特种加工实验指导书样本
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精密与特种加工技术综合实验指引书
一、实验目
1、理解数控电火花线切割、电火花成型加工机床工作原理、工艺特点及应用范畴。
2、理解数控电火花线切割、电火花成型加工机床基本构成及各某些作用。
3、理解放电加工中重要影响因素。
4、掌握数控电火花线切割、电火花成型加工工艺及操作办法,并能编制普通零件数控程序。
二、实验仪器
DK7740、DK7750数控电火花线切割,D540电火花成型加工机床
三、实验原理
(一)电火花加工简介
电火花加工也叫放电加工,是运用电能和热能进行加工,靠工具电极和工件电极之间脉冲性火花放电,在工件电极表面产生局部瞬间高温,来蚀除多余金属工艺办法。
1940年先后,苏联科学家拉扎连柯夫妇发现,电器开关通断电时产生火花,导致烧毛甚至损毁现象。之后通过一系列研究,苏联在上世纪50年代末发展出运用电火花来进行加工新工艺。
当前,电火花加工重要涉及电火花线切割加工和电火花成型加工两大类,多采用数控技术,重要用来加工硬质合金、淬火钢等难以加工材料,以及复杂表面和有特殊规定零件。
(二)电火花线切割加工
电火花线切割工作原理是运用移动细金属丝(铜丝或钼丝)作为工具电极,对工件进行脉冲火花放电,切割成形。
1、电火花线切割加工原理
电火花线切割加工基本原理如图1所示,被切割工件作为工件电极,电极丝
作为工具电极。电极丝接脉冲电源负极,当来一种电脉冲时,在电极丝和工件之间就也许产生一次火花放电,在放电通道中瞬时可达到5000℃以上高温使工件局部金属熔化,甚至少量汽化,高温也使电极和工件之间工作液某些产生汽化,并且有爆炸特性。靠这种热膨胀和局部微爆炸,抛出熔化和汽化了金属材料而实现对工件材料进行电蚀切割加工。
2、电火花线切割机分类
依照电极丝移动速度即走丝速度,电火花线切割即普通分为两大类:走丝速度低于0.2m/s低速走丝电火花线切割机,也叫慢走丝;走丝速度为8~10m/s高速走丝电火花线切割机,也叫快走丝。国内电火花线切割机床大多是快走丝,其价格低,采用工具电极钼丝可以往复使用,但加工精度低,穿丝困难;慢走丝加工精度高,穿丝容易,但价格较高,并且所用加工电极黄铜丝都是一次性使用,导致加工成本远高于快走丝。
表 1 电火花线切割机工艺参数
工艺指标机型工具电极
走丝速度
m∕s
加工精度
/μm
表面粗糙度
(Ra)∕μm
最大加工速度
㎜²∕min
低速走丝黄铜丝,一
次性使用
≤0.2 0.2 0.1 300
高速走丝钼丝,可以
往复使用
8~10 1.5 2.5 120 图1 电火花线切割加工原理
3、DK7750高速走丝线切割机床构成某些
高速走丝电火花线切割机DK7750机床型号及重要技术参数含义如下:
高速走丝线切割机重要由机床、脉冲电源、控制系统三大某些和工作液循环系统构成如图2所示。
(1)机床本体
机床本体由床身、走(运)丝装置、工作台和丝架等构成。
①床身用于支承和连接工作台、运丝装置等部件和工作液循环系统。
②走(运)丝装置电机通过连轴节带动储丝筒交替作正、反向运动,钼丝整洁地排列在储丝筒上,并通过丝架作往复高速移动。
③工作台用于安装并带动工件在水平面内作X、Y两个方向移动。工作台分上、下两层,分别与X、Y向丝杠相连,由两个步进电机分别驱动。步进电机D K 7 7 50
基本参数代号(工作台横向行程500㎜)
型别代号(高速走丝线切割机床)
组别代号(电火花加工机床)
机床特性代号(数控)
机床类别代号(电加工机床)
图2 DK7750高速走丝线切割机床构造简图
1-储丝筒;2-走丝溜板;3-丝架;4-上工作台;5-下工作台;6-床身;
每接受到计算机发出一种脉冲信号,其输出轴就旋转一种步距角,再通过一对变速齿轮带动丝杠转动,从而使工作台在相应方向上移动0.001㎜。工作台有效行程为550㎜×650㎜。
④丝架丝架重要功能是在电极丝按给定丝速度运动时,对电极丝起支撑作用,并使电极丝工作某些与工作台平面保持一定几何角度。
(2)脉冲电源
脉冲电源又称高压电源,其作用是把普通50Hz交流电转换成高频率单向脉冲电压,加工中供应火花放电能量。电极丝接脉冲电源负极,工件接正极。
(3)微机控制装置
微机控制装置重要功能是轨迹控制。其控制精度为±0.001㎜,机床切割加工精度为±0.01㎜。
(4)工作液循环系统
由工作液泵、工作液箱和循环导管构成。工作液起绝缘、排屑、冷却作用。每次脉冲放电后,工件与(钼丝)之间必要迅速恢复绝缘状态,否则脉冲放电就会转变为稳定持续电弧放电,影响加工质量。在加工过程中,工作液可把加工过程中产生金属微颗粒迅速从电极之间冲走,使加工顺利进行,工作液还可冷却受热电极丝和工件,防止烧丝和工件变形。
4、电火花线切割工艺特点
(1)不需要特定工具电极,用简朴电极丝即可对工件进行加工。可切割各种高硬度、高强度、高韧性和高脆性导电材料,如淬火钢、硬质合金等。
(2)电极丝比较细,并且电极丝在加工中不断移动,基本上可以不考虑电极丝损耗对加工精度影响,有助于加工微细异形孔、窄缝和复杂形状工件。尺寸精度可达0.02~0.01㎜,表面粗糙度Ra值可达1.6μm。还可以切割带斜度模具或工件。
(3)自动化限度高,操作以便,劳动强度低。
(4)加工周期短,成本低。
(三)电火花成型加工
1、电火花成型加工原理
与电火花线切割加工不同,电火花成型加工需要依照工件大小、形状和复杂限度,设计特定工具电极。
从微观角度,工具电极与工件电极表面是凸凹不平。在脉冲电源作用下,两个电极之间工作液介质(普通是煤油)被击穿,形成火花放电,导致瞬间高温。高温作用下,工作液介质被汽化,同步也使金属材料熔化乃至汽化,这些汽化后工作液和金属蒸汽瞬间迅速向外膨胀形成气泡,将熔化和汽化金属向外抛出。抛出金属遇冷凝结成小颗粒,电极表面则形成电坑。这时可以看到放电间隙处冒出诸多小气泡,工作液变黑,并有轻微爆炸声。随着脉冲电压下降至零,一次脉冲放电过程结束。
2、电火花成型机分类
按用途不同,惯用电火花加工机床有电火花穿孔和成形加工机床。
按机床构造不同,分为立柱式、龙门式、滑枕式、悬臂式和台式。立柱式是最惯用构造形式,在床身上安装了立柱和工作台。工作台下是X轴和Y轴拖板,可以完毕水平方向移动。
3、D540电火花成形机床构成某些
依照《特种加工机床型号编制办法》,D540电火花成形机机床型号及重要技术参数含义如下: