(具體過程如圖4-4所示)。直接法加工的凹模與凸模的配合間隙靠調節(jié)脈沖參數(shù)、控制火花放電間隙來保證。圖4-4直接法直接法的缺點是:

(1)電極材料不能自由選擇,工具電極和工件都是磁性材料,易產生磁性,電蝕下來的金屬屑可能被吸附在電極放電間隙的磁場中而形成不穩(wěn)定的二次放電,使加工過程很不穩(wěn)定,故電火花加工性能較差。

(2)電極和沖頭連在一起,尺寸較長,磨削時較困難。

3.混合法

混合法也適用于加工沖模,是指將電火花加工性能良好的電極材料與沖頭材料粘結在一起,共同用線切割或磨削成型,然后用電火花性能好的一端作為加工端,將工件反置固定,用“反打正用”的方法實行加工。這種方法不僅可以充分發(fā)揮加工端材料好的電火花加工工藝性能,還可以達到與直接法相同的加工效果(如圖4-5所示)。圖4-5混合法混合法的特點是:

(1)可以自由選擇電極材料,電加工性能好。

(2)無須另外制作電極。

(3)無須修配工作,生產率較高。

(4)電極一定要粘結在沖頭的非刃口端(見圖4-5)。

4.階梯工具電極加工法

(1)無預孔或加工余量較大時,可以將工具電極制作為階梯狀,將工具電極分為兩段,即縮小了尺寸的粗加工段和保持凸模尺寸的精加工段。粗加工時,采用工具電極相對損耗小、加工速度高的電規(guī)準加工,粗加工段加工完成后只剩下較小的加工余量(如圖4-6(a)所示)。精加工段即凸模段,可采用類似于直接法的方法進行加工,以達到凸凹模配合的技術要求(如圖4-6(b)所示)。

(2)在加工小間隙、無間隙的冷沖模具時,配合間隙小于最小的電火花加工放電間隙,用凸模作為精加工段是不能實現(xiàn)加工的,則可將凸模加長后,再加工或腐蝕成階梯狀,使階梯的精加工段與凸模有均勻的尺寸差,通過加工規(guī)準對放電間隙尺寸的控制,使加工后符合凸凹模配合的技術要求(如圖4-6(c)所示)。圖4-6用階梯工具電極加工沖模4.1.2電火花成型加工方法

電火花成型加工和穿孔加工相比有下列特點:

(1)電火花成型加工為盲孔加工,工作液循環(huán)困難,電蝕產物排除條件差。

(2)型腔多由球面、錐面、曲面組成,且在一個型腔內常有各種圓角、凸臺或凹槽,有深有淺,還有各種形狀的曲面相接,輪廓形狀不同,結構復雜。

(3)材料去除量大,表面粗糙度要求嚴格。

(4)加工面積變化大,要求電規(guī)準的調節(jié)范圍相應也大。

根據(jù)電火花成型加工的特點,在實際中通常采用如下方法:

1.單工具電極直接成型法(如圖4-7所示)

單工具電極直接成型法是指采用同一個工具電極完成模具型腔的粗、中及精加工。

對普通的電火花機床,在加工過程中先用無損耗或低損耗電規(guī)準進行粗加工,然后采用平動頭使工具電極做圓周平移運動,按照粗、中、精的順序逐級改變電規(guī)準,進行側面平動修整加工。在加工過程中,借助平動頭逐漸加大工具電極的偏心量,可以補償前后兩個加工電規(guī)準之間放電間隙的差值,這樣就可完成整個型腔的加工。圖4-7單工具電極直接成型法

2.多電極更換法(如圖4-8所示)

對早期的非數(shù)控電火花機床,為了加工出高質量的工件,多采用多電極更換法。

多電極更換法是指根據(jù)一個型腔在粗、中、精加工中放電間隙各不相同的特點,采用幾個不同尺寸的工具電極完成一個型腔的粗、中、精加工。在加工時首先用粗加工電極蝕除大量金屬,然后更換電極進行中、精加工;對于加工精度高的型腔,往往需要較多的電極來精修型腔。圖4-8多電極更換法

3.分解電極加工法(如圖4-9所示)

分解電極加工法是根據(jù)型腔的幾何形狀,把電極分解成主型腔電極和副型腔電極,分別制造。先用主型腔電極加工出主型腔,后用副型腔電極加工尖角、窄縫等部位的副型腔。此方法的優(yōu)點是能根據(jù)主、副型腔不同的加工條件,選擇不同的加工規(guī)準,有利于提高加工速度和改善加工表面質量,同時還可簡化電極制造,便于電極修整。缺點是主型腔和副型腔間的精確定位較難解決。圖4-9分解電極加工法

4.手動側壁修光法

如圖4-10所示,在某型腔粗加工完畢后,采用中加工規(guī)準先將底面修出;然后將工作臺沿X坐標方向右移一個尺寸d,修光型腔左側壁(如圖4-10(a)所示);然后將電極上移,修光型腔后壁(如圖4-10(b)所示);再將電極右移,修光型腔右壁(如圖4-10(c)所示);然后將電極下移,修光型腔前壁(如圖4-10(d)所示);最后將電極左移,修去缺角(如圖4-10(e)所示)。完成這樣一個周期后,型腔的面積擴大。圖4-10側壁輪流修光法示意圖在使用手動側壁修光法時必須注意:

(1)各方向側壁的修整必須同時依次進行,不可先將一個側壁完全修光后,再修光另一個側壁,避免二次放電將已修好的側壁損傷。

(2)在修光一個周期后,應仔細測量型腔尺寸,觀察型腔表面粗糙度,然后決定是否更換電加工規(guī)準,進行下一周期的修光。

4.2電火花加工準備工作

4.2.1電極準備

1.電極材料選擇

由第三章所述,不同的材料做電極對于電火花加工速度、加工質量、電極損耗、加工穩(wěn)定性有重要的影響。

目前常用的電極材料有紫銅(純銅)、黃銅、鋼、石墨、鑄鐵、銀鎢合金、銅鎢合金等。這些材料的性能如表4-1

所示。

1)鑄鐵電極的特點

(1)來源充足,價格低廉,機械加工性能好,便于采用成型磨削,因此電極的尺寸精度、幾何形狀精度及表面粗糙度等都容易保證。

(2)電極損耗和加工穩(wěn)定性均較一般,容易起弧,生產率也不及銅電極。

(3)是一種較常用的電極材料,多用于穿孔加工。

2)鋼電極的特點

(1)來源豐富,價格便宜,具有良好的機械加工性能。

(2)加工穩(wěn)定性較差,電極損耗較大,生產率也較低。

(3)多用于一般的穿孔加工。

3)紫銅(純銅)電極的特點

(1)加工過程中穩(wěn)定性好,生產率高。

(2)精加工時比石墨電極損耗小。

(3)易于加工成精密、微細的花紋,采用精密加工時能達到優(yōu)于1.25μm的表面粗糙度。

(4)因其韌性大,故機械加工性能差,磨削加工困難。

(5)適宜于做電火花成型加工的精加工電極材料。

4)黃銅電極的特點

(1)在加工過程中穩(wěn)定性好,生產率高。

(2)機械加工性能尚好,它可用仿形刨加工,也可用成型磨削加工,但其磨削性能不如鋼和鑄鐵。

(3)電極損耗最大。

5)石墨電極的特點

(1)機加工成型容易,容易修正。

(2)加工穩(wěn)定性能較好,生產率高,在長脈寬、大電流加工時電極損耗小。

(3)機械強度差,尖角處易崩裂。

(4)適用于做電火花成型加工的粗加工電極材料。因為石墨的熱脹系數(shù)小,也可作為穿孔加工的大電極材料。

2.電極設計

電極設計是電火花加工中的關鍵點之一。在設計中,首先要詳細分析產品圖紙,確定電火花加工位置;第二要根據(jù)現(xiàn)有設備、材料、擬采用的加工工藝等具體情況確定電極的結構形式;第三要根據(jù)不同的電極損耗、放電間隙等工藝要求對照型腔尺寸進行縮放,同時要考慮工具電極各部位投入放電加工的先后順序不同,工具電極上各點的總加工時間和損耗不同,同一電極上端角、邊和面上的損耗值不同等因素來適當補償電極。例如,圖4-11是經過損耗預測后對電極尺寸和形狀進行補償修正的示意圖。圖4-11電極補償圖

1)電極的結構形式

電極的結構形式可根據(jù)型孔或型腔的尺寸大小、復雜程度及電極的加工工藝性等來確定。常用的電極結構形式如下:

(1)整體電極。整體電極由一整塊材料制成(如圖4-12(a)所示)。若電極尺寸較大,則在內部設置減輕孔及多個沖油孔(如圖4-12(b)所示)。圖4-12整體電極對于穿孔加工,有時為了提高生產率和加工精度及降低表面粗糙度,常采用階梯式整體電極,即在原有的電極上適當增長,而增長部分的截面尺寸均勻減小,呈階梯形。如圖4-13所示,L1為原有電極的長度,L2為增長部分的長度。階梯電極在電火花加工中的加工原理是先用電極增長部分L2進行粗加工,來蝕除掉大部分金屬,只留下很少余量,然后再用原有的電極進行精加工。階梯電極的優(yōu)點是:粗加工快速蝕除金屬,將精加工的加工余量降低到最小值,提高了生產效率;可減少電極更換的次數(shù),以簡化操作。圖4-13階梯電極

(2)組合電極。組合電極是將若干個小電極組裝在電極固定板上,可一次性同時完成多個成型表面電火花加工的電極。圖4-14所示的加工葉輪的工具電極是由多個小電極組裝而構成的。

采用組合電極加工時,生產率高,各型孔之間的位置精度也較準確。但是對組合電極來說,一定要保證各電極間的定位精度,并且每個電極的軸線要垂直于安裝表面。

(3)鑲拼式電極。鑲拼式電極是將形狀復雜而制造困難的電極分成幾塊來加工,然后再鑲拼成整體的電極。如圖4-15所示,將E字形硅鋼片沖模所用的電極分成三塊,加工完畢后再鑲拼成整體。這樣既可保證電極的制造精度,得到尖銳的凹角,而且簡化了電極的加工,節(jié)約了材料,降低了制造成本。但在制造中應保證各電極分塊之間的位置準確,配合要緊密牢固。圖4-14組合電極圖4-15鑲拼式電極

2)電極的尺寸

電極的尺寸包括垂直尺寸和水平尺寸,它們的公差是型腔相應部分公差的1/2~2/3。

(1)垂直尺寸。電極平行于機床主軸線方向上的尺寸稱為電極的垂直尺寸。電極的垂直尺寸取決于采用的加工方法、加工工件的結構形式、加工深度、電極材料、型孔的復雜程度、裝夾形式、使用次數(shù)、電極定位校直、電極制造工藝等一系列因素。在設計中,綜合考慮上述各種因素后很容易確定電極的垂直尺寸,下面簡單舉例說明。

如圖4-16(a)所示的凹模穿孔加工電極,L1為凹模板挖孔部分長度尺寸,在實際加工中L1部分雖然不需電火花加工,但在設計電極時必須考慮該部分長度;L3為電極加工中端面損耗部分,在設計中也要考慮。如圖4-16(b)所示的電極用來清角,即清除某型腔的角部圓角。加工部分電極較細,受力易變形,由于電極定位、校正的需要,在實際中應適當增加長度L1的部分。

如圖4-16(c)所示的電火花成型加工電極,電極尺寸包括加工一個型腔的有效高度L、加工一個型腔位于另一個型腔中需增加的高度L1、加工結束時電極夾具和夾具或壓板不發(fā)生碰撞而應增加的高度L2等。圖4-16電極垂直尺寸圖

(2)水平尺寸。電極的水平尺寸是指與機床主軸軸線相垂直的橫截面尺寸(如圖4-17所示)。圖4-17電極水平截面尺寸縮放示意圖電極的水平尺寸可用下式確定:

a=A±Kb

式中:a——電極水平方向的尺寸;

A——型腔的水平方向的尺寸;

K——與型腔尺寸標注法有關的系數(shù);

b——電極單邊縮放量,粗加工時,b=δ1+δ2+δ0(注:δ1、δ2、δ0的意義參見圖4-18)。圖4-18電極單邊縮放量原理圖

a=A±Kb中的±號和K值的具體含義如下:

