电火花线切割拐角加工精度的改善措施ppt

1、电火花线切割拐角加工精度的实时预测电火花线切割拐角加工精度的实时预测 荆晓雪 机制112 胡向杰 摘要摘要 本文介绍电火花线切割加工机 理及影响拐角加工精度的因素； 分析比较目前对于拐角加工精度 采用的各种方法。 在此基础上提出一种新的实时 预测方法，摆脱以前采用方法的 弊端，并用实验加以验证其正确 性，对日后提高拐角加工精度的 控制有一定意义。 1. 电火花线切割概述及其发展动态 1.1电火花线切割加工概述 电火花切割加工：是在电火花加工基础上发展 起来的一种新的工艺形式，是用线状电极（通 常直径为0.050.3 mm、 ）对工件进行 脉冲放电而实现加工的 特点：电火花线切割加工具有加工余量

2、小、 加工精度高、生产周期短、制造成本低等突 出优点 1.2 国内外电火花线切割加工技术研究现状 目前我国生产和使用的绝大多数为快速往 复走丝的电火花线切割机，而国外生产和使用 的则主要为慢速单向走丝电火花线切割机，两 者相比，除了采用的工艺不同外，无论在精度、 功能、自动化程度、可靠性、加工稳定性和加 工工艺指标方面，前者较后者水平均明显低一 个档次。我国的WEDM最大加工速度为 266mm2/min,国外达500mm2/min;我们的尺寸 精度为0.01mm，国外达2-5m，表面粗糙度我 们一般为Ra1.25m，最好为Ra0.6-1m，而国 外则小于Ra0.3m5。 2. 电火花线切割加工

3、精度及其控制的发展动态 2.1 影响因素 影响电火花线切割拐角加工精度的因素主要分为以下几种： ）粗加工中电极丝在放电及工作液压力的作用下出现弯曲，而滞后于 上下导向器。当转弯 时，上下导向器已改变方向，加工区的电极丝中心还未到达拐角点，就 要跟随改变方向了， 从而造成了过切。凸模拐角处产生塌角，凹模拐角处多出相应部分。凹 模多余部分在精加工 中可以修掉，但凸模却无法弥补，从而造成角部间隙过大。 ）进入拐角区后，加工余量逐步减小；但尖角处电场集中，散热困难， 更容易集中放电。 若加工能量不变就会造成外角过度切割或尖角边界不整齐。此种现象在 精加工时尤其严重。 ）在尖角或小圆角处转弯时必然在尖角

4、转弯时会有少许停顿，因为 增加了实际放电时间， 从而造成拐角处过度切割。这主要在恒速加工中出现。 ）在拐角处，冲水液流容易产生紊流，从而引发电极丝的振动，影响 良好的尖角和小圆角 的形成6。 2.2 目前电火花线切割提高拐角加工精度的方法 1）高精度加工机床 2）直线电机运动系统 3）加工精度的控制 为了保证加工精度，加工机床的运动精度必 须保证。尤其是要想实现超精密加工，超精密 型加工机床是最基本的条件。超精密机床要求 有非常好的刚性、抗振性、热变性以及位置控 制精度 为了降低温度变化对加工精度的影响，机床 上的所有发热部位都安装了温度传感器，并配 有循环气冷、水冷或绝热处理 为了提高加工精

5、度和加工效率，日本沙迪克公司首先 将直线电极应用到了电火花成形加工机的运动系统之中， 之后又将其应用到了电火花线切割加工的运动系统之中。 直线电极驱动和以往的滚珠丝杠驱动相比，既具有高速、 高加速这一特性，又不存在间隙和进给系统的滞后，故其 运动精度和响应特性也非常良好，非常适合于高精度加工。 尤其是在电火花线切割加工中，由于直线电机驱动具有良 好的响应特性，它不仅可以快速消除极间短路引起的断丝， 而且也可以在很大程度上避免在精加工拐角加工时由于加 工量的急剧变化而引起的短路，进而可大幅度提高加工精 度。 为了提高加工精度，除了在加工机床、 运动系统等硬件方面下功夫外，近来研究 者们在加工精度

6、控制方面也做出了很多努 力，对于电火花线切割加工而言，提高由 电极丝的振动变形引起的拐角加工精度是 研究者们提高加工精度的重要目标之一 3. 电火花线切割拐角加工精度的实时预测系统 本课题与以往方法不同的是建立了电 火花线切割加工精度的实时预测系统，在 线检测电极丝形变量及形位误差，并作为 反馈信号优化加工参数控制加工精度。拐 角加工不受加工时间及人为因素的影响， 对分析、提高电火花线切割的加工精度有 着一定的实用价值。 3.1 电火花线切割加工精度的理论基础 1. 电火花线切割加工由于使用细而具有弹性的电极 丝作为工具电极，电极丝在加工过程中由于受放 电爆炸力和产生于工件与线电极间的静电引力

7、等 力的影响而产生振动和变形， 所示，因而导致 加工工件的表面产生几何误差。 2. 在拐角加工的时候，加工的工件不但在沿电极丝 的方向产生几何误差，而且由于电极丝的运动轨迹 滞后于数控轨迹，从而造成加工的拐角误差。取图 中某一高度为z=zo 的平面，该平面与数控轨迹所在 平面平行，建立了数控轨迹与电极丝轨迹的几何模 型。 3.2 电火花线切割加工精度实时预测系统的开发 3.3数据库的建立、数学模型的完善 主要工作有两点： 1） 进行能量与加工参数的实验，建立数据 库。 2） 进行滞后量与能量关系的实验，建立数 据库。 有了这些数据可以根据差补原理，可以根据 不同的加工条件得到相应的电极丝滞后量， 进而得到工件轨迹，与数控轨迹比较，实现 在线预测。 3.4预测系统的实验验证 为了验证以上数学模型的正确性，有必要将 在线预测结果与实际加工结果比较 通过实验比较实际测量值与在线预测系统数值， 相差不超过0.1 mm，在误差允许的范围内，验证了 此方法的可行性。 4结束语 影响电火花线切割拐角加工精度的 因素很多,而且各种因素相互影响。只要 对其进行合理的加工工艺分析,就可以控