从放电能量角度分析选择电火花加工工艺参数
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电火花加工工艺规范操作者必须接受有关电火花加工的理论和实践的培训,并且通过考核及格获得上岗证,才能具备操作电火花机资格,在加工前的准备和实际加工过程中,必须遵守以下守则。
一、加工前的准备1.操作者必须根据机床使用说明书,熟悉机床的性能加工范围和精度,并要熟练地掌握机床及其数控装置和计算机各部分作用及操作方法。
2.机床在断电或者出现故障后,重新启动各开关控制电气部分时,按规定进行预热,而且X、Y和Z轴回到机床的机械零点,而平时在加工过程中,则不需进行预热或回零点工作。
5U火花机必须在所有机床都启动后15分钟再开启。
3.开动机床使其运转,并检查各开关,按钮、旋钮和手柄灵敏性及润滑系统是否正常。
4.检查冷却水源的供应。
5.检查室内温度是否在28℃以下,机床油温在35℃以下(供参考)。
6.充分了解被加工工件的加工内容及加工要求。
7.检查工件的检验结果,了解工件在前面加工工序出现的问题及与本次加工有关的数据,当工件存在问题时要向工艺员反映,并解决后才能加工。
8.考虑工件的装夹及加工关系,确定合理的加工方案。
9.测量电极,根据实际尺寸和理论尺寸的差异,修正电极的火花间隙,同时检查电极尺寸是否与工件干涉。
10. 对工件上的油污及铁屑清理干净后,才能放在机床工作台。
11.操作者在加工前要检查图纸资料是否齐全,坯件是否符合要求;12.认真消化全部图纸资料,掌握工装的使用要求和操作方法;13.检查加工所用的机床设备,准备好各种附件,按机床按规定进行润滑和试运行。
14.调整,修理、润滑、擦拭机床时应停机进行。
二、电极和工件装夹1. 电极的装夹应牢固可靠,有足够大的良好的导电接触面。
2. 对电极进行水平度、平行度、垂直度的校正,其误差均不大于0.02mm/100mm。
3. 工件的装夹应牢固可靠,还应避免在工作中电极和工件发生干涉。
4. 对工件进行水平度、平行度、垂直度的校正,其误差不大于0.02mm/100mm。
5. X轴、Y轴、Z轴方向保证行程足够。
电加工参数的选择正确选择脉冲电源加工参数,可以提高加工工艺指标和加工的稳定性。
粗加工时,应选用较大的加工电流和大的脉冲能量,可获得较高的材料去除率(即加工生产率)。
而精加工时,应选用较小的加工电流和小的单个脉冲能量,可获得加工工件较低的表面粗糙度。
加工电流就是指通过加工区的电流平均值,单个脉冲能量大小,主要由脉冲宽度、峰值电流、加工幅值电压决定。
脉冲宽度是指脉冲放电时脉冲电流持续的时间,峰值电流指放电加工时脉冲电流峰值,加工幅值电压指放电加工时脉冲电压的峰值。
下列电规准实例可供使用时参考:(1)精加工:脉冲宽度选择最小档,电压幅值选择低档,幅值电压为75V左右,接通一到二个功率管,调节变频电位器,加工电流控制在0.8~1.2A,加工表面粗糙度Ra≤2.5um。
(2)最大材料去除率加工:脉冲宽度选择四~五档,电压幅值选取“高”值,幅值电压为100V左右,功率管全部接通,调节变频电位器,加工电流控制在4~4.5A,可获得100mm2/min左右的去除率(加工生产率)。
(材料厚度在40~60mm左右)。
(3)大厚度工件加工(>300mm):幅值电压打至“高”档,脉冲宽度选五~六档,功率管开4~5个,加工电流控制在2.5~3A,材料去除率>30mm2/min。
(4)较大厚度工件加工(60~100mm):幅值电压打至高档,脉冲宽度选取五档,功率管开4个左右,加工电流调至2.5~3A,材料去除率50~60mm2/min。
