在电火花加工中,为了保证加工质量和加工速度,通常先用粗加工,然后再用精加工条件进行精加工。
电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法,又称放电加工或电蚀加工,英文简称EDM。
加工时工具电极和工件分别接脉冲电源的两极,并浸入工作液中或将工作液充入放电间隙。通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给,当两电极间的间隙达到一定距离时,两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿,产生火花放电。
怎样提高火花机的放电加工速度?
电火花机床是一种精密型设备,其主要最大缺点是加工效率慢。但这也是行业里一直无法解决的同病。十多年来东莞鼎亿电火花机床生产制造心得来简析一些提高加工效率的一般方法:
1、蚀出物去除:电火花机床放电加工中产生的蚀出物的去除情况好坏,直接影响加工质量,所以在加工中要保证有良好的排屑环境。
2、工件预加工:电火花机加工中加工去除金属量,直接影响加工效率,所以在电加工前必需使工件有恰当的加工余量。原则上电加工余量越少越好,只要能保证加工成形就行。一般来说,电火花成形加工余量,对型腔的正面单边余量0.10.5㎜,底面余量0.20.7㎜,如果是盲孔或台阶型腔,一般正面单边余量0.10.3㎜之间,底面余量在0.10.5㎜之间。
3、冲液法在工件或电极上开加工液孔,让工作液从中流过。
4、抽液法和冲液法相反。
5、在工件或电极不能开加工液孔时,可用喷射法。
电火花穿孔机加工效率都有哪些工艺改进措施?
电火花穿孔机加工效率的工艺改进措施:
1、电参数的调节
电参数选择的好坏,直接影响加工的各项工艺指标。电参数调节的最终目的是为了达到预定的加工尺寸、表面粗糙度要求,达到较高的加工效率。电参数调节时应考虑:电极数目、电极损耗、加工表面粗糙度要求、电极缩放量、加工面积、加工深度等基本因素。
目前数控电火花加工机床的智能性已有了很大的提高,机床储存有针对各种材料组合加工的大量成套参数,只需在编程过程中按编程要求输入工艺条件,即可自动选择、配置电参数。加工中机床依靠智能化控制技术(如“模糊控制”技术),由计算机监测、判断加工间隙的状态,自动微调电参数,保持稳定的放电加工,达到较高的加工效率。先进的智能化电火花加工机床的电参数数据库能满足一般加工要求,且极大地降低了机床对操作人员的技能要求。而传统电火花加工机床要求操作者具有丰富的工作经验,能根据加工要求灵活配置电参数。
机床的智能控制技术并不是万能的,故不能忽视人工调整电参数的作用。尤其像在深孔加工、大锥度加工、大面积加工等一些较特殊的加工场合,人工调整电参数就显得很有必要。调整电参数时,应优先考虑调整电参数主规准以外的参数,如抬刀高度、放电时间、抬刀速度等;其次可按次序考虑调整脉冲间隔、脉冲宽度、加工电流等,特殊材料加工可试用负极性加工(电极为负极)。在加工状态稳定的前提下,减少抬刀动作及幅度、降低脉冲间隔、增大加工电流有利于提高加工效率。但在加工不稳定的情况下,一定要保持勤抬刀,适当选用较大的脉冲间隔,否则反而会降低加工效率,甚至引起电弧放电,使加工过程不能正常进行。根据加工经验,适当保守地进行电参数的调节,可维持加工的正常进行,且可获得较高的加工效率。
脉冲宽度对加工速度有较大的影响,但一些技术人员在认识脉冲宽度对加工速度的影响上存在误区。有的认为将脉冲宽度增大可提高加工速度,有的则认为将脉冲宽度降低可提高加工速度。理论上:脉冲峰值电流一定时,脉冲宽度增加,加工速度随之增加,脉冲宽度增加到一定数值时,加工速度最高,此后再继续增加脉冲宽度,加工速度反而下降。但在实际生产中,对脉冲宽度必须要有一个量的认识。根据大量的加工实例,这里必须指出:最高加工速度对应的脉冲宽度往往很小,因此电极损耗较大,在很多情况下不宜采用,而实际加工中机床选配的电规准一般都考虑到降低电极损耗。那么,在低损耗加工规准中,如加大脉冲宽度,加工速度必然降低,降低脉冲宽度,加工速度会得到一定程度的提升。
2、加工留量的控制
数控电火花加工是用多个条件段来进行加工的,条件段之间要有一定的加工留量。如加工要求的深度为5mm,电极缩放量为单侧0.15mm。设使用的电规准从大到小分3段来进行加工,则根据各档电规准放电间隙的大小来设置进给深度和平动半径:第一个规准进给深度为4.85mm,平动半径为0.02mm,第二个规准进给深度为4.92mm,平动半径为0.13mm,第三个规准进给深度为4.97mm,平动半径为0.17mm。各条件段之间加工留量大小的控制与加工效率有很大的关系。适当减少加工留量能提高电火花加工效率,尤其是在大面积的精加工场合作用显著。如将上例中*个规准进给深度改为4.90mm,平动半径为0.10mm,第二个规准进给深度为4.95mm,平动半径为0.15mm,第三个规准不变,则可在一定程度上提高加工效率。
数控电火花加工机床自动编程时给出的加工留量,是以保证表面粗糙度为前提的,相对来说较保守,为了进一步提高加工效率,可根据加工要求修改自动编程生成程序的加工留量。但必须注意,减少加工留量必须要保证下一个加工规准能修光上一个加工规准。另外,减少加工留量对小面积加工的效率提高意义并不大。
3、平动加工的选择
平动加工是数控电火花加工的一种重要工艺方法。不同的数控电火花加工机床其平动加工的方式有所区别,应根据所用机床灵活、合理应用平动加工。某数控电火花加工机床的平动加工方式有两种:自由平动和伺服平动。自由平动是指主轴伺服加工时,另外两轴同时按一定轨迹作扩大运动,一直加工到指定深度。伺服平动是指主轴加工到指定深度后另外两轴按一定的轨迹作扩大运动。自由平动一般用于浅表加工,加工时边打边平动可改善排屑性能,提高加工速度,减少积碳;但对于深度较深的场合,却会降低加工速度,增大电极的边角损耗。伺服平动一般用于加工深度较深的加工场合,先加工完底面再修侧面,深度较浅时其加工效果不如自由平动,它也常用在加工型腔侧壁的沟槽、环,还可用在其他两轴平动的场合等。
4、定时加工
数控电火花加工机床一般都具有定时加工功能,可用于控制面积较大电极精加工的最后几段电参数的加工时间。精加工时电火花的电蚀能力非常弱,由于间隙内加工屑及其他因素的影响,需很长的加工时间。由于最后几个条件的尺寸变化已很小,实际上我们只要加工到要求的表面粗糙度后就可结束加工,可根据经验采用定时加工方法,这样可大幅度地提高精加工效率。
5、改变垂直伺服加工的方法
目前大多数控电火化加工机床可实现横向加工、多轴联动加工。但这些功能在模具企业中并没有得到很好的应用。如能充分发挥机床的功能,可使机床的加工效率得到提高。如注塑模的成形镶件四周有较薄、较深的胶位,这些部位如采用Z轴伺服加工,会因局部放电面积小,加工深度大,加工过程中就会发生放电不稳定的现象,加工速度缓慢。若通过改善工艺方法,利用数控电火花加工机床的横向伺服功能,使电极作横向伺服加工,加工速度可比采用Z轴伺服加工提高数倍。模具“清角加工”因加工部位面积小而发生放电不稳定的现象,采用X、Y、Z 3轴联动的方法,即斜向加工,可使放电加工稳定,提高加工效率。
如何提升火花机的加工效率?
一、机床的加工性能
1.机床性能的优质主要是能够实现高效率放电加工前提的条件,脉冲电源是对于提高加工的速度起着非常重要的作用,脉冲的电源性能好坏它是决定放电加工微观过程的优劣,也是决定精加工当中小放电间隙能不能达到稳定并且高效率地完成加工。
2.自适应的电源在进行加工的时候可以自行适应调节,对于达到高效加工效率具有非常重要的作用。
3.专家系统等智能技术使机床操作更容易,缩短了编程、操作的时间,配备ATC装置的全自动机床操作过程不需人工干预,可连续地自动运行加工,大大提高了加工效率。
4.机床的抬刀技术上对加工速度也有一定的影响,如主轴采用很高加速度进给加工对提高深窄小缝的加工效率具有明显的作用。
二、工作液的影响
1.选用不同的工作液,加工速度也不相同。目前电火花加工使用合成型电火花工作液。
2.不同电火花加工工作液各自的特点有所差异,应综合考虑进行选择。
3.镜面加工时间都是比较长,运用的混粉工作液能够大幅度的提升加工效率。
三、工件材料的影响
1.在同样加工的条件下,采用不一样工件材料,它的加工速度也是不一样的,这主要还是取决工件的材料物理性能。
2.例如火花机进行加工铝的效率是非常的高,可是它如果进行加工硬质合金的时候效率就会非常低。
怎么提高火花机的加工效率与效果?
蚀出物去除:电火花机床放电加工中产生的蚀出物的去除情况好坏,直接影响加工质量,所以在加工中要保证有良好的排屑环境。工件预加工:电火花机加工中加工去除金属量,直接影响加工效率,所以在电加工前必需使工件有恰当的加工余量。
通过间隙自动控制系统控制工具电极向工件进给,当两电极间的间隙达到一定距离时,两电极上施加的脉冲电压将工作液击穿,产生火花放电。
扩展资料:
进行电火花加工时,工具电极和工件分别接脉冲电源的两极,并浸入工作液中,或将工作液充入放电间隙。
紧接着,下一个脉冲电压又在两电极相对接近的另一点处击穿,产生火花放电,重复上述过程。这样,虽然每个脉冲放电蚀除的金属量极少,但因每秒有成千上万次脉冲放电作用,就能蚀除较多的金属,具有一定的生产率。
参考资料来源:百度百科-火花机
如何提高电火花加工质量,,,急需~~~~
电火花成形是模具型腔加工的主要方式,其加工质量关键之一是电极的制造,由于粗、中、精加工时的放电间隙不同,电极尺寸也应不同,因此需制作多个电极才能最终满足加工精度的要求。特别是型腔加工面积较大时,有时还必须使用分割电极加工法,依次完成型腔各个部分的加工。由此使电极制作成本增高。分割电极加工时,型腔表面还会产生接缝以及电极二次装夹重复定位精度问题,这些都会影响电火花成形加工的质量。
随着数控技术的发展,模具型腔加工有了新的工艺方法——数控电火花铣削加工,即用简单电极展成复杂型面。数控电火花铣削加工工艺的关键是加工路径的生成和电极损耗的补偿。对此国内外许多电加工学者做了大量深入细致的研究,如研究等损耗分层加工模型以及基于该模型建立加工路径生成的专用CAM软件,研究电极损耗精密检测技术、在线电极补偿等[1~4]。
数控电火花铣削工艺可进行修尖角加工、窄缝加工及侧面伺服加工等,但本文更关心的是空间直线伺服进给问题,研究的主要内容集中于空间曲线轨迹加工方向、空间曲面展成加工方向,探索型腔型面的数控电火花铣削加工工艺。
本文引用金属切削加工中心的工艺路线,应用通用的模具加工软件UG造型,生成加工路径,并将加工代码编译成具体机床的数控指令。在电极损耗补偿方面,只考虑Z轴方向的补偿,并提出沿电极加工路径、按轨迹路程均匀递增补偿电极损耗的方法。
1 数控电火花铣削加工工艺
加工中心的铣削加工工艺已很成熟,故将其引入数控电火花铣削加工工艺中。经过研究和实验,已证实轮廓加工、挖槽加工、沿曲面加工、修边、去残留等加工问题都能用数控电火花铣削加工方法解决,也就是说数控电火花铣削加工中的加工路径生成问题可以用通用模具加工软件解决。
值得注意的是电火花铣削加工并不等同金属切削加工,由于放电间隙和电极损耗的存在,会对型腔尺寸精度产生影响,因此在给数控电火花铣削加工编程时必须注意如下问题:
(1) 加工余量。该参量的最小值要求大于放电间隙,超精加工时加工余量并不为零,且前一道工序要给后一道工序留下余量。
(2) 加工方式。在轮廓加工或挖槽加工时可以选择生成圆弧段程序。而在沿曲面加工时必须选择直线加工方式,包括切入切出程序,即程序段必须是空间微直线段,这也有利于电极损耗补偿计算。
(3) 加工精度。加工精度越高,弦线对空间曲线的逼近度越高,空间微直线段越多,程序越长。实际加工时,粗加工可以选择低一点的精度,以减少程序段数。
(4) 残余波峰高。该参量指刀具横向进给量,其值越小,加工曲面越光顺。该参量也可以用刀具直径的百分比表示。
(5) 电极尺寸。本文要求每次加工编程时输入电极直径的实测值,这样可让电极损耗补偿计算只须放在Z轴方向。
(6) 电参量和电极长度补偿。电参量的选择要参考加工余量,超精加工时要选择正极性加工方式,要用电子的能量去修平放电痕凸起。电极损耗补偿值依工艺经验而定,它与电参量、电极材料对及工作液等相关。电极损耗补偿值均匀插入每个微直线段端点上。
数控电火花铣削加工编程路线(图1)按上述6个方面要求设置参量,就可生成粗、中、精加工路径及机床数控指令。
加工余量、加工方式、精度、残余波峰高、实际电极尺寸
零件
毛坯
UG-NX
刀具路径补偿软件
电参数
刀具长度补偿值输入
电火花数控铣削加工程序
图1 数控电火花铣削加工编程路线
用模具软件UG设计了一空间曲面,上有“电火花”字样。为体现数控电火花铣削加工能力,将所有工序全部采用数控电火花铣削加工方案。粗加工用ф14mm电极,按挖槽采用分层加工,横向进刀为电极直径的80%;中精加工用ф8mm和ф4mm的端电极,按矢量、沿曲面方式加工,横向进刀分别为电极直径的8%和2.5%。图2为中精加工刀具路径。
电极ф8mm,E293 电极ф4mm,E250
(a)中加工 (b)中精加工
电极ф4mm,E250 电极ф4mm,E200
(c)中精加工 (d)精加工
图2 电火花中、精铣削加工刀具路径
在图2d中左下角有一块粉红色的残留区域(在曲面曲率较大凹处),该区域端刀无法深入,因此在精加工之后还需要再用ф4mm指状R刀电极进行最后的光整和去残留加工。
另外,在同一加工余量条件下,工艺上还要求生成反向刀具路径,进行反向铣削加工,消除前一道工序正向加工时因电极损耗而产生的阶梯波浪面,以提高表面形状精度。
2 电极损耗补偿对策
2.1 电极损耗的影响
在数控电火花铣削加工过程中,放电一般发生在电极端部前沿尖角处,电流密度较大,放电集中度高,存在着较严重的电极损耗现象。在加工的开始阶段,工件材料去除量较大;在加工的末尾阶段,工件材料去除量最小,因此实际加工面是一个“斜坡面”,如图3A表面所示。在A表面与B表面之间是本道工序的未加工区。显而易见,电极损耗影响加工精度。
电极补偿过量面C
无电极损耗理想加工面B
没有补偿的加工面A
h1当前层厚度
h2下一层厚度
图3 电极损耗补偿控制参考面
2.2 电极损耗补偿的目的
一方面可控制每一层铣削加工的尺寸及形状精度,另一方面还可给下一层铣削加工减少加工余量累计负担。电极损耗补偿值的给定应按不过度补偿为原则,即其值应小于本层加工量与下一层加工余量之和。
2.3 电极损耗补偿计算的方法
沿曲面铣削加工时按直线方式生成加工路径,所有程序段都是空间微直线段,假设在加工路径相对较长的条件下,电极损耗沿路程均匀分布,其补偿值沿轨迹,按路程均匀递增补偿到每段空间直线终点上,那么电极损耗补偿值在第i程序段的值为:
△i=(△/∑Lk)·(∑j=0→iLj)
式中:△i为第i程序段的电极损耗补偿值;△为当前层铣削加工电极损耗预估值;∑Lk为当前层总的加工路径长;∑j=0→iLj为电极在第i程序段已走过的加工路径长。
△值与电参数和加工路径长度有关,主要用于电火花中、精加工;超精加工时其值设为零。
△i值用于第i程序段的电极损耗Z轴方向的补偿值,是用离线补偿计算法得到的。
3 电火花曲面铣削加工工艺实验
工艺实验在RobForm30三轴数控电火花成形机上进行,用UG软件造型、生成加工路径文件,选用专家系统生成的加工余量和电参数,再经电极损耗补偿处理,生成数控电火花铣削加工程序代码。
表1 是实验选用的加工参数。在精加工中去除的工件材料厚0.016mm,而预估电极损耗△取值0.05~0.07mm(实验值),实际的加工路径总长约为45000.00mm,如按理论计算,每100mm长得到0.10~0.16μm的补偿,18000条程序平均每条得到0.0025~0.0038μm的补偿,因此,如果按规格化计算,那么只有刀具加工很长一段距离之后,刀具电极才会作出实际意义上的补偿,真正作出实际意义上补偿的程序段比例很低。
表1 电火花铣削加工参 mm
加工类型 加工余量 电参数 电极补偿
粗加工
粗加工
中加工
中精加工
精加工
超精加工
0.800 E383 0.500
0.400 E373 0.250
0.200 E293 0.100
0.150 E250 0.075
0.134 E220 0.050~0.070
0.122 E200 0
注:电参数采用RobForm30电火花成形机规准。
粗加工时电极补偿视具体情况而定,首先选择补偿方式加工,补偿取值一般小于加工余量,如果电极损耗较大,电极端面圆角过大,此时应更换电极,Z轴重新对零位后,再进行加工。超精加工时只需生成正、反向加工刀具路径,来回打光打抛曲面。实验中还加入了轮廓加工、残余加工、修边,并考虑了加工精度设置、最大微直线段长度设置等内容。
电极制作部分是一个比较重要的环节,故自制了机上修磨装置,依据铣床刀具工具磨原理,设计有“电碰”定位基准,可精确定位,可修整电极圆柱面,也可修整电极端部球面。但由于铜电极在机械力作用下容易变形让刀,因此只成功修整了φ5~8mm指状棒电极。
图4是数控电火花铣削加工的实物照片,是一个面积约为100mm×70mm的曲面。