《典型機(jī)械電產(chǎn)品構(gòu)造-電火花加工機(jī)床》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《典型機(jī)械電產(chǎn)品構(gòu)造-電火花加工機(jī)床（72頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、典 型 機(jī) 械 （ 電 ） 產(chǎn) 品 構(gòu) 造第 四 章 電 火 花 加 工 機(jī) 床 特 種 加 工 定 義 ： 特 種 加 工 是 當(dāng) 傳 統(tǒng)切 削 加 工 方 法 車 、 銑 、 鉆 、 鏜 、刨 、 磨 、 拉 、 齒 形 加 工 對(duì) 產(chǎn) 品（ 或 材 料 ） 無(wú) 法 實(shí) 施 或 保 證 不 了規(guī) 定 的 精 度 要 求 時(shí) ， 而 應(yīng) 用 物 理的 電 、 化 學(xué) 、 光 、 聲 、 熱 等 方 法進(jìn) 行 加 工 的 手 段 。 特 種 加 工 與 傳 統(tǒng) 加 工 方 法 的 比 較 ： 傳 統(tǒng) 加 工 方 法 依 靠 機(jī) 械 能 、 切 削 （ 磨削 ） 力 去 除 工 件 上 多 余

2、的 材 料 （ 接 觸 式的 、 工 具 硬 度 高 于 被 加 工 材 料 的 硬 度 ） 。 特 種 加 工 用 其 他 能 量 去 除 金 屬 材 料（ 工 具 硬 度 可 以 低 于 被 加 工 材 料 的 硬 度 、非 接 觸 式 的 、 工 具 和 工 件 之 間 不 存 在 切削 力 ） 。 表 常 用 特 種 加 工 方 法 的 分 類 加 工 方 法 主 要 能 量 形 式 作 用 形 式 符 號(hào) 電 火 花 成 型 加 工 電 能 、 熱 能 熔 化 、 氣 化 EDM 電 火 花 加 工 電 火 花 線 切 割 加 工 電 能 、 熱 能 熔 化 、 氣 化 WEDM 電

3、 解 加 工 電 化 學(xué) 能 金 屬 離 子 陽(yáng) 極 溶 解 ECM(ELM) 電 解 磨 削 電 化 學(xué) 能 、 機(jī) 械 能 陽(yáng) 極 溶 解 、 磨 削 EGM(ECG) 電 解 研 磨 電 化 學(xué) 能 、 機(jī) 械 能 陽(yáng) 極 溶 解 、 研 磨 ECH 電 鑄 電 化 學(xué) 能 金 屬 離 子 陰 極 沉 積 EFM 電 化 學(xué) 加 工 涂 鍍 電 化 學(xué) 能 金 屬 離 子 陰 極 沉 積 EPM 激 光 束 加 工 光 能 、 熱 能 熔 化 、 氣 化 LBM 電 子 束 加 工 光 能 、 熱 能 熔 化 、 氣 化 EBM 離 子 束 加 工 電 能 、 機(jī) 械 能 切 蝕 IBM

4、 高 能 束 加 工 等 離 子 弧 加 工 電 能 、 熱 能 熔 化 、 氣 化 PAM 超 聲 加 工 聲 能 、 機(jī) 械 能 切 蝕 USM 磨 料 流 加 工 機(jī) 械 能 切 蝕 AFM 物 料 切 蝕 加 工 液 體 噴 射 加 工 機(jī) 械 能 切 蝕 HDM 化 學(xué) 銑 削 化 學(xué) 能 腐 蝕 CHM 化 學(xué) 拋 光 化 學(xué) 能 腐 蝕 CHP 化 學(xué) 加 工 光 刻 光 能 、 化 學(xué) 能 光 化 學(xué) 腐 蝕 PCM 電 化 學(xué) 電 弧 加 工 電 化 學(xué) 能 熔 化 、 氣 化 腐 蝕 ECAM 復(fù) 合 加 工 電 解 電 化 學(xué) 機(jī) 械 磨 削 電 能 、 熱 能 離 子

5、溶 解 、 熔 化 、 切 割 MEEC 電 火 花 加 工 的 起 源 ： 電 火 花 加 工 中 的 電 蝕 現(xiàn) 象 早 在 20世 紀(jì) 初 就 被 人 們 發(fā)現(xiàn) ， 如 插 頭 、 開 關(guān) 的 啟 閉 所 產(chǎn) 生 的 電 火 花 對(duì) 接 觸 表 面 的損 害 。 但 真 正 將 電 蝕 現(xiàn) 象 運(yùn) 用 到 實(shí) 際 生 產(chǎn) 加 工 中 的 是 ：20世 紀(jì) 中 期 前 蘇 聯(lián) 的 拉 扎 林 科 夫 婦 倆 在 研 究 開 關(guān) 觸 點(diǎn)遭 受 火 花 放 電 腐 蝕 損 壞 的 現(xiàn) 象 和 原 因 時(shí) ， 發(fā) 現(xiàn) 電 火 花 的瞬 時(shí) 高 溫 使 局 部 金 屬 熔 化 、 氣 化 而 被

6、蝕 除 掉 ， 從 而 開 創(chuàng)和 發(fā) 明 了 電 火 花 加 工 方 法 ， 并 于 1943年 利 用 電 蝕 原 理研 制 出 世 界 上 第 一 臺(tái) 實(shí) 用 化 的 電 火 花 加 工 裝 置 。 我 國(guó) 在20世 紀(jì) 50年 代 初 期 開 始 研 究 電 火 花 設(shè) 備 ， 并 于 60年 代初 研 制 出 第 一 臺(tái) 靠 模 仿 形 電 火 花 線 切 割 機(jī) 床 ， 隨 后 研 制出 具 有 我 國(guó) 特 色 的 高 速 走 絲 線 切 割 機(jī) 床 。 電 火 花 加 工 又 稱 放 電 加 工 (Electrical Discharge Machining， 簡(jiǎn) 稱 EDM)：是

7、 一 種 利 用 電 、 熱 能 量 進(jìn) 行 加 工 的 方 法 。加 工 過(guò) 程 中 ， 工 具 和 工 件 之 間 不 斷 產(chǎn) 生 脈 沖 性 的火 花 放 電 。 靠 放 電 時(shí) 局 部 、 瞬 時(shí) 產(chǎn) 生 的 高 溫 把金 屬 蝕 除 下 來(lái) 。 因 放 電 過(guò) 程 可 見 到 火 花 ， 故 稱之 為 電 火 花 加 工 。日 、 英 、 美 稱 之 為 放 電 加 工 ， 蘇 聯(lián) 稱 電 蝕 加 工 。 在 絕 緣 工 作 液 中 工具 和 工 件 （ 正 、 負(fù) 電極 ） 之 間 脈 沖 式 火 化放 電 局 部 、 瞬 時(shí) 產(chǎn) 生高 溫 ， 使 工 件 表 面 的金 屬 熔 化

8、 、 氣 化 、 拋離 工 件 表 面 。 利 用 這 一 電 腐 蝕現(xiàn) 象 來(lái) 蝕 除 多 余 的 金屬 ， 以 達(dá) 到 對(duì) 零 件 的尺 寸 、 形 狀 及 表 面 質(zhì)量 預(yù) 定 的 加 工 要 求 。一 、 電 火 花 加 工 的 原 理 和 機(jī) 理 電 火 花 用 于 尺 寸 加 工 的 條 件a.工 具 和 工 件 之 間 保 持 適 當(dāng) 的 距 離 。b. 電 火 花 放 電 瞬 時(shí) 的 脈 沖 性 放 電 。c.加 工 必 須 在 介 質(zhì) 中 進(jìn) 行 。 a. 脈沖電源b. 間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)器c. 機(jī)床本體d. 工作液及其循環(huán)過(guò)濾裝置o.設(shè) 備 組 成 圖 4-2 電 火 花 表 面