(1)凡圖樣上型腔凸出部分,其相對應的電極凹入部分的尺寸應放大,即用“+”號;反之,凡圖樣上型腔凹入部分,其相對應的電極凸出部分的尺寸應縮小,即用“-”號。

(2)?K值的選擇原則:當圖中型腔尺寸完全標注在邊界上(即相當于直徑方向尺寸或兩邊界都為定形邊界)時,K取2;一端以中心線或非邊界線為基準(即相當于半徑方向尺寸或一端邊界定形另一端邊界定位)時,K取1;對于圖中型腔中心線之間的位置尺寸(即兩邊界為定位尺寸)以及角度值和某些特殊尺寸(如圖4-19中的a1),電極上相對應的尺寸不增不減,K取0。對于圓弧半徑,亦按上述原則確定。圖4-19電極型腔水平尺寸對比圖根據(jù)以上敘述,在圖4-19中,電極尺寸a與型腔尺寸A有如下關系:

a1=A1,a2=A2-2b,a3=A3-b,

a4=A4,a5=A5-b,a6=A6+b

當精加工且精加工的平動量為c時,

b=δ0+c

3)電極的排氣孔和沖油孔

電火花成型加工時,型腔一般均為盲孔,排氣、排屑條件較為困難,這直接影響加工效率與穩(wěn)定性,精加工時還會影響加工表面粗糙度。為改善排氣、排屑條件,大、中型腔加工電極都設計有排氣、沖油孔。一般情況下,開孔的位置應盡量保證沖液均勻和氣體易于排出。電極開孔示意圖如圖4-20所示。圖4-20電極開孔示意圖在實際設計中要注意以下幾點:

(1)為便于排氣,經常將沖油孔或排氣孔上端直徑加大(如圖4-20(a)所示)。

(2)氣孔盡量開在蝕除面積較大以及電極端部凹入的位置(如圖4-20(b)所示)。

(3)沖油孔要盡量開在不易排屑的拐角、窄縫處(如圖4-20(c)不好,圖4-20(d)好)。

(4)排氣孔和沖油孔的直徑約為平動量的1~2倍,一般取1~1.5mm;為便于排氣排屑,常把排氣孔、沖油孔的上端孔徑加大到5~8mm;孔距在20~40mm左右,位置相對錯開,以避免加工表面出現(xiàn)“波紋”。

(5)盡可能避免沖液孔在加工后留下的柱芯(如圖4-20(f)、(g)、(h)較好,圖4-20(e)不好)。

(6)沖油孔的布置需注意沖油要流暢,不可出現(xiàn)無工作液流經的“死區(qū)”。

例4.1

已知某零件如圖4-21(a)所示,現(xiàn)有其毛坯如圖4-21(b)所示,請設計加工該零件的精加工電極。圖4-21電極的設計解(1)結構設計:

該電極共分四個部分(如圖4-21(d)所示),各個部分的作用如下:

1—該部分為直接加工部分。

2—電極細長,為了提高強度,應適當增加電極的直徑。

3—因為電極為細長的圓柱,在實際加工中很難校正電極的垂直度,故增加3部分,其目的是方便電極的校正。另外,由于該電極形狀對稱,為了方便識別方向,特意在本電極的3部分設計了5mm的倒角。

(2)尺寸分析:長度方向尺寸分析:該電極實際加工長度只有5mm,但由于加工部分的位置在型腔的底部,故增加了尺寸(如圖4-21(c)所示)。

橫截面尺寸分析:①該電極加工部分是一錐面,故對電極的橫截面尺寸要求不高;②為了保證電極在放電過程中排屑較好,電極的2部分直徑不能太大。

(3)材料選擇:

由于加工余量少,采用紫銅做電極。

3.電極的制造

1)切削加工

過去常見的切削加工有銑、車、平面和圓柱磨削等方法。隨著數(shù)控技術的發(fā)展,目前經常采用數(shù)控銑床(加工中心)制造電極。數(shù)控銑削加工電極不僅能加工精度高、形狀復雜的電極,而且速度快。石墨材料加工時容易碎裂、粉末飛揚,所以在加工前需將石墨放在工作液中浸泡2~3天,這樣可以有效減少崩角及粉末飛揚。紫銅材料切削較困難,為了達到較好的表面粗糙度,經常在切削加工后進行研磨拋光加工。在用混合法穿孔加工沖模的凹模時,為了縮短電極和凸模的制造周期,保證電極與凸模的輪廓一致,通常采用電極與凸模聯(lián)合成型磨削的方法。這種方法的電極材料大多數(shù)選用鑄鐵和鋼。當電極材料為鑄鐵時,電極與凸模常用環(huán)氧樹脂等材料膠合在一起,如圖4-22所示。對于截面積較小的工件,由于不易粘牢,為了防止在磨削過程中發(fā)生電極或凸模脫落,可采用錫焊或機械方法使電極與凸模連接在一起。當電極材料為鋼時,可把凸模加長些,將其做電極,即把電極和凸模做成一個整體。圖4-22電極與凸模粘結電極與凸模聯(lián)合成型磨削,其共同截面的公稱尺寸應直接按凸模的公稱尺寸進行磨削,公差取凸模公差的1/2~2/3。

當凸、凹模的配合間隙等于放電間隙時,磨削后電極的輪廓尺寸與凸模完全相同;當凸、凹模的配合間隙小于放電間隙時,電極的輪廓尺寸應小于凸模的輪廓尺寸,在生產中可用化學腐蝕法將電極尺寸縮小至設計尺寸;當凸、凹模的配合間隙大于放電間隙時,電極的輪廓尺寸應大于凸模的輪廓尺寸,在生產中可用電鍍法將電極擴大到設計尺寸。

2)線切割加工

圖4-23所示的電極,在用機械加工方法制造時,通常是把電極分成四部分來加工,然后再鑲拼成一個整體,如圖4-23(a)所示。由于分塊加工中產生的誤差及拼合時的接縫間隙和位置精度的影響,使電極產生一定的形狀誤差。如果使用線切割加工機床對電極進行加工,則很容易制作出來,并能很好地保證其精度,如圖4-23(b)所示。圖4-23機械加工與線切割加工

3)電鑄加工

電鑄方法主要用來制作大尺寸電極,特別是在板材沖模領域。使用電鑄制作出來的電極的放電性能特別好。

用電鑄法制造電極,復制精度高,可制作出用機械加工方法難以完成的細微形狀的電極。它特別適合于有復雜形狀和圖案的淺型腔的電火花加工。電鑄法制造電極的缺點是加工周期長,成本較高,電極質地比較疏松,使電加工時的電極損耗較大。4.2.2電極裝夾與校正

