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浅谈电火花成型加工及其应用软件
双鹿电池 WWW.SONLUK.COM.CN 2007-08-03 08:17:15
 
     在科技越来越发展的今天,机械加工领域已经发生了翻天覆地的变化。就我们自己单位来说,不仅拥有了数控车床、加工中心等大型机械机床,也拥有线切割、电脉冲(火花)加工等用于精密、超精密加工的机床。今天我们就来大概了解一下电火花成型加工的一些基本知识,以及电火花加工的最新技术。
     长期以来困扰电火花成型加工技术推广应用的内因是:由于加工对象日趋复杂,操作者对设定加工参数以及保持加工过程的稳定可靠感到越来越难。操作者中曾有“一冲”就灵的说法,即再困难的加工,只要解决冲洗问题,把铁末、炭末、气泡冲出来就行。但现在很多的型腔很难做到冲抽油,而且随着加工要求的提高,冲抽油或侧冲造成不均匀流场、切屑的不均匀分布,影响精加工表面的平整度。而且冲抽油还会造成边角的损耗,使加工轮廓不清晰。所以用户提出了能不能免冲液加工,这对目前大多数电火花成型机来说就会带来加工不稳定、低效率等问题。作为一种精加工手段,用户当然希望型腔达到均匀的表面粗糙度和一定的尺寸精度,但一到精加工,间隙一小,就相当容易集中放电,表现为加工表面有一块块的黑斑,擦干净粘附的炭末后,可以看到此处比较粗糙,如果模具要求有蒙光效果,这样的不均匀放电痕就肯定不行,如果抛光,此处必定凹陷。由于集中放电造成加工表面的不平,也就破坏了型腔的尺寸精度。
     为攻克上述难题,10年来瑞士“夏米尔技术公司”做了大量的工作,终于取得了成功,这就是DS系统。其工作的主要原理和特点是:
     (1)确认电火花成型加工工艺的多样性,在充分研究和分析每一类加工对象的特点后,开发相应工艺,即应用导向的工艺。目前在DS系统内将电火花成型加工分为:一般型腔、窄缝、大面积和微细型腔四类。
     (2)由于电火花成型加工工艺的复杂性,在其工作机理尚未搞清楚以前,只能按实验来搞。针对特定的加工对象,做大量的工艺试验,在取得合适的加工工艺参数和工艺规律后,再经过长期的加工验证,和用户合作的实用考验,不断修改、不断完善,最后将这些成熟的加工决窍汇编成软件,以方便使用,这就是专家系统。
     (3)DS系统内包含着若干个专家系统,它们各司其职,环环相扣,涵盖整个加工过程,操作者始终在专家系统的协助下,从工作开始,一直到加工结束。
     (4)精加工就是小间隙,这一前提是不容置疑的。因为加工间隙和加工精度有直接联系(一般认为3∶l),如果采取措施加大间隙,即使表面粗糙度改善了,但型腔的清晰度、平面度将恶化。要保证小间隙下加工的稳定(此时伺服调节范围:在精加工首束放电到稳定加工,距离仅10μm左右),要的不是高的加速度和速度,而是伺服系统非常小的死区和平稳的低速(无爬行),以及间隙检测技术。由于间隙小,加工中空载、短路、间隙污染各种状况会同时存在(粗加工间隙大,这种情况很少),仅依靠间隙电压反馈,往往不能反映间隙的真实状况,所以必须对放电脉冲逐个检测、分类、统计,以判定工况,并将不良脉冲清除。但检测的门槛值不是一个定值,在加工深度增加,出现了间隙污染情况时,就会严一点。
     (5)电火花成型的中精加工过程忌讳各种干扰,过程控制一定要平滑调节,不管是在故障排除或换档加工中,参数的变换分得要细。例如表面粗糙度要加工到 Ra=0.1μm,最少要精修13次。
     (6)中精加工免冲洗,采用抬刀排屑。当电极抬起后,干净的电介液进人间隙,冲淡间隙中污染的电介液,电极进人后把电介液挤出去,达到把切屑排出、抬刀过程中不放电和不损耗电极。
     (7)DS系统始终贯彻以人为中心的原则,整个工作过程的信息尽可能使操作者一目了然,允许任何时候介入,做他认为必要的修改工作。
     DS系统在实际应用中已取得很大的成功,用45mm ×l.5mm石墨电极加工深38.1mm的窄槽,达到表面粗糙度Ra=1.6μm仅需110分钟,比过去提高效率2.5倍。
DS系统已成为“夏米尔技术公司”电火花成型机的应用软件,它是建立在主机和脉冲电源性能高度基础上,没有硬件的稳定,工艺试验的结果就没有普遍性,所生成的软件就没有实用性,所以说DS系统的建立是一项工程浩大的系统工程。可以预计电火花加工应用软件的开发,将成为一种时尚,必将成为电火花成型加工技术进入新发展的标志。
 

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