9、 局 部 放 大 圖(a) 單脈沖放電凹坑 (b) 多脈沖放電凹坑 電 火 花 加 工 基 于 電 火 花 腐 蝕 原 理 ， 是 在 工 具電 極 與 工 件 電 極 相 互 靠 近 時(shí) ， 極 間 形 成 脈 沖性 火 花 放 電 ， 在 電 火 花 通 道 中 產(chǎn) 生 瞬 時(shí) 高 溫 ，使 金 屬 局 部 熔 化 ， 甚 至 氣 化 ， 從 而 將 金 屬 蝕除 下 來(lái) 。 那 么 兩 電 極 表 面 的 金 屬 材 料 是 如 何被 蝕 除 下 來(lái) 的 呢 ？ 這 一 過(guò) 程 大 致 分 為 以 下 幾個(gè) 階 段 (如 圖 所 示 )： 脈沖電源 工具電極工件電極 (a) (b) (c

10、)(d) (e)B A(1) 極 間 介 質(zhì) 的 電 離 、 擊 穿 ， 形 成 放 電 通 道 (如 圖 (a)所 示 )。 工 具 電 極 與 工 件 電極 緩 緩 靠 近 ， 極 間 的 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 增 大 ， 由 于 兩 電 極 的 微 觀 表 面 是 凹 凸 不 平 的 ，因 此 在 兩 極 間 距 離 最 近 的 A、 B處 電 場(chǎng) 強(qiáng) 度 最 大 。(2) 電 極 材 料 的 熔 化 、 氣 化 熱 膨 脹 (如 圖 (b)、 (c)所 示 )。 液 體 介 質(zhì) 被 電 離 、 擊 穿 ，形 成 放 電 通 道 后 ， 通 道 間 帶 負(fù) 電 的 粒 子 奔 向 正 極 ，

11、帶 正 電 的 粒 子 奔 向 負(fù) 極 ，粒 子 間 相 互 撞 擊 ， 產(chǎn) 生 大 量 的 熱 能 ， 使 通 道 瞬 間 達(dá) 到 很 高 的 溫 度 。 通 道 高 溫首 先 使 工 作 液 汽 化 ， 進(jìn) 而 氣 化 ， 然 后 高 溫 向 四 周 擴(kuò) 散 ， 使 兩 電 極 表 面 的 金 屬材 料 開 始 熔 化 直 至 沸 騰 氣 化 。 氣 化 后 的 工 作 液 和 金 屬 蒸 氣 瞬 間 體 積 猛 增 ， 形 成 了 爆 炸 的 特 性 。 所 以 在 觀 察 電 火 花 加 工 時(shí) ， 可 以 看 到 工 件 與 工 具 電 極 間 有冒 煙 現(xiàn) 象 ， 并 聽 到 輕

12、微 的 爆 炸 聲 。(3) 電 極 材 料 的 拋 出 (d)所 示 。 正 負(fù) 電 極 間 產(chǎn) 生 的 電 火 花 現(xiàn) 象 ， 使 放 電 通 道 產(chǎn) 生 高 溫 高 壓 。 通 道 中 心 的壓 力 最 高 ， 工 作 液 和 金 屬 氣 化 后 不 斷 向 外 膨 脹 ， 形 成 內(nèi) 外 瞬 間 壓 力 差 ， 高壓 力 處 的 熔 融 金 屬 液 體 和 蒸 汽 被 排 擠 ， 拋 出 放 電 通 道 ， 大 部 分 被 拋 入 到 工作 液 中 。 仔 細(xì) 觀 察 電 火 花 加 工 ， 可 以 看 到 桔 紅 色 的 火 花 四 濺 ， 這 就 是 被 拋出 的 高 溫 金 屬

13、熔 滴 和 碎 屑 。 4 極 間 介 質(zhì) 的 消 電 離 (如 圖 (e)所 示 )。 加 工 液 流 入 放 電 間 隙 ， 將 電 蝕 產(chǎn) 物及 殘 余 的 熱 量 帶 走 ， 并 恢 復(fù) 絕 緣 狀 態(tài) 。 若 電 火 花 放 電 過(guò) 程 中 產(chǎn) 生 的 電 蝕 產(chǎn) 物來(lái) 不 及 排 除 和 擴(kuò) 散 ， 產(chǎn) 生 的 熱 量 將 不 能 及 時(shí) 傳 出 ， 使 該 處 介 質(zhì) 局 部 過(guò) 熱 ， 局部 過(guò) 熱 的 工 作 液 高 溫 分 解 、 積 炭 ， 使 加 工 無(wú) 法 繼 續(xù) 進(jìn) 行 ， 并 燒 壞 電 極 。 因 此 ，為 了 保 證 電 火 花 加 工 過(guò) 程 的 正 常 進(jìn)

14、 行 ， 在 兩 次 放 電 之 間 必 須 有 足 夠 的 時(shí) 間 間隔 讓 電 蝕 產(chǎn) 物 充 分 排 出 ， 恢 復(fù) 放 電 通 道 的 絕 緣 性 ， 使 工 作 液 介 質(zhì) 消 電 離 。上 述 步 驟 (1) (4)在 一 秒 內(nèi) 約 數(shù) 千 次 甚 至 數(shù) 萬(wàn) 次 地 往 復(fù) 式 進(jìn) 行 ， 即 單 個(gè) 脈 沖 放電 結(jié) 束 ， 經(jīng) 過(guò) 一 段 時(shí) 間 間 隔 (即 脈 沖 間 隔 )使 工 作 液 恢 復(fù) 絕 緣 后 ， 第 二 個(gè) 脈 沖又 作 用 到 工 具 電 極 和 工 件 上 ， 又 會(huì) 在 當(dāng) 時(shí) 極 間 距 離 相 對(duì) 最 近 或 絕 緣 強(qiáng) 度 最 弱處 擊 穿

15、 放 電 ， 蝕 出 另 一 個(gè) 小 凹 坑 。 這 樣 以 相 當(dāng) 高 的 頻 率 連 續(xù) 不 斷 地 放 電 ， 工件 不 斷 地 被 蝕 除 ， 故 工 件 加 工 表 面 將 由 無(wú) 數(shù) 個(gè) 相 互 重 疊 的 小 凹 坑 組 成 (如 圖1-2所 示 )。 所 以 電 火 花 加 工 是 大 量 的 微 小 放 電 痕 跡 逐 漸 累 積 而 成 的 去 除 金 屬的 加 工 方 式 。 二 、 電 火 花 加 工 的 特 點(diǎn) 及 其 應(yīng) 用優(yōu) 點(diǎn) ：1. 非 接 觸 加 工 ；2. 可 以 以 柔 克 剛 ， 實(shí)現(xiàn) 難 加 工 材 料 加 工 ；3. 可 以 加 工 特 殊 及 復(fù)

16、 雜 形狀 零 件 ；4. 脈 沖 參 數(shù) 可 在 較 大 范 圍內(nèi) 調(diào) 節(jié) ， 同 一 臺(tái) 機(jī) 床 完 成 粗 、精 加 工 ；5. 直 接 利 用 電 能 ， 便 于 實(shí)現(xiàn) 自 動(dòng) 化 。 缺 點(diǎn) ：1. 主 要 加 工 金 屬 導(dǎo) 電材 料 ；2. 加 工 速 度 慢 ；3. 存 在 電 極 損 耗 ；4. 有 最 小 圓 角 限 制 。 三 、 電 火 花 加 工 機(jī) 床 的 分 類 1. 電 火 花 穿 孔 成 型 加 工 2. 電 火 花 線 切 割 3. 電 火 花 成 型 磨 削 4. 電 火 花 高 速 小 孔 加 工 5.電 火 花 同 步 共 軛 回 轉(zhuǎn) 加 工 6. 電

17、 火 花 表 面 強(qiáng) 化 、 刻 字 分類依據(jù)：根據(jù)工件和工具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方式和用途 類 別 工 藝方 法 特 點(diǎn) 用 途 備 注1 電 火花 穿孔 成形 加工 1.工 具 和 工 件 件主 要 有 一 個(gè) 相 對(duì) 的伺 服 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng)2.工 具 為 成 形 電極 ， 與 被 加 工 表 面有 相 同 的 截 面 或 形狀 1.型 腔 加 工 ： 加 工各 類 型 腔 模 及 各 種 復(fù)雜 的 型 腔 零 件2.穿 孔 加 工 ： 加 工各 種 沖 模 、 擠 壓 模 、粉 末 冶 金 模 、 各 種 異形 孔 及 微 孔 等 約 占 電 火 花 機(jī) 床 總數(shù) 的 30%， 典 型 機(jī)床 有

18、 D7125、D7140等 電 火 花 穿孔 成 形 機(jī) 床2 電 火花 線切 割加 工 1.工 具 電 極 為 沿著 其 軸 線 方 向 移 動(dòng)著 的 線 狀 電 極2.工 具 與 工 件 在兩 水 平 方 向 同 時(shí) 有相 對(duì) 伺 服 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 1.切 割 各 種 沖 模 和具 有 直 紋 面 的 零 件2.下 料 、 截 割 和 窄縫 加 工3.直 接 加 工 出 零 件 約 占 電 火 花 機(jī) 床 總數(shù) 的 60%， 典 型 機(jī)床 有 DK7725、DK7740等 數(shù) 控 電 火花 線 切 割 機(jī) 床 3 電 火 花內(nèi) 孔 、外 圓 和成 形 磨削 1.工 具 與 工 件 有 相

19、 對(duì) 的旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng)2.工 具 與 工 件 間 有 徑 向和 軸 向 的 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 1.加 工 高 精 度 、 表 面粗 糙 度 值 小 的 小 孔 ， 如拉 絲 模 、 擠 壓 模 、 微 型軸 承 內(nèi) 環(huán) 、 鉆 套 等2.加 工 外 圓 、 小 模 數(shù)滾 刀 約 占 電 火 花機(jī) 床 總 數(shù) 的3%， 典 型 機(jī)床 有 D6310電火 花 小 孔 內(nèi)圓 磨 床4 電 火 花同 步 共軛 回 轉(zhuǎn)加 工 1.成 形 工 具 與 工 件 均 作旋 轉(zhuǎn) 運(yùn) 動(dòng) ， 但 兩 者 角 速度 相 等 或 成 整 數(shù) 倍 ， 接近 的 放 電 點(diǎn) 可 有 切 向 相對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 速 度2.工 具

20、相 對(duì) 工 件 可 作 縱、 橫 向 進(jìn) 給 運(yùn) 動(dòng) 以 同 步 回 轉(zhuǎn) ， 展 成 回 轉(zhuǎn) 、倍 角 速 度 回 轉(zhuǎn) 等 不 同 方式 ， 加 工 各 種 復(fù) 雜 形 面的 零 件 ， 如 高 精 度 的 異形 齒 輪 ， 精 密 螺 紋 環(huán) 規(guī) 、高 精 度 、 高 對(duì) 稱 、 表 面粗 糙 度 值 小 的 內(nèi) 、 外 回轉(zhuǎn) 體 表 面 等 約 占 電 火 花機(jī) 床 總 數(shù) 的1%以 下 ， 典型 機(jī) 床 有 JN-2,JN-8等 內(nèi)外 螺 紋 加 工機(jī) 床（ 續(xù) 前 表 ） （ 續(xù) 前 表 ）5 電 火花 高速 小孔 加工 1.采 用 0.3mm 3mm空 心 管 狀電 極 ， 管 內(nèi)

21、沖入 高 壓 水 基 工作 液2.細(xì) 管 電 極 旋 轉(zhuǎn) 1.加 工 速 度 可 高 達(dá)60mm/min， 深 徑 比 可達(dá) 1： 100以 上2.線 切 割 預(yù) 穿 絲 孔3.深 徑 比 很 大 的 小 孔 ，如 噴 嘴 等 約 占 電 火 花機(jī) 床 總 數(shù) 的2%， 典 型 機(jī)床 有 D7003A電 火 花 高 速小 孔 加 工 機(jī)床6 電 火花 表面 強(qiáng)化 、刻 字 1.工 具 在 工 件 表面 上 振 動(dòng)2.工 具 相 對(duì) 工 件移 動(dòng) 1.模 具 刃 口 ， 刀 具 、 量具 刃 口 表 面 強(qiáng) 化 和 鍍覆2.電 火 花 刻 字 、 打 印 記 約 占 電 火 花機(jī) 床 總 數(shù) 的

22、2%-3%， 典型 機(jī) 床 有D9105電 火花 強(qiáng) 化 機(jī) 等 四 、 電 火 花 數(shù) 控 加 工 機(jī) 床 的 組 成1 工 具 電 極 電 火 花 加 工 用 的 工 具 是 電火 花 放 電 時(shí) 的 電 極 之 一 ， 故稱 為 工 具 電 極 ， 有 時(shí) 簡(jiǎn) 稱 電極 。 由 于 電 極 的 材 料 常 常 是銅 (如 圖 1所 示 )。 在 生 產(chǎn) 中 ， 將 工 件 接 脈 沖 電 源 正極 (工 具 電 極 接 脈 沖 電 源 負(fù) 極 )的 加 工 稱 為 正 極 性 加 工 ， 反之 稱 為 負(fù) 極 性 加 工 。 圖 電 火 花 加 工 示 意 圖 4 1231工具電極；2工

23、件；3脈沖電源；4伺服進(jìn)給系統(tǒng) 2 脈 沖 電 源 在 電 火 花 加 工 過(guò) 程 中 ， 脈 沖 電 源 的 作 用是 把 工 頻 正 弦 交 流 電 流 轉(zhuǎn) 變 成 頻 率 較 高 的 單向 脈 沖 電 流 ， 向 工 件 和 工 具 電 極 間 的 加 工 間隙 提 供 所 需 要 的 放 電 能 量 以 蝕 除 金 屬 。 脈 沖電 源 的 性 能 直 接 關(guān) 系 到 電 火 花 加 工 的 加 工 速度 、 表 面 質(zhì) 量 、 加 工 精 度 、 工 具 電 極 損 耗 等工 藝 指 標(biāo) 。 圖 脈 沖 參 數(shù) 與 脈 沖 電 壓 、 電 流 波 形空載 火花 電弧 過(guò)渡電弧 短路i

24、 s 時(shí)間 / s電流 / A i e u i 時(shí)間 / sti to td tetp ti to電壓 / V 脈 沖 寬 度 ti脈 沖 間 隔 to(s)放 電 時(shí) 間 (電 流 脈 寬 )te(s)擊 穿 延 時(shí) td(s)脈 沖 周 期 tP(s)脈 沖 頻 率 fP(Hz) 對(duì) 脈 沖 電 源 的 要 求 為（ 1） 有 較 高 的 加 工 速 度（ 2） 工 具 電 極 損 耗 低（ 3） 加 工 過(guò) 程 穩(wěn) 定 性 好（ 4） 工 藝 范 圍 廣 3. 電 火 花 加 工 的 自 動(dòng) 進(jìn) 給 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 在 電 火 花 成 型 加 工 中 ， 電 極 與 工件 必 須 保 持

25、 一 定 的 放 電 間 隙 。 由 于工 件 不 斷 被 蝕 除 ， 電 極 也 不 斷 地 損耗 ， 故 放 電 間 隙 將 不 斷 擴(kuò) 大 。 如 果電 極 不 及 時(shí) 進(jìn) 給 補(bǔ) 償 ， 放 電 過(guò) 程 會(huì)因 間 隙 過(guò) 大 而 停 止 。 反 之 ， 間 隙 過(guò)小 又 會(huì) 引 起 拉 弧 燒 傷 或 短 路 ， 這 時(shí)電 極 必 須 迅 速 離 開 工 件 ， 待 短 路 消除 后 再 重 新 調(diào) 節(jié) 到 適 宜 的 放 電 間 隙 。 對(duì) 自 動(dòng) 進(jìn) 給 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 的 一 般 要 求 為 ： (1) 有 較 廣 的 速 度 調(diào) 節(jié) 跟 蹤 范 圍 。(2) 有 足 夠 的 靈

26、 敏 度 和 快 速 性 。(3) 有 較 高 的 穩(wěn) 定 性 和 抗 干 擾 能 力 。自 動(dòng) 進(jìn) 給 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 種 類 很 多 ， 按 照 執(zhí) 行 元 件 分為 ： 電 液 壓 式 ； 步 進(jìn) 電 機(jī) 式 ； 寬 調(diào) 速 力 矩 電動(dòng) 機(jī) ； 直 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) ； 交 流 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) ；直 線 電 機(jī) 2.5 電 火 花 加 工 的 自 動(dòng) 進(jìn) 給 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 圖 噴 嘴擋 板 式 電 液 壓 自 動(dòng) 調(diào) 節(jié) 器 工 作 原 理101112987 13Pt 141516171 234 5 6P0 1液壓箱；2溢流閥；3葉片液壓泵；4電動(dòng)機(jī)；5壓力表；6濾油器；7

27、節(jié)流閥；8噴嘴；9電機(jī)械轉(zhuǎn)換器；10動(dòng)圈；11靜圈；12擋板；13壓力14液壓缸；15活塞；16工具電極；17工件A2A1 1 動(dòng) 線 圈 兩 端 電 壓 為 零 ， 擋 板 處 于 最 高 位 置 ，噴 嘴 與 擋 板 距 離 最 大 ， 噴 嘴 流 量 最 大 ， 上 油腔 壓 降 最 大 ， p1減 小 ， p0A1G+p1A2， 活 塞桿 上 升 。2 動(dòng) 線 圈 兩 端 電 壓 最 大 ， 擋 板 降 到 最 低 位 置 ，噴 嘴 與 擋 板 距 離 為 零 ， 上 腔 和 下 腔 壓 強(qiáng) 相 等 ，p0A1G+p1A2， 活 塞 桿 下 降 。3 當(dāng) 擋 板 處 于 平 衡 位 置

28、 時(shí) ， p0A1=G+p1A2， 活塞 桿 靜 止 。 在 電 液 自 動(dòng) 進(jìn) 給 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 中 ， 液 壓 缸 、 活 塞 是 執(zhí) 行 機(jī) 構(gòu) 。由 于 傳 動(dòng) 鏈 短 及 液 體 的 基 本 不 可 壓 縮 性 ， 因 此 傳 動(dòng) 鏈 中 無(wú) 間隙 、 剛 度 大 、 不 靈 敏 區(qū) 小 ； 又 因 為 加 工 時(shí) 進(jìn) 給 速 度 很 低 ， 所以 正 、 反 向 慣 性 很 小 ， 反 應(yīng) 迅 速 ， 特 別 適 合 于 電 火 花 加 工 的低 速 進(jìn) 給 ， 故 20世 紀(jì) 80年 代 前 得 到 了 廣 泛 的 應(yīng) 用 ， 但 它 有漏 油 、 油 泵 噪 聲 大 、 占

29、地 面 積 較 大 等 缺 點(diǎn) 。圖 示 為 DYT-2型 液 壓 主 軸 頭 的 噴 嘴擋 板 式 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng) 的 工 作 原 理 圖 。 電 動(dòng) 機(jī) 4驅(qū) 動(dòng) 葉 片 液 壓 泵 3從油 箱 中 壓 出 壓 力 油 ， 由 溢 流 閥 2保 持 恒 定 壓 力 P0， 經(jīng) 過(guò) 濾 油 器 6后 分 兩 路 ， 一 路 進(jìn) 入 下 油 腔 ， 另 一 路 經(jīng)節(jié) 流 閥 7進(jìn) 入 上 油 腔 。 進(jìn) 入 上 油 腔 的 壓 力 油 從 噴 嘴 8與 擋 板 12的 間 隙 中 流 回 油 箱 ， 使 上 油 腔 的 壓 力 P1隨 此 間 隙 的 大 小 而 變 化 。 電機(jī) 械 轉(zhuǎn) 換

30、器 9主 要 由 動(dòng) 圈 (控 制 線 圈 )10與 靜 圈 (勵(lì) 磁 線 圈 )11等 組 成 。 動(dòng) 圈 處在 勵(lì) 磁 線 圈 的 磁 路 中 ， 與 擋 板 12連 成 一 體 。 改 變 輸 入 動(dòng) 圈 的 電 流 ， 可 使 擋 板 隨 動(dòng) 圈 動(dòng) 作 ， 從 而 改 變 擋板 與 噴 嘴 間 的 間 隙 。 當(dāng) 放 電 間 隙 短 路 時(shí) ， 動(dòng) 圈 兩 端 電 壓 為 零 ， 此 時(shí) 動(dòng) 圈 不 受 電 磁 力 的 作 用 ， 擋 板 受 彈 簧力 處 于 最 高 位 置 ， 噴 嘴 與 擋 板 門 開 口 為 最 大 ， 使 工 作 液 流 經(jīng) 噴 嘴 的 流 量 為 最 大

31、， 上 油 腔 的 壓 力 下 降 到最 小 值 ， 致 使 上 油 腔 壓 力 小 于 下 油 腔 壓 力 ， 故 活 塞 桿 帶 動(dòng) 工 具 電 極 上 升 。 當(dāng) 放 電 間 隙 開 路 時(shí) ， 動(dòng) 圈 電 壓最 大 ， 擋 板 被 磁 力 吸 引 下 移 到 最 低 位 置 ， 噴 嘴 被 封 閉 ， 上 、 下 油 腔 壓 強(qiáng) 相 等 ， 但 因 下 油 腔 工 作 面 積 小于 上 油 腔 工 作 面 積 ， 活 塞 上 的 向 下 作 用 力 大 于 向 上 作 用 力 ， 活 塞 桿 下 降 。 當(dāng) 放 電 間 隙 最 佳 時(shí) ， 電 動(dòng) 力 使擋 板 處 于 平 衡 位 置

32、， 活 塞 處 于 靜 止 狀 態(tài) 。 4.工 作 液 循 環(huán) 過(guò) 濾 系 統(tǒng)5.主 機(jī) ： 主 要 由 床 身 、 立 柱 、 主 軸 頭 及 附 件 、 工 作 臺(tái)等 部 分 組 成 ， 要 求 具 有 必 要 的 剛 度 。6.控 制 柜 間 隙參 考 值 增 益設(shè) 定控 制 裝 置 進(jìn) 給 系 統(tǒng)自 動(dòng) 進(jìn) 給 調(diào) 節(jié) 系 統(tǒng)比 較 器 放 大 器間 隙傳 感 器 脈 沖 電 源 床 身 工 作 液 循 環(huán)過(guò) 濾 系 統(tǒng)(a) 原 理 圖 (b) 實(shí) 物 我 國(guó) 國(guó) 標(biāo) 規(guī) 定 ， 電 火 花 成 型 機(jī) 床 均 用 D71加上 機(jī) 床 工 作 臺(tái) 面 寬 度 的 1/10表 示 。

33、例 如 D7132中 ，D表 示 電 加 工 成 型 機(jī) 床 (若 該 機(jī) 床 為 數(shù) 控 電 加 工 機(jī) 床 ，則 在 D后 加 K， 即 DK)； 71表 示 電 火 花 成 型 機(jī) 床 ； 32表 示 機(jī) 床 工 作 臺(tái) 的 寬 度 為 320 mm。 圖電火花 加工產(chǎn)品實(shí)例 第 二 節(jié) 電 火 花 線 切 割 加 工電 火 花 線 切 割 加 工 的 起 源 ： 電 火 花 線 切 割 加 工 （ Wire Cut EDM，簡(jiǎn) 稱 WEDM） 是 在 電 火 花 加 工 基 礎(chǔ) 上 于 20世 紀(jì) 50年 代 末 最 早 在 前 蘇 聯(lián) 發(fā) 展 起 來(lái) 的 一 種新 的 工 藝 形 式

34、 ， 是 用 線 狀 電 極 （ 鉬 絲 或 銅 絲 ）靠 電 火 花 放 電 對(duì) 工 件 進(jìn) 行 切 割 ， 故 稱 為 電 火花 線 切 割 ， 有 時(shí) 簡(jiǎn) 稱 線 切 割 。 它 已 得 到 廣 泛應(yīng) 用 ， 目 前 國(guó) 內(nèi) 外 線 切 割 機(jī) 床 占 電 加 工 機(jī) 床的 70%左 右 。 一 、 線 切 割 加 工 的 原 理 利 用 移 動(dòng) 的 細(xì) 金 屬 導(dǎo) 線 （ 銅 絲 或 鉬 絲 ）作 電 極 ， 對(duì) 工 件 進(jìn) 行 脈 沖 火 花 放 電 ， 切 割 成 形 。 加 工 過(guò) 程 中 ， 工 件 和 電 源 正 極 相 連 ， 電極 絲 和 電 源 負(fù) 極 相 連 ， 電

35、機(jī) 帶 動(dòng) 儲(chǔ) 絲 筒 正 反 轉(zhuǎn) ，使 得 電 極 絲 做 上 下 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) ， 工 作 臺(tái) 在 伺 服 電機(jī) 帶 動(dòng) 下 做 相 關(guān) 運(yùn) 動(dòng) ， 加 工 出 所 需 工 件 。 二 、 電 火 花 加 工 、 電 火 花 線 切 割 加 工 的 特 點(diǎn)1 共 同 特 點(diǎn)(1) 二 者 的 加 工 原 理 相 同 ， 都 是 通 過(guò) 電 火 花 放電 產(chǎn) 生 的 熱 來(lái) 熔 解 去 除 金 屬 的 ， 所 以 二 者 加 工 材料 的 難 易 與 材 料 的 硬 度 無(wú) 關(guān) ， 加 工 中 不 存 在 顯 著的 機(jī) 械 切 削 力 。(2) 二 者 的 加 工 機(jī) 理 、 生 產(chǎn) 率

36、、 表 面 粗 糙 度 等工 藝 規(guī) 律 基 本 相 似 ， 可 以 加 工 硬 質(zhì) 合 金 等 一 切 導(dǎo)電 材 料 。(3) 最 小 角 部 半 徑 有 限 制 。 電 火 花 加 工 中 最 小角 部 半 徑 為 加 工 間 隙 ， 線 切 割 加 工 中 最 小 角 部 半徑 為 電 極 絲 的 半 徑 加 上 加 工 間 隙 。 2 和 電 火 花 加 工 相 比 不 同 特 點(diǎn) (1) 從 成 形 原 理 來(lái) 看 。 電 火 花 加 工 是 將 電 極 形 狀 復(fù) 制 到 工 件 上 的 一 種工 藝 方 法 。 在 實(shí) 際 中 可 以 加 工 通 孔 (穿 孔 加 工 )和 盲

37、孔 (成 型 加 工 ； 而 線 切 割 加 工 是 利 用 移 動(dòng)的 細(xì) 金 屬 導(dǎo) 線 (銅 絲 或 鉬 絲 )做 電 極 ， 對(duì) 工 件 進(jìn)行 脈 沖 火 花 放 電 ， 切 割 成 型 的 一 種 工 藝 方法 ， 。 (2) 采 用 水 或 水 基 工 作 液 不 會(huì) 引 燃 起 火 ， 容易 實(shí) 現(xiàn) 安 全 無(wú) 人 運(yùn) 轉(zhuǎn) 。(3) 不 產(chǎn) 生 穩(wěn) 定 電 弧 放 電 。 電 極 絲 與 工 件 始 終 有 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) ， 尤 其 是快 速 走 絲 電 火 花 線 切 割 加 工 ， 間 隙 狀 態(tài) 可以 認(rèn) 為 是 由 正 常 火 花 放 電 、 開 路 和 短 路 這三 種

38、 狀 態(tài) 組 成 ； (4) 電 極 與 工 件 之 間 存 在 著 “ 疏 松 接 觸 ” 式輕 壓 放 電 現(xiàn) 象 。 在 電 極 絲 和 工 件 之 間 存 在 著 某 種 電 化 學(xué) 產(chǎn) 生 的 絕 緣 薄 膜 介 質(zhì) ， 當(dāng) 電 極 絲 被 頂彎 所 造 成 的 壓 力 和 電 極 絲 相 對(duì) 工 件 的 移 動(dòng) 摩 擦 使 這 種 介 質(zhì) 減 薄 到 可 被 擊 穿 的程 度 ， 才 發(fā) 生 火 花 放 電 。 因 此 電 極 短 路 已 不 成 為 大 問(wèn) 題 ； (5) 省 掉 了 成 型 的 工 具 電 極 。 大 大 降 低 了 成 型 工 具 電 極 的 設(shè) 計(jì) 和 制

39、造 費(fèi) 用 ， 縮 短 了 生 產(chǎn) 準(zhǔn) 備 時(shí) 間 。 這 對(duì) 新產(chǎn) 品 的 試 制 是 很 有 意 義 的 ；(6) 由 于 電 極 絲 比 較 細(xì) ， 可 以 加 工 微 細(xì) 異 形孔 、 窄 縫 和 復(fù) 雜 形 狀 的 工 件 。 由 于 切 縫 很 窄 ， 且 只 對(duì) 工 件 材 料 進(jìn) 行 “ 套 料 ” 加 工 ， 實(shí) 際 金 屬 去 除 量 很 少 ， 材料 的 利 用 率 和 能 量 利 用 率 都 很 高 。 這 尤 其 是 對(duì) 加 工 貴 重 金 屬 有 重 要 意 義 ； （ 7） 電 極 損 耗 小 。 由 于 采 用 移 動(dòng) 的 長(zhǎng) 電 極 絲 進(jìn) 行 加 工 ， 單

40、 位長(zhǎng) 度 電 極 絲 的 損 耗 少 ， 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響 小 ，特 別 在 低 速 走 絲 線 切 割 加 工 時(shí) ， 電 極 絲 一 次使 用 ， 電 極 損 耗 對(duì) 加 工 精 度 的 影 響 更 小 。 (a) 電 火 花 加 工 產(chǎn) 品 (b) 線 切 割 加 工 產(chǎn) 品圖 加 工 產(chǎn) 品 實(shí) 例 第 三 節(jié) 電 火 花 線 切 割 機(jī) 床 線 切 割 加 工 機(jī) 床 按 電 極 絲 的 走 絲 速度 分 ： 成 快 速 走 絲 線 切 割 機(jī) 床 (WEDM-HS) 慢 速 走 絲 線 切 割 機(jī) 床 (WEDM-LS)。 快 速 走 絲 線 切 割 機(jī) 床 快 速

41、 走 絲 線 切 割 機(jī) 床 的 電 極 絲 作 高 速 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) ， 一般 走 絲 速 度 為 8 10 m/s， 是 我 國(guó) 獨(dú) 創(chuàng) 的 電 火 花 線 切 割加 工 模 式 。 快 速 走 絲 線 切 割 機(jī) 床 上 運(yùn) 動(dòng) 的 電 極 絲 能 夠 雙向 往 返 運(yùn) 行 ， 重 復(fù) 使 用 ， 直 至 斷 絲 為 止 。 線 電 極 材 料 常用 直 徑 為 0.10 0.30 mm的 鉬 絲 (有 時(shí) 也 用 鎢 絲 或 鎢 鉬絲 )。 對(duì) 小 圓 角 或 窄 縫 切 割 ， 也 可 采 用 直 徑 為 0.6 mm的鉬 絲 。工 作 液 通 常 采 用 乳 化 液 。 快 速

42、走 絲 線 切 割 機(jī) 床 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn)單 、 價(jià) 格 便 宜 、 生 產(chǎn) 率 高 ， 但 由 于 運(yùn) 行 速 度 快 ， 工 作 時(shí)機(jī) 床 震 動(dòng) 較 大 。 鉬 絲 和 導(dǎo) 輪 的 損 耗 快 ， 加 工 精 度 和 表 面粗 糙 度 就 不 如 慢 速 走 絲 線 切 割 機(jī) 床 ， 其 加 工 精 度 一 般 為0.01 0.02 mm， 表 面 粗 糙 度 Ra為 1.25 2.5 m。 慢 速 走 絲 線 切 割 機(jī) 床慢 速 走 絲 線 切 割 機(jī) 床 走 絲 速 度 低 于 0.2 m/s。 常 用 黃 銅絲 (有 時(shí) 也 采 用 紫 銅 、 鎢 、 鉬 和 各 種 合 金 的

43、涂 覆 線 )作 為 電極 絲 ， 銅 絲 直 徑 通 常 為 0.10 0.35 mm。 電 極 絲 僅 從 一個(gè) 單 方 向 通 過(guò) 加 工 間 隙 ， 不 重 復(fù) 使 用 ， 避 免 了 因 電 極 絲 的損 耗 而 降 低 加 工 精 度 。 同 時(shí) 由 于 走 絲 速 度 慢 ， 機(jī) 床 及 電 極絲 的 震 動(dòng) 小 ， 因 此 加 工 過(guò) 程 平 穩(wěn) ， 加 工 精 度 高 ， 可 達(dá)0.005 mm， 表 面 粗 糙 度 Ra0.32 m。慢 速 走 絲 線 切 割 機(jī) 床 的 工 作 液 一 般 采 用 去 離 子 水 、 煤 油等 ， 生 產(chǎn) 率 較 高 。慢 走 絲 機(jī) 床

44、 主 要 由 日 本 、 瑞 士 等 國(guó) 生 產(chǎn) ， 目 前 國(guó) 內(nèi) 有 少數(shù) 企 業(yè) 引 進(jìn) 國(guó) 外 先 進(jìn) 技 術(shù) 與 外 企 合 作 生 產(chǎn) 慢 走 絲 機(jī) 床 。 型 號(hào)國(guó) 標(biāo) 規(guī) 定 的 數(shù) 控 電 火 花 線 切 割 機(jī) 床 的 型 號(hào) ，如 DK7725的 基 本 含 義 為 ：D為 機(jī) 床 的 類 別 代 號(hào) ， 表 示 是 電 加 工 機(jī) 床 ；K為 機(jī) 床 的 特 性 代 號(hào) ， 表 示 是 數(shù) 控 機(jī) 床 ；第 一 個(gè) 7為 組 代 號(hào) ， 表 示 是 電 火 花 加 工 機(jī) 床 ，第 二 個(gè) 7為 系 代 號(hào) (快 走 絲 線 切 割 機(jī) 床 為 7， 慢 走 絲 線

45、切割 機(jī) 床 為 6， 電 火 花 成 型 機(jī) 床 為 1)；25為 基 本 參 數(shù) 代 號(hào) ， 表 示 工 作 臺(tái) 橫 向 行 程 為 250 mm。 例 如 ， 數(shù) 控 電 火 花 線 切 割 機(jī) 床 型 號(hào) DK7725的 含 義 如 下 ： D K 7 7 25 基 本 參 數(shù) 代 號(hào) (工 作 臺(tái) 橫 向 行 程 250 m m ) 型 別 代 號(hào) (快 速 走 絲 線 切 割 機(jī) 床 ) 組 別 代 號(hào) (電 火 花 加 工 機(jī) 床 ) 機(jī) 床 特 性 代 號(hào) (數(shù) 控 ) 機(jī) 床 類 別 代 號(hào) (電 加 工 機(jī) 床 ) 1 2 3 4 56 7 8 9 10 CRT鍵 盤 DK

46、7725型 線 切 割 機(jī) 外 形 圖 1.控 制 柜 ； 2.儲(chǔ) 絲 筒 ； 3.上 線 架 ； 4.導(dǎo) 輪 機(jī) 構(gòu) ； 5.下 線 架 ； 6.Y軸 拖 板 ； 7.X軸 拖 板 ； 8.床 身 ；9.電 機(jī) ； 10.工 作 液 箱 一 、 機(jī) 床 總 布 局1控 制 柜2.切 割 機(jī) 切 割 機(jī) 主 要 由 床 身 、 工 作 臺(tái) 、 運(yùn) 絲 機(jī) 構(gòu) 和 絲 架等 組 成 ， 具 體 介 紹 如 下 ：1) 床 身 床 身 是 支 承 和 固 定 工 作 臺(tái) 、 運(yùn) 絲 機(jī) 構(gòu) 等 的 基體 。 因 此 ， 要 求 床 身 應(yīng) 有 一 定 的 剛 度 和 強(qiáng) 度 ， 一般 采 用 箱

47、體 式 結(jié) 構(gòu) 。 床 身 里 面 安 裝 有 機(jī) 床 電 氣 系統(tǒng) 、 脈 沖 電 源 、 工 作 液 循 環(huán) 系 統(tǒng) 等 元 器 件 。 2) 工 作 臺(tái)目 前 在 電 火 花 線 切 割 機(jī) 床 上 采 用 的 坐 標(biāo) 工 作 臺(tái) ，大 多 為 X、 Y方 向 線 性 運(yùn) 動(dòng) 。 3) 走 絲 機(jī) 構(gòu)運(yùn) 絲 機(jī) 構(gòu) 實(shí) 現(xiàn) 電 極 絲 需 要 不 斷 地 往 復(fù) 運(yùn) 動(dòng) 。最 常 見 的 運(yùn) 絲 機(jī) 構(gòu) 是 單 滾 筒 式 ， 電 極 絲 繞 在 儲(chǔ)絲 筒 上 ， 并 由 絲 筒 作 周 期 性 的 正 反 旋 轉(zhuǎn) 使 電 極絲 高 速 往 返 運(yùn) 動(dòng) 。 絲 架 的 主 要 作 用 是

48、 在 電 極絲 快 速 移 動(dòng) 時(shí) ， 對(duì) 電 極 絲 起 支 撐 作 用 。 4） 工 作 液 循 環(huán) 系 統(tǒng) 二 、 機(jī) 床 的 主 要 技 術(shù) 參 數(shù) ：o 工 作 臺(tái) 面 尺 寸 ： 寬 度 360 mm 長(zhǎng) 度 560 mmo 坐 標(biāo) 工 作 臺(tái) ： 橫 向 行 程 250 mm （ X-Y） 縱 向 行 程 350 mm 手 輪 每 格 行 程 0.02 mmo 最 大 切 割 厚 度 150 mmo 錐 度 拖 板 ： 橫 向 行 程 8 mm （ U-V） 縱 向 行 程 8 mm 手 輪 每 格 行 程 0.01 mm 加 工 錐 度 6 絲 架 機(jī) 構(gòu)傳 動(dòng) 鏈 坐 標(biāo) 工

49、 作 臺(tái)傳 動(dòng) 鏈（ 向 拖 板 ）1 2 3 4 56 78 9 10 1112131415 1617 1819 20212223 2425 26272829 30 Y向 拖 板( )緊 絲 裝 置( )走 絲 裝 置( ) (U向 拖 板 ) (V向 拖板 )3132 圖 4-7 機(jī) 床 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 簡(jiǎn) 圖走 絲 機(jī) 構(gòu)傳 動(dòng) 鏈 四 、 機(jī) 床 傳 動(dòng) 系 統(tǒng) 五 、 機(jī) 床 主 要 部 件 和 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)1、 坐 標(biāo) 工 作 臺(tái) ：托 板 、 導(dǎo) 軌 、 齒 輪 傳 動(dòng) 機(jī) 構(gòu) 和 絲 杠 運(yùn) 動(dòng) 副 組 成B向 放 大 10111213141516 171819 20圖 4-

50、8 坐 標(biāo) 工 作 臺(tái) 結(jié) 構(gòu) 圖 85 679B A A1 2 3 4A-A 2.走 絲 機(jī) 構(gòu) ： 保 證 電 極 絲 具 有 一 定 張 力 、 平 穩(wěn)走 絲 。 圖 快 速 走 絲 機(jī) 構(gòu) 結(jié) 構(gòu) 圖 圖 4-11 活 動(dòng) 升 降 式 線 架 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 1 2升 降 式 絲 架 ： 針 對(duì) 不 同 厚 度 工 件 ， 活 動(dòng) 絲 臂 1可 在 導(dǎo) 軌上 移 動(dòng) ， 移 動(dòng) 距 離 有 絲 杠 螺 母 副 調(diào) 節(jié) 。 u v圖 4-13 導(dǎo) 輪 平 移 、 切 割 斜 面 的 示 意 圖導(dǎo) 輪 組 件 ： 固 定 在 上 下 絲 架 的 前 端 ， 導(dǎo) 輪 組 件 的作 用 是

51、 支 撐 電 極 絲 。 帶 動(dòng) 電 極 絲 實(shí) 現(xiàn) UV方 向的 平 移 ， 加 工 具 有 一 定 斜 度 的 工 件 。 1 2 3 4 56 78圖 4 14 導(dǎo) 輪 結(jié) 構(gòu) DK7725線 切 割 機(jī)的 導(dǎo) 輪 為 雙 支 撐結(jié) 構(gòu) 。 導(dǎo) 輪 居 中 ，兩 端 軸 承 支 撐 。運(yùn) 動(dòng) 穩(wěn) 定 性 及 剛度 好 ， 不 易 發(fā) 生變 形 及 跳 動(dòng) 。 12345678 910111213 圖 4 15 工 作 液 循 環(huán) 裝 置 線 切 割 工 作 液 系 統(tǒng) 保證 不 斷 給 加 工 區(qū)供 給 具 有 一 定 絕緣 強(qiáng) 度 的 工 作 液 ，冷 卻 電 極 絲 和 工件 ， 帶

52、 走 電 蝕 產(chǎn)物 。 第 四 節(jié) HCD400K型 精 密 數(shù) 控 電 火 花 成 型 機(jī) 床一 、 概 述HCD400KHC:制 造 廠 代 號(hào) （ 漢 川 機(jī) 床 廠 ）D： 機(jī) 床 類 別 代 號(hào) （ 電 ）400： 基 本 參 數(shù) 代 號(hào) （ 工 作 臺(tái) 寬 度 ）K： 機(jī) 床 特 性 代 號(hào) （ 數(shù) 控 ） 1.機(jī) 床 主 要 用 途 及 使 用 范 圍HCD400K數(shù) 控 電 火 花 成 型 機(jī) 床 是 步 進(jìn) 電 機(jī) 驅(qū)動(dòng) 進(jìn) 給 的 中 等 規(guī) 格 高 精 密 機(jī) 床 。用 于 加 工 中 小 型 精 密 復(fù) 雜 的 沖 壓 模 、 型 腔 模 、塑 料 注 射 模 、 壓

53、鑄 模 及 各 種 復(fù) 雜 的 異 型 曲 面零 件 。電 極 材 料 ： 紫 銅 、 石 墨 、 銅 鎢 合 金 等工 件 材 料 ： 碳 素 鋼 、 工 具 鋼 、 合 金 鋼 、 淬 火 鋼 、硬 質(zhì) 合 金 等 。 2、 主 機(jī)1） 床 身 ： 主 機(jī) 的 基 礎(chǔ) 件 ，采 用 三 點(diǎn) 支 撐 加 兩 點(diǎn) 輔助 支 撐 ， 避 免 地 基 變 形的 影 響 。2） 立 柱 ： 主 軸 箱 的 支 撐 件 ，采 用 中 空 結(jié) 構(gòu) 。3） 工 作 臺(tái) ： XY向 軍 用 步 進(jìn)電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) ， 直 線 滾 動(dòng) 導(dǎo)軌 ， T型 槽 裝 夾 工 件 。4） 主 軸 頭 ： 固 定 于 立

54、柱 上 ，內(nèi) 有 平 衡 裝 置 。 1234 5 6 圖 4 25 主 軸 平 衡 裝 置 5） 工 作 液 槽 。 左 側(cè) 液 位 控 制 部 件 ， 右 側(cè) 有 液壓 控 制 部 件 。6） 工 作 液 循 環(huán) 系 統(tǒng) 。 工 作 液 作 用 a帶 有 電 蝕 產(chǎn) 物 。 b過(guò) 濾 ， 保 證 工 作 液 清 潔 。 c排 氣 散 熱 。 D 圖 4 26 工 作 液 循 環(huán) 系 統(tǒng) 原 理 圖去 工 作 液 箱回 油 箱 二 、 機(jī) 床 的 傳 動(dòng) 系 統(tǒng)1、 主 運(yùn) 動(dòng) 傳 動(dòng) 鏈2、 工 作 臺(tái) 縱 橫 進(jìn) 給傳 動(dòng) 鏈 Y X 789 1011 圖 4 27 機(jī) 床 傳 動(dòng) 系

55、統(tǒng) 圖 12 三 、 機(jī) 床 的 主 要 部 件 結(jié) 構(gòu)1.主 軸 頭 ： 關(guān) 鍵部 件 。 自 動(dòng) 調(diào)節(jié) 系 統(tǒng) 中 的 執(zhí)行 機(jī) 構(gòu) 。包 括 ： 伺 服 進(jìn) 給機(jī) 構(gòu) ， 直 線 滾動(dòng) 軸 承 ， 輔 助機(jī) 構(gòu) 。 A A - A 13 14151617 圖 4 28 主 軸 頭 結(jié) 構(gòu) 圖 (8) 18 A 1 2 3456789 10 1112 2、 工 作 臺(tái) 的 移 動(dòng) 導(dǎo) 軌 ： HCD400K采 用 直 線 滾動(dòng) 導(dǎo) 軌 ， 脂 潤(rùn) 滑 。圖 4 29 工 作 臺(tái) 滾 動(dòng) 導(dǎo) 軌 副1 563、 工 作 液 槽 ： 采 用 浮 子 開 關(guān) 測(cè) 液 面 高 度 ，油 溫 控 制

56、 器 。 4、 通 用 電 極 夾 頭 ： 用 于 裝 夾 小 型 工 具 電 極 。 圖 4 31 電 極 夾 頭 數(shù) 控 線 切 割 加 工 機(jī) 床 的 控 制 系 統(tǒng) 是 根 據(jù) 人 的 “ 命 令 ” 控 制 機(jī) 床進(jìn) 行 加 工 的 。 因 此 必 須 先 將 要 加 工 工 件 的 圖 形 用 機(jī) 器 所 能 接 受 的 “ 語(yǔ)言 ” 編 好 “ 命 令 ” ， 以 便 輸 入 控 制 系 統(tǒng) ， 這 種 “ 命 令 ” 就 是 線 切 割 加工 程 序 。 這 項(xiàng) 工 作 叫 數(shù) 控 線 切 割 編 程 ， 簡(jiǎn) 稱 編 程 。 數(shù) 控 線 切 割 編 程 方 法 分 為 手 工

57、編 程 和 微 機(jī) 自 動(dòng) 編 程 。 為 了 便 于 機(jī) 器 接 受 “ 命 令 ” ， 必 須 按 照 一 定 的 格 式 來(lái) 編 制 線 切割 加 工 機(jī) 床 的 數(shù) 控 程 序 。 目 前 高 速 走 絲 線 切 割 機(jī) 床 一 般 采 用 3B（ 個(gè)別 擴(kuò) 充 為 4B或 5B） 數(shù) 控 程 序 格 式 ， 而 低 速 走 絲 線 切 割 機(jī) 床 普 遍 采 用ISO（ 國(guó) 際 標(biāo) 準(zhǔn) 化 組 織 ） 或 EIA（ 美 國(guó) 電 子 工 業(yè) 協(xié) 會(huì) ） 數(shù) 控 程 序 格 式 。 附 電 火 花 線 切 割 編 程 要 點(diǎn) 1、 3B程 序 指 令 格 式 不 管 是 什 么 圖 形

58、， 只 要 能 分 解 為 直 線 和 圓 弧 就 可 依 次 分 別 編 程 。 B X B Y B J G Z分 隔 符 X 坐 標(biāo) 值 分 隔 符 Y 坐 標(biāo) 值 分 隔 符 計(jì) 數(shù) 長(zhǎng) 度 計(jì) 數(shù) 方 向 加 工 指 令表 3-1 3B 程 序 指 令 格 式 圖 加 工 指 令 B分 隔 符 號(hào) 。 X、 Y坐 標(biāo) 值 。 G計(jì) 數(shù) 方 向 。 J計(jì) 數(shù) 長(zhǎng) 度 。 Z加 工 指 令 。 表 中 各 個(gè) 參 數(shù) 的 含 義 為 ： 它 在 程 序 單 上 起 著 把 X、 Y 和 J數(shù) 值 分 隔 開 的 作 用 。 分 x或 y， 即 可 按 X方 向 或 Y方 向 計(jì) 數(shù) ， 工