(5)薄工件加工:幅值电压选低档,脉冲宽度选第一或第二档,功率管开2~3个,加工电流调至1A左右。
注意,改变加工的电规准,必须关断脉冲电源输出,(调整间隔电位器RP1除外),在加工过程中一般不应改变加工电规准,否则会造成加工表面粗糙度不一样。
-----------------------------------------------------------------电火花线切割机床常见故障及排除方法常见故障及排除方法1、断丝故障分析及排除方法断丝故障是电火花线切割机床常见故障之一,造成这种故障的因素较多,现分析如下。
电火花加工的工艺参数 - 机械制造电火花加工的工艺参数可以分为电参数和非电参数 . 电参数主要是脉冲电源的参数 , 有加工极性 , 脉宽 , 脉间 , 峰值电压 , 峰值电流等等。
非电参数主要有冲油或抽油的方式 , 压力 , 流量 , 抬刀高度 , 频率 , 平动方式 , 平动量的大小等 , 他们相互影响 , 相生相克 , 给参数的选择增加了难度。
为了能正确选择电火花加工参数规准 , 使其有章可循 , 人们依据工具电极 , 工件的材料 , 若工具极性 , 脉宽 , 峰值电流等主要参数对表面粗糙度 , 放电间隙 , 蚀除速度和电极损耗率等四个主要工艺指标的影响 , 事先做成工艺曲线图表 , 按此来选择电火花加工的规准。
电火花加工模具或某种零件时 , 一般工件材料是事先已定的 , 碳钢 , 模具钢 , 不锈钢 , 各种镍铬合金钢等都可以算作钢类材料 , 对电火花加工来说 , 它们的被加工性能 , 工艺指标都相差不多。
含熔点 , 气化点很高的钨 , 钼类合金材料以及硬质合金材料以及石墨 , 铜钨 , 银钨烧结材料 , 导电的聚晶金刚石等可算做为另一类 , 对电加工来说它们属于难加工材料。
对铝 , 锌 , 黄铜等熔点较低的材料 , 电火花加工比较简洁 . 总之 , 第一步就是咱分析工件的特点和技术要求 ( 如表面粗粗度 , 尺寸 , 公差精度 ) 等工艺技术指标的基础上 , 依据工件材料和技术要求来选择工具电极的材料 , 如黄铜 , 紫铜 , 石磨或铜钨 , 银钨合金等 , 当然要考虑它们是否易于加工制作成工具电极以及成本等因素。
以后就是选择加工极性等工艺参数规准 , 大部分工件一般要分成粗 , 中 , 精几种规准依次转换 , 既保证工件的技术要求 , 又保证尽可能高的总的生产效率 . 选择电规准的挨次应依据主要冲突来打算。
例如加工型腔模具 , 电极损耗比必需要低于 1%, 则应依据要求的电极损耗比来选择粗加工时的脉宽和峰值电流 , 这时把生产效率 , 粗粗度等放在次要地位来考虑。
电火花小孔工艺参数电火花加工是一种常用的金属加工方法,能够在各种材料表面上制造复杂的形状和精度高的孔洞。
其中,电火花小孔工艺是一种重要的应用,不仅具有高精度、高表面质量和高加工效率等优点,还能够加工一些难以用传统机械加工方法加工的小孔。
本文将介绍电火花小孔工艺的参数设置及其对加工效果的影响。
1. 放电参数放电参数是影响电火花小孔加工效果的关键因素。
主要包括放电电压、放电电流、放电时间和放电重复次数等。
通常情况下,放电电压越高、放电电流越大、放电时间越长、放电重复次数越多,对材料加工的能量就越大,加工效果也就越好。
但是,过高的放电参数可能会导致材料过度烧蚀、电极磨损、工件表面粗糙度增加等问题。
2. 工作液参数工作液是电火花小孔加工中必不可少的介质,它不仅能够冷却电极和工件,还能够清洗加工过程中产生的大量金属粉末。
工作液的参数主要包括种类、浓度、温度和流量等。
一般来说,工作液浓度越高、温度越低、流量越大,对加工效果就越好。
但是,过高的浓度和过低的温度可能会导致加工速度变慢,而过大的流量则会影响放电效果。
3. 电极参数电极是电火花小孔加工中的重要组成部分,直接影响加工精度和表面质量。
电极的参数主要包括材料、形状、尺寸和加工表面粗糙度等。
一般来说,电极的材料应该具有良好的导电性和耐磨性,而电极的形状和尺寸应该根据加工要求进行设计。
此外,电极加工表面的粗糙度也会直接影响加工效果和电极寿命。
总之,电火花小孔工艺参数的设置对于加工效果有着至关重要的影响。
在实际工作中,应该根据材料的性质和加工要求,合理地设置放电参数、工作液参数和电极参数,以达到最佳的加工效果。
电火花加工工艺电火花加工工艺是一种常用的金属加工技术,它通过电脉冲放电来加工金属材料,广泛应用于模具制造、航空航天、汽车制造等领域。
本文将对电火花加工工艺进行详细介绍。
一、电火花加工的原理电火花加工是利用电脉冲放电的高能量和高温效应,使电极和工件之间产生电火花放电,通过电火花的瞬间高温和高压力作用,将工件材料局部熔化、蒸发和氧化剥离,从而实现对工件的加工和形状加工。
二、电火花加工的优势1. 可以加工高硬度和脆性材料,如模具钢、硬质合金等,具有很高的加工精度和表面质量。
2. 无需直接接触工件,避免了切削力对工件的影响,不会产生变形和应力。
3. 可以加工复杂形状的工件,如内孔、花键等。
4. 适用于小批量和中小型零件的加工,具有较高的生产效率。
三、电火花加工的工艺步骤1. 设计CAD图纸,确定加工轮廓和尺寸。
2. 选择合适的电极材料和电极形状。
3. 将工件和电极固定在加工台上,保持一定的间隙,并通过工作液冷却电极。
4. 设置加工参数,包括脉冲电流、脉冲宽度、脉冲间隔等。
5. 开始加工,通过电极和工件之间的电火花放电来实现材料的加工。
6. 定期检查电极磨损情况,及时更换电极,保持加工质量。
四、电火花加工的应用领域1. 模具制造:电火花加工可以加工出复杂的模具零件,如模具芯腔、模具孔等,提高模具的精度和质量。
2. 航空航天:电火花加工可以用于加工航空发动机的叶片、涡轮盘等高精度零件。
3. 汽车制造:电火花加工可以用于加工汽车发动机的气门座、缸套等零件。
4. 钣金加工:电火花加工可以用于加工钣金件的孔、开槽等。
五、电火花加工的发展趋势1. 精度提高:随着电火花加工技术的不断发展,加工精度将进一步提高,可实现亚微米级的加工精度。
2. 加工速度提高:通过优化电极材料和加工参数,将进一步提高电火花加工的加工速度,提高生产效率。
3. 自动化程度提高:引入机器人和自动化设备,实现电火花加工的自动化生产,减少人工干预,提高生产效率和一致性。
先进制造技术结课论文题目:电火花加工参数影响加工精度简析学生学院机电工程学院专业机械工程学号电火花加工参数影响加工精度简析摘要:随着我国机械制造业的快速发展,电火花加工技术在民用和国防工业中的应用越来越多,特别是数控电火花成形加工机床和数控电火花线切割加工机床不仅在模具制造业中广泛应用,而且在一般机械加工企业中逐渐普及。
本篇要点是电火花加工的精度,通过对放电间隙的大小及其一致性、工具电极的损耗及其稳定性和“二次放电”去改善,提高电火花加工精度。
关键词:电火花;线切割;二次放电;加工精度引言随着现代工业的深入发展,越来越精密化的市场需求,对企业也提出了更高的加工精度要求,使高精密模具制造能力成为企业的核心竞争力。
公司原±0.005mm的电火花加工精度,已不能满足松下、住友、高野精密、技研新阳等越来越多客户,提出的模具工件电火花加工尺寸±0.002mm、清角加工R0.02mm以下高精度要求。
只有满足客户的高精度加工要求,公司才可能实现高精密模具从国外进口到国内制造,降低模具制造成本,提升企业竞争力。
1 电火花加工原理电火花加工是一种利用电能和热能进行加工的新工艺,俗称放电加工(EDM)。
电火花加工与一般切削加工的区别在于,电火花加工时工具与工件并不接触,而是靠工具与工件间不断产生的脉冲性火花放电,利用放电时产生局部、瞬时的高温把金属材料逐步蚀除下来,由于在放电过程中有可见火花产生,故称电火花加工。
电火花加工是基于在绝缘的工作液中工具和工件之间脉冲性火花放电局部、瞬时产生的高温,是工件表面的金属熔化、气化、抛离工件表面的原理。
电火花加工的原理图如下图所示,当工件与工具两电极间电压加到直流100V左右,极间某一间隙最小处或绝缘强度最低处介质被击穿引起电离并产生火花放电,产生瞬时高温,使工具与工件表面蚀除掉一小部分金属,各自形成一个小凹坑。
然后经过一段时间间隔,排除电蚀产物和介质恢复绝缘,再在两级间加电…,如此连续的重复放电,工具电极不断地向工件进给就可将工具的形状复制在工件上,加工出所需要的零件。
电火花加工工艺参数优化研究电火花加工是一种非常重要的工艺,广泛应用于制造业中的模具加工、电极加工等领域。
而工艺参数的优化则是电火花加工过程中的关键步骤,直接影响到加工效率和加工质量。
本文将探讨电火花加工工艺参数优化的研究。
首先,我们来了解一下电火花加工的原理。
电火花加工是利用电腐蚀原理进行材料的加工和切割的一种先进工艺。
其基本原理是通过电脉冲将电能转化为热能,使工件表面局部区域产生高温和高压的电火花放电,从而使工件材料发生融化、蒸发和氧化等现象,实现对工件材料的加工和切割。
而工艺参数的优化则是指在电火花加工过程中,选择合适的工艺参数,以达到最佳的加工效果。
在电火花加工过程中,有许多与工艺参数相关的因素需要考虑。
首先是电极材料的选择。
电极材料直接影响到放电能量和电极寿命。
常见的电极材料有铜、铜-钨合金、纯金等。
不同的材料有不同的导电性和耐磨性,需要根据具体情况选择合适的电极。
其次是放电参数的选择。
放电参数包括放电电压、放电电流、放电时间等。
放电电压是指在放电过程中加在电极之间的电势差,放电电流是指通过电极之间的电流,而放电时间则是指放电过程的时间长短。
这些参数的选择需要根据材料的特性和加工要求来确定,过高或过低的参数都会影响到加工效果。
此外,工艺参数的优化还要考虑到电极形状和材料的匹配。
电极形状决定了放电过程中的放电形式,不同的形状适合加工不同形状的工件。
而电极材料的匹配则是指选择与工件材料相匹配的电极材料,以保证加工质量和效率。
为了优化电火花加工的工艺参数,我们可以采用实验方法和数值模拟方法。
实验方法是通过实际的试验进行参数的调整和优化。
通过不断调整参数,观察加工效果,找到最佳的参数组合。
而数值模拟方法则是通过计算机仿真模拟工艺过程,预先确定最佳的参数组合。
这种方法可以节省时间和成本,提高工艺的稳定性和可靠性。
另外,我们还可以借助一些优化算法来进行工艺参数的优化。
优化算法是指通过数学和计算方法,对于给定的目标函数和约束条件,找到最优解的一种方法。
电火花加工的三个重要电参数电火花加工,听上去是不是有点高大上?其实就是利用电流的力量,给金属零件“开个小会”,让它们变得更精致!今天咱们就来聊聊这个过程中三个超级重要的电参数,别急,保证轻松幽默,绝对不让你打瞌睡。
1. 放电电压1.1 什么是放电电压?放电电压就像是电火花加工里的“开场白”,没它,这场技术盛宴就开不了场。
简单来说,它是电流在电极间跃跃欲试的那种“激情”,通过它,金属表面会产生高温,瞬间蒸发,形成小坑坑。
想象一下,电流就像个不安分的小孩,电压越高,它的兴奋程度就越高,冲劲十足。
1.2 放电电压的影响那么,放电电压有啥影响呢?首先,电压高了,金属表面损耗也跟着上升,放电效率嗖嗖地往上涨。
可是,电压不能随便调,过高了可能让加工变得“肆无忌惮”,结果可能是误伤其他部件,真是得不偿失。
就像做饭,火候掌握不好,菜都糊了可就麻烦了!2. 放电电流2.1 放电电流的定义接下来咱们说说放电电流,简单说就是电流通过电极时的“力度”。
它就像你推门的力量,力度不够,门不动;力量过大,门也可能坏掉。
电火花加工里,放电电流决定了电极的“动作幅度”,而这又直接影响了加工的速度和效果。
2.2 放电电流的调节不过,调节放电电流可得小心点,过低会让加工变得像蜗牛爬,效率低得吓人;过高了又容易让电极损耗过快,简直是赔了夫人又折兵!所以,适中的放电电流就像找到了最合适的鞋子,走起来才舒服,效果才好。
3. 脉冲宽度3.1 脉冲宽度的概念最后我们聊聊脉冲宽度。
这玩意儿听上去有点复杂,但其实不然。
脉冲宽度就像是一场舞会的节奏,长短不一,给人不同的感觉。
在电火花加工中,脉冲宽度决定了电流作用的时间长短,影响了材料去除的效率。
3.2 如何选择脉冲宽度如果脉冲宽度设置得太长,金属表面可能会烧焦;而如果太短,材料去除效果又差。
想象一下,咱们在跳舞,舞步不稳,节奏跟不上,结果只能是踩到别人的脚,场面尴尬得不行。
因此,找到合适的脉冲宽度,就像找到对的舞伴,一切都顺畅多了。
从放电能量角度分析选择电火花加工工艺参数
摘要:放电脉冲能量是影响加工速度、放电间隙、电极损耗、加工表面粗糙度、加工精度及表面质量的主要因素,从放电能量角度研究石墨工具电极电火花加工工艺参数,并以应用为目的,以文献资料数据为依据,制作了以单个脉冲能量为自变量,以表面粗糙度、蚀除速度、单边侧面放电间隙及电极损耗为因变量的一体化的关系曲线图,为工具电极设计与加工、电
火花放电成型加工提供一种更符合生产过程的工艺参数分析选择方法。
关键词:石墨电极;电极设计;电火花加工;电加工参数;放电间隙;电极损耗率
引言
1.脉冲能量是影响电火花加工的重要因素
电火花加工是模具行业中的关键技术,电火花加工的质量直接影响模具的使用性能和寿命。
但电火花加工最突出的局限性是加工速度较慢和存在电极损耗[1],加工速度较慢直接影响加工效率,电极损耗既影响加工效率,又影响模具加工质量。
加工速度、电极损耗都与脉冲能量紧密相关,电子和正离子对电极表面的轰击是影响能量分布的主要因素,而能量在两极上的分配对两个电极电蚀量的影响是一个极为重要的因素。
[2]
脉冲能量还对表面变化层产生较大影响,由于受放电点传来的高温影响,使材料金相组织发生变化,从而影响模具表面质量。
2.电火花加工工艺参数选择方法有待提高
实际生产中,电极的设计与加工时选取电火花加工工艺参数,存在很多不科学的地方,如选取单边侧面放电间隙是依经验值,常按“粗加工电极留火花位(即单侧面放电间隙)0.15mm,加工电极留火花位0.05mm”去使用,这简单方便,但不精确。
因为科学的做法要查阅很多图表,如铜+加工钢﹣时表面粗糙度与脉冲宽度和脉冲峰值电流的关系图、单边侧面放电间隙与脉冲宽度和脉冲峰值电流的关系图、工件蚀除速度与脉冲宽度和脉冲峰值电流的关系图、电极损耗率与脉冲宽度和脉冲峰值电流的关系图等[2]。
从这些关系曲线图可知,电火花加工中电规准的变量及取值很多,它们相互影响,给参数的正确选择增加了难度,选择电火花加工工艺参数已成为模具行业中一项关键而复杂的技术,因此非常有必要研究一种更为简便的工艺参数选择方法。
3.石墨工具电极单个脉冲放电能量的分析
脉冲能量、工作液、加工面积和加工极性选择等对电极加工性能的都有影响,
但脉冲能量对电火花加工特性有重要的影响。
由电火花加工时的各种放电状态[1]可知,计算脉冲能量并不能用峰值电压。
由于击穿后间隙上的火花维持电压是一个与电极对材料及工作液种类有关的数值(如在煤油中用石墨加工钢时约为25~30V)。
在通常的晶体管脉冲电源中,脉冲电流近似地为一矩形波,正负极的电蚀量正比于放电电流的幅值和电流脉宽。
[3]故当石墨加工钢时的脉冲能量为
WM=(25~30)
WM单个脉冲放电能量,J;脉冲电流幅值,A;电流脉宽,μs
4.石墨工具电极单个脉冲放电能量与电火花加工工艺指标的关系
根据当石墨加工钢时的脉冲能量公式WM=(25~30),现取击穿后间隙上的火花维持电压为28V,根据现有的石墨加工钢时电火花加工的工艺参数图表中[3],取te电流脉宽中的短脉宽值和长脉宽值(分析工件蚀除速度与脉冲能量的关系时特别选用了蚀除速度最高的中脉宽值),脉冲电流幅值取不同的值进行计算,计算出单个脉冲放电能量,使用插值算法分别求出对应的表面粗糙度、单边侧面放电间隙、工件蚀除速度、电极损耗率等四个主要的工艺指标。
根据表面粗糙度与脉冲能量的关系,把单个脉冲放电能量的对数为自变量作为横坐标,以表面粗糙度的对数为纵坐标,生成石墨+加工钢-时表面粗糙度与脉冲能量的关系图,生成乘幂趋势线,如图1中Wm-Ra部分所示。
石墨+、钢-时表面粗糙度与脉冲能量的关系图可见,在一定加工条件时,电蚀表面的粗糙度评定参数Ra随单个脉冲能量增大而增大。
要减少表面粗糙度Ra 的值,则必须减少单个脉冲的能量。
根据单边侧面放电间隙与脉冲能量的关系,把单个脉冲放电能量的对数为自变量作为横坐标,以单边侧面放电间隙为纵坐标,生成石墨+加工钢-时单边侧面放电间隙与脉冲能量的关系图,生成乘幂趋势线,如图1中Wm-SL部分所示。
电火花放电加工时,工具电极与工件之间发生脉冲放电需要保持一定的放电间隙,为使加工出的工件型孔尺寸符合设计要求,电极尺寸沿加工轮廓上要减小一个单边侧放电间隙,也称为火花位。
由图1中Wm-SL分析可见,单边侧面放电间隙随单个脉冲能量增大而增大,由于横坐标为对数值,而纵坐标为非对数刻度值,增长幅度呈先缓后急的趋势。
单边侧面放电间隙影响加工精度,对复杂形状的加工表面影响尤其严重。
单边侧面放电间隙和选取从工具电极、电极成形加工到放电成型加工都要使用,因此生产中必须结合实际情况统一选取。
放电面积越大,脉冲能量必须增加,相应的单边侧面放电间隙也应变大。
根据工件蚀除速度与脉冲能量的关系,把单个脉冲放电能量的对数为自变量
作为横坐标,以工件蚀除速度的对数值作为纵坐标,生成石墨+、钢-时工件蚀除速度与脉冲能量的关系图,生成乘幂趋势线,如图1中Wm-Vw部分所示。
在图1中Wm-Vw部分中,左上方的趋势线由的短脉宽的te电流脉冲生成,中间的趋势线由蚀除速度最高的中脉宽的te电流脉冲生成,右下方的趋势线由长脉宽的te电流脉冲生成,从三个趋势线分析可见,在脉冲能量1E+04~1.5E+05J 区域间,相同的脉冲能量,短脉宽的te电流脉冲的工件蚀除速度反而最高,长脉宽的te电流脉冲的工件蚀除速度反而最低,因此由WM=(25~30)可知,WM相同时,与te成反比,工件蚀除速度与脉冲电流幅值关系最大,脉冲电流幅值越大,工件蚀除速度越高,电流幅值变小,加工速度下降。
石墨电极与铜电极相比,因有极好的耐热性,可加大电流值,提高生产效率。
粗加工时,可以用较大电流。
但是在一定加工面积条件下,有一个极限,超过这个极限,会造成加工不稳定,电极和工件会产生拉弧烧伤,生产率反而降低。
但从整个关系图分析可知,相同的脉冲电流幅值,选用中脉宽的时,工件蚀除速度最高。