1.電極的裝夾

電極在安裝時,一般使用通用夾具或專用夾具直接將電極裝夾在機床主軸的下端。常用裝夾方法有下面幾種:

小型的整體式電極多數(shù)采用通用夾具直接裝夾在機床主軸下端,采用標準套筒、鉆夾頭裝夾(如圖4-24、圖4-25所示);對于尺寸較大的電極,常將電極通過螺紋連接直接裝夾在夾具上(如圖4-26所示)。圖4-24標準套筒形夾具圖4-25鉆夾頭夾具圖4-26螺紋夾頭夾具

圖4-27連接板式夾具鑲拼式電極的裝夾比較復雜,一般先用連接板將幾塊

電極拼接成所需的整體,然后再用機械方法固定(如圖4-27(a)所示);也可用聚氯乙烯醋酸溶液或環(huán)氧樹脂粘合(如圖4-27(b)所示)。在拼接時各結合面需平整密合,然后再將連接板連同電極一起裝夾在電極柄上。當電極采用石墨材料時,應注意以下幾點:

(1)由于石墨較脆,故不宜攻螺孔,因此可用螺栓或壓板將電極固定于連接板上。石墨電極的裝夾如圖4-28所示。圖4-28石墨電極的裝夾

(2)不論是整體的或拼合的電極,都應使石墨壓制時的施壓方向與電火花加工時的進給方向垂直。如圖4-29所示,圖(a)箭頭所示為石墨壓制時的施壓方向,圖(b)為不合理的拼合,圖(c)為合理的拼合。

圖4-29石墨電極的方向性與拼合法

2.電極的校正

電極裝夾好后,必須進行校正才能加工,即不僅要調節(jié)電極與工件基準面垂直,而且需在水平面內調節(jié)、轉動一個角度,使工具電極的截面形狀與將要加工的工件型孔或型腔定位的位置一致。電極的校正主要靠調節(jié)電極夾頭的相應螺釘進行。如圖4-30所示的電極夾頭,部件1為電極旋轉角度調整螺絲;部件2為電極左右水平調整螺絲及鎖定螺帽;部件3為電極前后水平調整螺絲及鎖定螺帽。圖4-30電極夾頭電極裝夾到主軸上后,必須進行校正,一般的校正方

法有:

(1)根據(jù)電極的側基準面,采用千分表找正電極的垂直度(如圖4-31所示)。

(2)電極上無側面基準時(如型腔加工用的較復雜的電極),通常用電極與加工部分相連的端面(如圖4-32所示)為電極校正面,保證電極與工作臺平面垂直。圖4-31用千分表校正電極垂直度圖

圖4-32型腔加工用電極校正

3.快速裝夾夾具

近年來,在電火花加工中為保證極高的重復定位精度,且不降低加工效率,采用了快速裝夾的標準化夾具。目前有瑞士的EROWA和瑞典的3R夾具系統(tǒng)可實現(xiàn)快速精密定位。快速裝夾的標準化夾具的原理是:在制造電極時,將電極與夾具作為一個整體組件,裝在裝備了與數(shù)控電火花機床相同的工藝定位基準附件的加工設備上完成。由于工藝定位基準附件都統(tǒng)一同心,因此電極在制造完成后,可直接取下電極和夾具的組件,裝入數(shù)控電火花機床的基準附件上,不用再校正電極。工藝定位基準附件不僅可以在電火花加工機床上使用,還可以在車床、銑床、磨床、線切割機床等上使用;因而可以實現(xiàn)電極制造和電極使用的一體化,使得電極在不同機床之間轉換時,不必再費時找正。圖4-33所示為EROWA快速夾具系統(tǒng),電極裝夾系統(tǒng)的卡盤通過夾緊插銷與定位片連接,在卡盤外部有兩種相互垂直的基準面。中小型電極可以通過電極夾頭裝夾在定位板上。圖4-34所示為使用3R夾具把基準球裝夾在機床主軸上。在自動裝夾電極中,電極夾頭的快速裝夾與精確定位是依靠安裝在機床主軸上的卡盤(卡盤內有定位的中心孔,四周有多個定位凸爪)來實現(xiàn)的。圖4-33EROWA快速夾具系統(tǒng)圖4-343R夾具4.2.3電極的定位

在電火花加工中,電極與加工工件之間相對定位的準確程度直接決定加工的精度。做好電極的精確定位主要有三方面內容:電極的裝夾與校正、工件的裝夾與校正、電極相對于工件定位。

電極的裝夾與校正前面已詳細討論過,這里不再敘述。電火花加工工件的裝夾與機械切削機床相似,但由于電火花加工中的作用力很小,因此工件更容易裝夾。

在實際生產中,工件常用壓板、磁性吸盤(吸盤中的內六角孔中插入扳手可以調節(jié)磁力的有無,如圖4-35所示)、虎鉗等來固定在機床工作臺上,多數(shù)用百分表來校正(如圖4-36所示),使工件的基準面分別與機床的X、Y軸平行。圖4-35工件的固定圖4-36工件的校正電極相對于工件定位是指將已安裝校正好的電極對準工件上的加工位置,以保證加工的孔或型腔在凹模上的位置精度。習慣上將電極相對于工件的定位過程稱為找正。電極找正與其他數(shù)控機床的定位方法大致形似,讀者可以借鑒參考。目前生產的大多數(shù)電火花機床都有接觸感知功能,通過接觸感知功能能較精確地實現(xiàn)電極相對工件的定位。在第二章介紹ISO代碼的時候曾經舉例說明電極如何定位于工件上一特定點,在這里仍然以工件的分中方法為例說明接觸感知功能找正的具體方法。

利用數(shù)控電火花成型機床的MDI功能手動操作實現(xiàn)電極定位于型腔的中心,具體方法如下(如圖4-37所示):圖4-37找工件中心

(1)將工件型腔、電極表面的毛刺去除干凈,手動移動電極到型腔的中間,執(zhí)行如下指令:

G80X-;

G92G54X0;/一般機床將G54工作坐標系作為默認工作坐標系,故G54可省略

M05G80X+;

M05G82X;/移到X方向的中心

G92X0;

