电火花线切割机床粗加工拐角策略
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发表时间:2011-9-29 8:12:15 阅读:次
电火花线切割机床加工由于两电极间不接触,加工与硬度、韧性无关,故易于加工难切削材料、薄且细小的工件、导电性差的精密陶瓷及形状复杂的机械零件。由于电极丝是非刚体,加工过程中两电极间作用力影响放电间隙的改变,导致电极丝挠曲及振动,从而造成拐角加工误差。
造成拐角误差的主要原因有:①电极丝滞后引起的几何误差;②加工路径方向改变时,由于放电合力作用产生的电极丝振动引起的几何误差;③在拐角处,因电场集中造成放电几率的增大而产生过切现象…。电火花线切割加工虽然是非接触式加工,但电极丝放电时所承受的外力有:电极丝和工件之间的静电力与电磁场力,此作用将电极丝拉向工件;放电高温导致局部加工液膨胀汽化产生气爆压力,此作用力将电极丝推离工件;上下导向器的张紧力;高压喷流时,加工液对电极丝产生的冲流压力。这些力在加工过程中产生的合力引起电极丝的挠曲及振动,在进行拐角加工时造成了拐角加工误差。
为了降低拐角加工误差,等人提出了在拐角处通过增大放电脉间来降低电极丝挠曲等人提出改变多个加工参数的模式来降低挠曲;和1提出基于电极丝挠曲量来修改拐角轨迹的方法〕开发了实时监测电极丝挠曲的系统,并根据挠曲量实时校正导向器轨迹的方法,但该方法由于需特殊的设备带来了高昂的成本。调整电参数策略在较高精度时需要较长的加工时间,且具体的控制参数办法在文献中也未明确;轨迹补偿策略不会增加加工时间,且在已知期望高度平面电极丝挠曲量的情况下,能使该平面拐角误差很小,但由于高度不同,电极丝挠曲量也不同,而不能使任意高度平面获得相同的精度。所以,只有通过轨迹补偿策略,使拐角误差在期望平面内很小或为零。通过控制加工参数策略,使任意其他高度平面的拐角误差在允许范围之内【9】。
1拐角类型控制策略
由于拐角加工时方向的改变,使电极丝表面放电状态发生了改变,引人放电角"(图0来描述这一变化。
图1放电角
如图2上图所示,在直线切割时,电火花放电角为180',称为整个前表面放电,此时电极丝只向切割方向切向的反方向挠曲;而图2下图放电角小于180',称为前表面局部放电,电极丝不仅受到切割方向的反向力,还受到垂直于切割方向的法向力,其电极丝的挠曲情况也更复杂。
图2电极丝放电状态【11; 根据放电角将拐角分为两类:整个前表面放电的包括凸模尖角、凸模圆角和凹模大半径圆角;前表面局部放电包括凹模小半径圆角。为了使凸模尖角能在整个前表面放电,采用圆弧过渡连接的策略,而不是采用直线过渡连接的策略,如图3中,所示。 2 整个前表面放电加工拐角策略
2.1轨迹补偿策略
电极丝挠曲模型如图4所示。
3. 斜边加工策略
3. 加工参数策略
由于前表面局部放电,拐角斜边切割时受到垂直于斜边的法向力,将产生向内误差,可通过增大伺服基准电压1123 ,使切槽增大、向内误差减小。但伺服基准电压增大有上限,否则当通过拐角控制路径, 将加工参数设回正常值之后,在斜边上将出现阶梯状。在允许的误差下,根据不同的伺服基准电压和不同的拐角角度,再通过实验的方法来获得允许的电极丝垂直于斜面的挠曲量,通过这一允许挠曲量由第2部分计算步骤来获得放电脉间。3.2.2轨迹补偿策略
斜面切割的轨迹补偿策略如图7所示的二次过切的策略,不同的二次过切量将由上一节获得的允许斜面挠曲量来决定。
结束语
本文给出了通过轨迹补偿和加工参数调整来改善电火花线切割粗加工拐角加工精度的策略,分别分析了凸模、凹模大半径圆弧前表面完全放电及凹模小半径前表面局部放电情况的轨迹补偿和调整放^ 电脉间具体方法。最后给出了实验获得电极丝的测定方法。
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