59、 作 臺(tái) 在 該 方 向 每 走1m， 即 計(jì) 數(shù) 累 減 1， 當(dāng) 累 減 到 計(jì)數(shù) 長(zhǎng) 度 J=0時(shí) ， 這 段 程 序 即 加 工 完畢 。 為 了 保 證 所 要 加 工 的 圓 弧 或 直 線 段 能 按 要求 的 長(zhǎng) 度 加 工 出 來(lái) ， 一 般 線 切 割 加 工 機(jī) 床 是 用從 起 點(diǎn) 到 終 點(diǎn) 某 個(gè) 滑 板 進(jìn) 給 的 總 長(zhǎng) 度 來(lái) 作 為 計(jì)數(shù) 長(zhǎng) 度 的 。 分 為 直 線 L與 圓 弧 R兩 大 類 。 直 線 的 終 點(diǎn) 對(duì) 其 起 點(diǎn) 的 坐 標(biāo) 值或 圓 弧 起 點(diǎn) 對(duì) 其 圓 心 的 坐 標(biāo) 值 ， 編程 時(shí) 均 取 絕 對(duì) 值 ， 以 m為 單 位

60、，最 多 為 6位 數(shù) 。 圓 弧 按 第 一 步 進(jìn) 入 的 象 限 及 走向 的 順 圓 、 逆 圓 而 分 為 順 圓 SR1、SR2、 SR3、 SR4及 逆 圓 NR1、 NR2、NR3、 NR4共 八 種 。 直 線 按 走 向 和 終 點(diǎn) 所 在 象 限 而 分為 L1、 L2、 L3、 L4四 種 。 返 回 直 線 編 程 方 法返 回 圓 弧 編 程 方 法 2、 直 線 的 編 程 方 法 X原 點(diǎn) 終 點(diǎn) (x， y)以 直 線 的 起 點(diǎn) 為 原 點(diǎn) ， 建 立 正 常 的 直 角 坐標(biāo) 系 ， x， y 表 示 直 線 終 點(diǎn) 的 坐 標(biāo) 絕 對(duì) 值 。 在 直 線

61、 3B 代 碼 中 ， x， y 值 主 要 是 確 定 該 直 線 的 斜 率 ， 所 以 可 將 直線 終 點(diǎn) 坐 標(biāo) 的 絕 對(duì) 值 除 以 它 們 的 最 大 公 約 數(shù) 作 為 x， y 的 值 ， 以 簡(jiǎn) 化 數(shù)值 。 若 直 線 與 X 或 Y 軸 重 合 ， 為 區(qū) 別 一 般 直 線 ， x， y 均 可 寫 作 0 也 可 以 不寫 。 計(jì) 數(shù) 方 向 的 選 取 原 則 ， 應(yīng) 取 此 程 序 最 后 一 步 的 軸 向 為 計(jì) 數(shù) 方 向 。 對(duì) 直 線而 言 ， 取 X、 Y中 較 大 的 絕 對(duì) 值 和 軸 向 作 為 計(jì) 數(shù) 長(zhǎng) 度 和 計(jì) 數(shù) 方 向 。 J 的

62、 取 值 方 法 為 ： 由 計(jì) 數(shù) 方 向 G 確 定 投 影 方 向 ， 若 G=Gx， 則 將 直 線 向 X 軸投 影 得 到 長(zhǎng) 度 的 絕 對(duì) 值 即 為 J 的 值 ； 若 G=Gy， 則 將 直 線 向 Y 軸 投 影 得 到 長(zhǎng) 度的 絕 對(duì) 值 即 為 J 的 值 。 加 工 指 令 Z 按 照 直 線 走 向 和 終 點(diǎn) 所 在 的 坐 標(biāo) 象 限 不 同 可 分 為 L1、 L2、 L3、 L4，其 中 與 +X 軸 重 合 的 直 線 算 作 L1， 與 -X 軸 重 合 的 直 線 算 作 L3， 與 +Y 軸 重 合的 直 線 算 作 L2， 與 -Y 軸 重 合

63、 的 直 線 算 作 L4， 具 體 可 參 考 圖 315。 終 點(diǎn) (0， 0) 計(jì) 數(shù) 長(zhǎng) 度G=Gx x3、 圓 弧 的 編 程 方 法 以 圓 弧 的 圓 心 為 坐 標(biāo) 原 點(diǎn) ， 建 立 正 常 的 直 角 坐 標(biāo) 系 。 x， y 值 的 確 定 :用 x， y 表 示 圓 弧 起 點(diǎn) 坐 標(biāo) 的 絕 對(duì) 值 。 G 的 確 定 : 計(jì) 數(shù) 方 向 （ 分 Gx 和 Gy） 同 樣 也 取 與 該 圓 弧 終 點(diǎn) 時(shí) 走 向 較 平 行 的軸 向 作 為 計(jì) 數(shù) 方 向 ， 以 減 少 編 程 和 加 工 誤 差 ， 即 取 終 點(diǎn) 坐 標(biāo) 絕 對(duì) 值 小 的 軸 向 為計(jì) 數(shù)

64、 方 向 （ 與 直 線 編 程 相 反 ） 。J 的 確 定 :按 計(jì) 數(shù) 方 向 G（ Gx 或 Gy） 取 圓 弧 在 軸 或 軸 上 的 投 影 值 作 為 計(jì) 數(shù)長(zhǎng) 度 。 如 果 圓 弧 較 長(zhǎng) ， 跨 越 兩 個(gè) 以 上 象 限 ， 則 分 別 取 計(jì) 數(shù) 方 向 軸 （ 或 軸 ） 上各 個(gè) 象 限 投 影 值 的 絕 對(duì) 值 相 累 加 ， 作 為 該 方 向 總 的 計(jì) 數(shù) 長(zhǎng) 度 。 加 工 指 令 Z 按 照 第 一 步 進(jìn) 入 的 象 限 可 分 為 R 1、 R2、 R3、 R4； 按 切 割 的 走 向 可分 為 順 圓 S 和 逆 圓 N， 于 是 共 有 8

65、種 指 令 ： SR1、 SR2、 SR3、 SR4、 NR1、 NR2、NR3、 NR4， 具 體 可 參 考 圖 。 y C（ x， y）原 點(diǎn) G xJ 例 對(duì) 如 圖 所 示 的 圖 形 進(jìn) 行 編 程 。 解 ： 該 工 件 由 三 段 直 線 和 一 段 圓 弧 組 成 ， 故 需 要 分 成 四 段 來(lái) 編 寫 程 序 ： 4、 編 程 舉 例 加 工 直 線 段 AB 以 起 點(diǎn) A 為 坐 標(biāo) 原 點(diǎn) ， 因 AB與 X軸 正 重 合 ， X、 Y均 可 作 0計(jì) ， 故程 序 為 ： B40000BB40000GX L1 或 BBB40000GX L1（ 按 X 40000

66、， Y 0， 也 可 編 程 為 ： B40000B0B40000GX L1， 不會(huì) 出 錯(cuò) ） 加 工 斜 線 段 BC 以 B 點(diǎn) 為 坐 標(biāo) 原 點(diǎn) ， 則 C 點(diǎn) 對(duì) B 點(diǎn) 的 坐 標(biāo) 為 X =10000， Y =90000， 故 程 序 為 ： B1B9B90000GY L 1 加 工 圓 弧 CD 以 該 圓 弧 圓 心 O 為 坐 標(biāo) 原 點(diǎn) ， 經(jīng) 計(jì) 算 ， 圓 弧 起 點(diǎn) C 對(duì) 圓 心 O 點(diǎn) 的 坐 標(biāo) 為 ： X =30000， Y =40000， 故 程 序 為 ： B30000B40000B60000Gx NR1 圖 以 D 點(diǎn) 為 坐 標(biāo) 原 點(diǎn) ， 終 點(diǎn) A 對(duì) D 點(diǎn) 的 坐 標(biāo) 為 X =10000， Y = 90000， 故 程 序 為 ： B1B9B90000GY L4 加 工 整 個(gè) 工 件 的 程 序 單 如 下 表 加 工 斜 線 段 DA 實(shí) 際 線 切 割 加 工 和 編 程 時(shí) ， 要 考 慮 鉬 絲 半 徑 r和 單 面 放 電 間 隙 S的 影 響 。對(duì) 于 切 割 孔 和 凹 體 ， 應(yīng) 將 程 序 軌 跡 偏 移 減