G80Y-;

G92Y0;

M05G80Y+;

M05G82Y;/移到Y方向的中心

G92Y0;

(2)通過上述操作,電極找到了型腔的中心。但考慮到實際操作中由于型腔、電極有毛刺等意外因素的影響,應確認找正是否可靠。方法為:在找到型腔中心后,執(zhí)行如下

指令:

G92G55X0Y0;/將目前找到的中心在G55坐標系內的坐標值也設定為X0Y0

然后再重新執(zhí)行前面的找正指令,找到中心后,觀察G55坐標系內的坐標值。如果與剛才設定的零點相差不多,則認為找正成功;若相差過大,則說明找正有問題,必須接著進行上述步驟,至少保證最后兩次找正位置基本重合。

目前生產的部分電火花成型機床有找中心按鈕,這樣可以避免手動輸入過多的指令,但同樣要多次找正,至少保證最后兩次找正位置基本重合。少數(shù)國外高檔電火花機床的感知靈敏度可以進行設置,如使用一般靈敏度,機器默認每次感知的誤差不能超過5μm。如果超過5μm,則機床自動提示操作者。如機床在執(zhí)行G80X+命令時,機床沿著X軸正方向自動對工件至少進行兩次感知,每次都記下相應的坐標數(shù)據(jù)。如果兩次數(shù)據(jù)相差大于內部設定的值,如5μm,則機床提示操作者,感知不準,需要機床操作者分析判斷原因。4.2.4工件的準備

電火花加工在整個零件的加工中屬于最后一道工序或接近最后一道工序,所以在加工前宜認真準備工件,具體內容如下:

1.工件的預加工

一般來說,機械切削的效率比電火花加工的效率高。所以電火花加工前,盡可能用機械加工的方法去除大部分加工余料,即預加工(如圖4-38所示)。圖4-38預加工示意圖預加工可以節(jié)省電火花粗加工時間,提高總的生產效率,但預加工時要注意:

(1)所留余量要合適,盡量做到余量均勻,否則會影響型腔表面粗糙度和電極不均勻的損耗,破壞型腔的仿型精度。

(2)對一些形狀復雜的型腔,預加工比較困難,可直接進行電火花加工。

(3)在缺少通用夾具的情況下,用常規(guī)夾具在預加工中需要將工件多次裝夾。

(4)預加工后使用的電極上可能有銑削等機加工痕跡(如圖4-39所示),如用這種電極精加工則可能影響到工件的表面粗糙度。

(5)預加工過的工件進行電火花加工時,在起始階段加工穩(wěn)定性可能存在問題。圖4-39預加工后工件表面

2.熱處理

工件在預加工后,便可以進行淬火、回火等熱處理,即熱處理工序盡量安排在電火花加工前面,因為這樣可避免熱處理變形對電火花加工尺寸精度、型腔形狀等的影響。

熱處理安排在電火花加工前也有其缺點,如電火花加工將淬火表層加工掉一部分,影響了熱處理的質量和效果。所以有些型腔模安排在熱處理前進行電火花加工,這樣型腔加工后鉗工拋光容易,并且淬火時的淬透性也較好。4.2.5電蝕產物的排除

1)電極沖油(如圖4-40所示)

在電極上開小孔,并強迫沖油是型腔電加工最常用的方法之一。沖油小孔直徑一般為f0.5~f2mm左右,可以根據(jù)需要開一個或幾個小孔。圖4-40電極沖油

2)工件沖油(如圖4-41所示)

工件沖油是穿孔電加工最常用的方法之一。由于穿孔加工大多在工件上開有預孔,因而具有沖油的條件。型腔加工時如果允許工件加工部位開孔,則也可采用此法。圖4-41工件沖油

3)工件抽油(如圖4-42所示)

工件抽油常用于穿孔加工。由于加工的蝕除物不經過加工區(qū),因而加工斜度很小。抽油時要使放電時產生的氣體(大多是易燃氣體)及時排放,不能積聚在加工區(qū),否則會引起“放炮”?!胺排凇笔菄乐氐氖鹿剩p則工件移位,重則工件炸裂,主軸頭受到嚴重損傷。通常在安放工件的油杯上采取措施,將抽油的部位盡量接近加工位置,將產生的氣體及時抽走。圖4-42工件抽油抽油的排屑效果不如沖油好。

沖油和抽油對電極損耗有影響(如圖4-43所示),尤其是對排屑條件比較敏感的紫銅電極的損耗影響更明顯,所以排屑較好時則不用沖、抽油。圖4-43電極沖、抽油對電極損耗的影響

4)開排氣孔

大型型腔加工時經常在電極上開排氣孔。該方法工藝簡單,雖然排屑效果不如沖油,但對電極損耗影響較小。開排氣孔在粗加工時比較有效,精加工時需采用其他排屑辦法。

5)抬刀

工具電極在加工中邊加工邊抬刀是最常用的排屑方法之一。通過抬刀,電極與工件間的間隙加大,液體流動加快,有助于電蝕產物的快速排除。抬刀有兩種情況:一種是定時的周期抬刀,目前絕大部分電火花機床具備此功能。另一種是自適應抬刀,可以根據(jù)加工的狀態(tài)自動調節(jié)進給的時間和抬起的時間(即抬起高度),使加工正好一直處于正常狀態(tài)。自適應抬刀與自適應沖油一樣,在加工出現(xiàn)不正常時才抬刀,正常加工時則不抬刀。顯然,自適應抬刀對提高加工效率有益,減少了不必要的抬刀。

6)電極的搖動或平動

在采用上述方法實現(xiàn)工作液沖油或抽油強迫循環(huán)中,往往需要在工作臺上裝上油杯(如圖4-44所示),油杯的側壁和底邊上開有沖油和抽油孔。電火花加工時,工作液會分解產生氣體(主要是氫氣)。這種氣體如不及時排出,就會存積在油杯里,若被電火花放電引燃,則將產生放炮現(xiàn)象,造成電極與工件位移,給加工帶來很大麻煩,影響被加工工件的尺寸精度。圖4-44油杯結構圖所以,對油杯的應用要注意以下幾點:

(1)油杯要有合適的高度,能滿足加工較厚工件的電極伸出長度,在結構上應滿足加工型孔的形狀和尺寸要求。油杯的形狀一般有圓形和長方形兩種,都應具備沖、抽油的條件。為防止在油杯頂部積聚氣泡,抽油的抽氣管應緊挨在工件底面。

(2)油杯的剛度和精度要好。根據(jù)加工的實際需要,油杯的兩端面不平度不能超過0.01mm,同時密封性要好,防止有漏油現(xiàn)象。

(3)油杯底部的抽油孔,如底部安裝不方便,可安置在靠底部側面,也可省去抽油抽氣管4和底板5,而直接安置在油杯側面的最上部。

4.3加工規(guī)準轉換及加工實例

4.3.1加工規(guī)準轉換

電火花加工中,在粗加工完成后,再使用其他規(guī)準加工,使工件粗糙度逐步降低,逐步達到加工尺寸。在加工中,規(guī)準的轉換還需要考慮其他因素,如加工中的最大加工電流要根據(jù)不同時期的實際加工面積確定并進行調節(jié),但總體上講有一些共同點。

1.掌握加工余量

這是提高加工質量和縮短加工時間的最重要環(huán)節(jié)。一般來說,分配加工余量要做到事先心中有數(shù),在加工過程中只進行微小的調整。

加工余量的控制,主要從粗糙度和電極損耗兩方面來考慮。在一般型腔低損耗(θ<1%)加工中能達到的各種表面粗糙度與最小加工余量有一定的規(guī)律(如表4-2所示)。在加工中必須使加工余量不小于最小加工余量。若加工余量太小,則最后粗糙度加工不出或者工件達不到規(guī)定的尺寸。

2.粗糙度逐級逼近

電規(guī)準轉換的另一個要點是使粗糙度逐級逼近,非常忌諱粗糙度轉換過大,尤其是要防止在損耗明顯增大的情況下又使粗糙度差別很大。這樣電極損耗的痕跡會直接反映在電極表面上,使最后加工粗糙度變差。

粗糙度逐級逼近是降低粗糙度的一種經濟有效的方法,否則將使加工質量變差,效率變低。低損耗加工時粗糙度轉換可以大一些。轉換規(guī)準的時機是必須把前一電規(guī)準的粗糙表面全部均勻修光并達到一定尺寸后才進行下一電規(guī)準的

加工。

3.尺寸控制

加工尺寸控制也是規(guī)準轉換時應予充分注意的問題之一。一般來說,X、Y平面尺寸的控制比較直觀,并可以在加工過程中隨時進行測量;加工深度的控制比較困難,一般機床只能指示主軸進給的位置,至于實際加工深度還要考慮電極損耗和電火花間隙。因此在一般情況下深度方向都加工至稍微超過規(guī)定尺寸,然后在加工完之后,再將上平面磨去一

部分。

4.損耗控制

在理想的情況下,當然最好是在任何粗糙度時都用低損耗規(guī)準加工,這樣加工質量比較容易控制,但這并不是在所有情況下都能夠辦到的。同時由于低損耗加工的效率比有損耗加工要低,故對于某些要求并不太高而加工余量又很大的工件,其電極損耗的工藝要求可以低一些。有的加工,由于工藝條件或者其他因素,其電極損耗很難控制,因此要采取相應的措施才能完成一定要求的放電加工。在加工中,為了有目的地控制電極損耗,應先了解如下內容:

(1)如果用石墨電極作粗加工,則電極損耗一般可以達到1%以下。

(2)用石墨電極采用粗、中加工規(guī)準加工得到的零件的最小粗糙度Ra能達到3.2μm,但通常只能在6.3μm左右。

(3)若用石墨作電極且加工零件的表面粗糙度Ra<3.2μm,則電極損耗約在15%~50%之間。

(4)不管是粗加工還是精加工,電極角部損耗比上述還要大。粗加工時,電極表面會產生缺陷。

(5)紫銅電極粗加工的電極損耗量也可以低于1%,但加工電流超過30A后,電極表面會產生起皺和開裂現(xiàn)象。

(6)在一般情況下用紫銅作電極采用低損耗加工規(guī)準進行加工,零件的表面粗糙度Ra可以達到3.2μm左右。

(7)紫銅電極的角損耗比石墨電極更大。了解上述情況后,在規(guī)準轉換時控制損耗就比較有把握了。電規(guī)準轉換時對電極損耗的控制最主要的是要掌握低損耗加工轉向有損耗加工的時機,也就是用低損耗規(guī)準加工到什么粗糙度,加工余量多大的時候才用有損耗規(guī)準加工,每個規(guī)準的加工余量取多少才比較適當。石墨電極低損耗加工粗糙度Ra一般達到6.3μm左右,轉向有損耗加工時其加工余量一般控制在0.20mm以下,這樣就可以使總的電極損耗量小于0.20mm。當然形狀不同,加工工藝條件不同,低損耗規(guī)準的要求也不一樣。例如,形狀簡單的型腔的低損耗規(guī)準與窄槽等的低損耗規(guī)準就不一樣,轉換規(guī)準時機也不一樣,前者Ton/Ip值可以小一些,后者則要大一些;前者在損耗值允許時,可以在粗糙度較大的情況下轉換為有損耗加工,后者則為了保證成型精度,應當盡可能用低損耗規(guī)準加工到較小的粗糙度。4.3.2電火花加工條件

與其他加工方法相比,影響電火花加工的因素較多,并且在加工過程中還存在著許多不確定或難以確定的因素。如脈沖電源的極性、脈寬、脈間、電流峰值、電極的放電面積、加工深度、電極縮放量等,這些因素與加工速度、加工精度、電極損耗率等加工效果有著密切的關系。這要求操作者有豐富的經驗知識,才能達到預期的加工效果。由于操作者經驗的不足,往往使設備性能和功能得不到充分的發(fā)揮,造成很大的資源浪費。針對這種情況,機床制造企業(yè)研制了含有工藝知識庫的自動加工系統(tǒng),使操作者可以很簡單地決定出適合不同加工要求的最優(yōu)加工條件,降低操作者對電火花加工參數(shù)的選擇難度。下面以?;請D案的加工(如圖4-45所示)為例說明電火花加工條件的選用方法。圖4-45?;针娀鸹庸ば;請D案型腔表面要求有很好的表面粗糙度,圖案清晰,因此根據(jù)加工該型腔的電火花機床(北京阿奇工業(yè)電子有限公司的SP型)的說明書選用表4-3所示的銅打鋼—最小損耗型參數(shù)表(注:與其他參數(shù)表相比,選用最小損耗型參數(shù)表中的加工條件來進行加工,電極損耗小)。加工條件的選擇方法如下:

(1)確定第一個加工條件。根據(jù)電極要加工部分在工作面的投影面積的大小選擇第一個加工條件。經測量加工?;請D案電極在工作臺面的投影面積約為2.9cm2。根據(jù)表4-3,第一個加工條件選擇C110。選用該條件加工時,型腔底部的表面粗糙度Ra為7.9μm。

(2)由表面粗糙度要求確定最終加工條件。要保證注塑出來的?;請D案清晰,圖案型腔的表面粗糙度要求Ra≤2.0。根據(jù)表4-3,當選用加工條件C105時,型腔的側面表面粗糙度Ra為1.5μm,底面表面粗糙度Ra為1.9μm。

(3)中間條件全選,即加工過程為

C110—C109—C108—C107—C106—C105高壓管數(shù):高壓管數(shù)為0時,兩極間的空載電壓為100V,否則為300V;管數(shù)為0~3時;每個功率管的電流為0.5A。高壓管數(shù)的選擇一般在小面積加工時加工不動或精加工時加工不易打均勻的情況下選用。

電容:即在兩極間回路上增加一個電容,用于非常小的表面或粗糙度要求很高的EDM加工,以增大加工回路間的間隙電壓。極性:放電加工時電極的極性有正極性和負極性兩種。當電極為正時為正極性,電極為負時為負極性。成型機一般采用正極性加工,只有在窄脈寬加工時才采用負極性加工,如銅打鋼超精表面加工,加工硬質合金等硬材料。還有當電極工件倒置時也采用負極性加工。正常情況下如果極性接反,會增大損耗,所以對要求銑電極的地方,要采用負極性

加工。

伺服速度:即伺服反應的靈敏度,其值在0~20之間。其值越大靈敏度越高。所謂的反應靈敏度,指加工時出現(xiàn)不良放電時的抬刀快慢。模式:由兩位十進制數(shù)字構成。00:關閉(OFF),用于排屑狀態(tài)特別好的情況;04:用于深孔加工或排屑狀態(tài)特別困難的情況;08:用于排屑狀態(tài)良好的情況;16:抬刀自適應,當放電狀態(tài)不好時,自動減小兩次抬刀之間的放電時間,這時,抬刀高度(UP)一定要不為零;32:電流自適應控制。例如:用5°的錐形電極加工20mm孔時,模式可以設為:32+4+16=52。

放電間隙:加工條件的火花間隙,為雙邊值。安全間隙:加工條件的安全間隙為雙邊值。一般來說,安全間隙值M包含三部分:放電間隙、粗加工側向表面粗糙度、安全余量(主要考慮溫度影響、表面粗糙度測量誤差)。

另外需要注意的是:如果工件加工后需要拋光,那么在水平尺寸的確定過程中需要考慮拋光余量等再加工余量。在一般情況下加工鋼時,拋光余量為精加工粗糙度Rmax的3倍;加工硬質合金鋼時,拋光余量為精加工粗糙度Rmax的

5倍。

底面Ra:加工條件的底面粗糙度。

側面Ra:加工條件的側面粗糙度。4.3.3加工實例

1.加工準備

1)工件的準備

將工件去除毛刺,除磁去銹。將工件校正,使工件的一邊與機床坐標軸X軸或Y軸平行。

2)電極的準備

(1)電極的設計。在例中,電極材料選用紫銅,電極的結構設計要考慮電極的裝夾與校正。本例電極設計如圖4-46所示。圖4-46電極的設計

(2)尺寸分析。

垂直方向尺寸分析:電極圓形部分用來加工,根據(jù)經驗在加工型腔深度5mm的基礎上需要增加10~20mm。

水平方向尺寸分析:橫截面尺寸最好根據(jù)加工條件確定或根據(jù)經驗值確定(具體可參考本實例的分析與思考)。在沒有實際經驗的情況下根據(jù)加工條件來選定。根據(jù)加工孔的面積A=3.14×1=3.14cm2,若采用標準型參數(shù)表4-4(即兼顧加工效率和電極損耗)選加工條件C131,則理想的電極橫截面尺寸為加工孔的直徑減去安全間隙,即20-0.61=19.39mm。

(3)電極裝夾與校正。根據(jù)電極的裝夾與校正方法將電極裝夾在電極夾頭上,校正電極。

(4)電極的定位。本例電極定位十分精確,電火花加工定位過程如圖4-47所示,通常采用機床的自動找外中心功能實現(xiàn)電極在工件中心的定位。

電極定位時,首先通過目測將電極移到工件的中心正上方約5mm處(如圖4-47(a)所示),將機床的工作坐標清零,然后通過手控盒將電極移到工件的左下方(如圖4-47(b)所示)。電極移到工件左下方的具體數(shù)值可參考:在XY平面上,電極距離工件的側邊距離大約為10~15mm,在XZ平面上,電極低于工件上表面約5~10mm。記下此時機床屏幕上的工件坐標,取整數(shù)分別輸入到機床的找外中心屏幕上的X向行程、Y向行程、下移距離中(如圖4-47(c)所示)。然后將電極移到工件坐標系的零點,即最開始目測的工件中心上方約5mm的地方。最后按照機床的相應說明操作機床,分別在X+、X-、Y+、Y-?四個方向對電極進行感知,并最終將電極定位于工件的中心。圖4-47電極的定位

3)加工條件的選擇

根據(jù)要加工型腔的面積,電極的理想尺寸為f19.39mm,因此電極的設計尺寸為19.38±0.01mm。根據(jù)設計尺寸,實際加工出來的電極的尺寸可能剛好為19.39mm,也可能小于19.39mm,也可能大于19.39mm。下面分別以電極尺寸為19.41mm、19.39mm、19.37mm等為例說明加工條件的

選擇。

(1)電極尺寸為19.41mm。

①電極橫截面尺寸為3.14cm2,根據(jù)表4-4可選擇初始加工條件C131,但采用C131時電極的最大尺寸為f19.39mm(型腔尺寸減去安全間隙:20-0.61?=?19.39)?,F(xiàn)有電極若大于19.39mm,則只能選下一個條件C130為初始加工條件。當選C130為初始加工條件時,電極的最大直徑為20-0.46=19.54mm。現(xiàn)電極尺寸為19.41mm,因此最終選擇初始加工條件為C130。②根據(jù)型腔加工的最終表面粗糙度為2.0μm,由表4-4選擇最終加工條件C125,因此工件最終的加工條件為C130—C129—C128—C127—C126—C125。

③平動半徑的確定:平動半徑為電極尺寸收縮量的一半,即④每個條件的底面留量的計算方法:最后一個加工條件按該條件的單邊火花放電間隙值(d0)留底面加工余量。除最后一個加工條件外,其他底面留量按該加工條件的安全間隙值的一半(M/2)留底面加工余量,具體如表4-5所示。

(2)電極尺寸為19.39mm。

①根據(jù)上面所述選擇初始加工條件C131,采用C131時電極的最大尺寸為19.39mm。

現(xiàn)有電極尺寸剛好為19.39mm,因此最終選擇初始加工條件為C131。

②根據(jù)型腔加工的最終表面粗糙度為2.0μm,由表4-4選擇最終加工條件C125,因此工件最終的加工條件為C131—C130—C129—C128—C127—C126—C125。③平動半徑的確定:平動半徑為電極尺寸收縮量的一半,即④每個條件的底面留量具體如表4-6所示。

(3)電極尺寸為19.37mm。

①根據(jù)上面所述選擇初始加工條件C131,采用C131時電極的最大尺寸為19.39mm?,F(xiàn)有電極尺寸為19.37mm,因此最終選擇初始加工條件為C131。

②根據(jù)型腔加工的最終表面粗糙度為2.0μm,由表4-4選擇最終加工條件C125。因此工件最終的加工條件為C131—C130—C129—C128—C127—C126—C125。③平動半徑的確定:平動半徑為電極尺寸收縮量的一半,即④每個條件的底面留量具體如表4-7所示。

4)生成ISO代碼

當電極直徑為19.41時,其程序如下:

停止位置=1.000mm

加工軸向=Z-

材料組合=銅-鋼

工藝選擇=標準值

加工深度=5.000mm

尺寸差=0.590mm

粗糙度=2.000

m方式=打開形腔數(shù)=0

投影面積=3.14cm2自由圓形平動平動半徑0.295mm

T84;(液泵打開)

G90;(絕對坐標系)

G30Z+;(設定抬刀方向)

H970=5.0000;(machinedepth)(加工深度值,便于編程計算)

H980=1.0000;(up-stopposition)(機床加工后停止高度)

G00Z0?+?H980;(機床由安全高度快速下降定位到z=1的位置)

M98P0130;(調用子程序N0130)

M98P0129;(調用子程序N0129)

M98P0128;(調用子程序N0128)

M98P0127;(調用子程序N0127)

M98P0126;(調用子程序N0126)

M98P0125;(調用子程序N0125)

T85M02;(關閉油泵,程序結束)

;

N0130;

G00Z+0.5;(快速定位到工件表面0.5mm的地方)

C130OBT001STEP0065;(采用C130條件加工,平動量為65μm)

G01Z+0.230-H970;(加工到深度為-5+0.23=-4.77mm的位置)

M05G00Z0+H980;(忽略接觸感知,電極快速抬刀到工件表面1mm的位置)

M99;(子程序結束,返回主程序)

;

N0129;

G00Z+0.5;(快速定位到工件表面0.5mm的地方)

C129OBT001STEP0143;(采用C129條件加工,平動量為143μm)

G01Z+0.190-H970;(加工到深度為-5+0.19=-4.81mm的位置)

M05G00Z0+H980;(忽略接觸感知,電極快速抬刀到工件表面1mm的位置)

M99;

;

N0128;

G00Z+0.5;

C128OBT001STEP0183;(采用C128條件加工,平動量為183μm)

G01Z+0.140-H970;(加工到深度為-5+0.14=-4.86mm的位置)

M05G00Z0+H980;

M99;

;

N0127;

G00Z+0.5;

C127OBT001STEP0207;(采用C127條件加工,平動量為207μm)

G01Z+0.15-H970;(加工到深度為-5+0.11=-4.89mm的位置)

M05G00Z0+H980;

M99;

N0126;

G00Z+0.5;

C126OBT001STEP0239;(采用C126條件加工,平動量為239μm)

G01Z+0.070-H970;(加工到深度為-5+0.07=-4.93mm的位置)

M05G00Z0+H980;

M99;

;

N0125;

G00Z+0.5;

C125OBT001STEP0268;(采用C125條件加工,平動量為268μm)

G01Z+0.027-H970;(加工到深度為-5+0.027=-4.973mm的位置)

M05G00Z0+H980;

M99;

2.加工

啟動機床進行加工。仔細分析表4-5,可知:

(1)第一個加工條件幾乎去除整個加工量的99%,因此該段的加工效率要高。

(2)與中間其它加工條件C129、C128、C127、C126

相比,最后一個加工條件C125的加工余量(深度方向為

0.04mm)很大,同時因為C125為精加工條件,加工效率最低,因此最后一個加工條件加工的時間較長。

(3)在實際加工中,第一個加工條件與最后一個加工條件所花費的時間長,第一個加工條件加工時間長的原因是需要用該條件去除幾乎99%的加工量;最后一個加工條件花費時間長的原因是加工余量相對加大,且加工效率低。根據(jù)上面分析,若在粗加工階段沒有加工到位,則精加工(最后一個加工條件)所花費的時間就更長,因此,在實際加工中應盡可能保證每個加工條件的加工深度到位,同時根據(jù)實際經驗減少最后一個條件的加工量。為了保證每個加工條件的加工深度到位,必須及時在線檢測加工深度。如第一個條件加工完后應測量孔深是否為4.89mm,若沒有達到,則應再用該條件加工到4.89mm。在測量時,為了保證精度,通常采用百分表在線測量。測量時首先將百分表座固定在機床主軸上,然后下降Z軸,使百分表探針充分接觸到工件的上表面,并轉動百分表刻度盤,使百分表指示針指向0刻度(其目的是便于記憶)(如圖

4-48(a)所示),記下機床Z軸坐標;然后將百分表抬起,移動機床工作臺到加工的型腔中心,再次下降Z軸,使百分表探針逐步接觸型

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