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三轴数控成型机操作要点
- 2019-03-23-

三轴数控成型机加工技术是在多年模具加工实践经验基础上,自主开发研制的三轴联动电火花加工技术,采用了多项新技术,克服了单轴电火花机床功能的不足,同时操作简便易学,是当前电火花加工技术的发展方向。可利用导电材料(如铜、石墨、钢)为工具电极,对工件(一般应为导电材料)进行加工。主要适用于精密冲模、型腔模(如塑料袋、胶木模、压轴模等)、小孔、异型孔等的加工。是机械加工车间、模具车间理想的加工设备。我公司EDM系列机床功能强、操作方便可靠、刚性好、运行平稳、可控性好,适合铜、石墨、钢材质的加工高精度、高光洁度、难加工的导电金属模具、复杂的金属零件和模板, CNC-EDM加工已成为机械制造领域的一个重要组成部分,在模具、电子仪器、精密机械加工、汽车零件、军工等领域有着广泛的应用。


三轴数控成型机

  1 三轴数控成型机操作要点

  (1)电火花成型机又称电脉冲、电火花、火花机等是一种电加工设备。前苏联拉扎林科夫妇研究开关触点受火花放电腐蚀损坏的现象和原因时,发现电火花的瞬时高温可以使局部的金属熔化、氧化而被腐蚀掉,从而开创和发明了电火花加工方法。电火花成型机基本物理原理是自由正离子和电子在场中积累,很快形成一个被电离的导电通道。三轴联动侧修。此机床设计了两种侧修图形(方形和圆形)及两种方式(修底和不修底)。棱角分明的矩形采用平底方侧修方案,圆形或多曲面椭圆形采用平底圆侧修方案。在侧修过程中,工具电极成一角度向工件运动进给,此时工具电极同时由中向外(X向和Y向),由上至下(Z向),数控自动控制,即三轴联动。这种运动方式不易积碳、排屑排气容易,不会造成拉弧,生产效率高,侧面及底面粗糙度均匀一致,相比单轴平动头电火花加工方式减轻了劳动强度。在加工X轴方向形腔时,X轴同样能实现三轴联动侧修。

  (2)三轴数控成型机X轴向侧向加工对开模,具有独特的优点,合模精度高,生产率可比Z轴向下加工提高20%。

  (3)自适宜抬刀。三轴数控成型机电火花加工基本原理中介绍的蚀除物必须及时排除,达到产生与排除的平衡,否则就不能正常稳定地工作,影响加工效率。一般定时抬刀是不管形腔内有无蚀除物按时间长短抬刀。所谓自适宜抬刀,是形腔内的蚀除物排除大于产生时放电稳定,就不抬刀;形腔内蚀除产生大于排出时,即平衡被打破,此时机床自动抬刀,利用工作液抽吸作用将多余的蚀除物排出,达到平衡或排出大于产生时即停止抬刀,提高效率。

  (4)两板间形成电流。导致粒子间发生无数次碰撞,形成一个等离子区,并很快升高到8000到12000度的高温,在两导体表面瞬间熔化一些材料,同时,由于电极和电介液的汽化,形成一个气泡,并且它的压力规则上升直到非常高。然后电流中断,温度突然降低,引起气泡内向爆炸,产生的动力把溶化的物质抛出弹坑,然后被腐蚀的材料在电介液中重新凝结成小的球体,并被电介液排走。电火花成型机工作时拉弧或蚀除物排出不畅造成假短路容易造成火灾。在行腔中有拉弧或假短路现象时,在电极与工件间产生电阻,处于既不短路也不开路的状态,电源的能量继续在电极与工件中释放热能,工具电极温度越来越高,以至与引然煤油造成火灾。为了安全,本机在控制电路中增加了特殊控制,在产生拉弧或假短路时,立即切断脉冲电源,停止向形腔中供应能量,电极温度不会继续升高,减小了火灾发生的可能。

  (5)节能。三轴数控成型机机身采用HT250经人工多次时效及各种处理,机身为树脂砂去应力高级铸铁;工作台采用HT300高频淬火经久耐用、精度不变,适合高精度大、中、小型工件的加工。本机床在电路中减掉了低压回路限流电阻,即减掉了一台50A电源近2KW的限流电阻所产生的热,降低了能量消耗,比同类电源省电量过20%。

  (6)采用固定工作台型设计,并采用完全箱型结构,密集的多层肋骨补强,确保重负荷时机台不变形,不会因工作台面荷重而影响加工精度;同时具有行程大,刚性好,摩擦系数小等优点,适合大中型模具的加工。在形腔加工中一般的脉冲电源,是将一连串的脉冲输向间隙中,由于间隙中情况复杂,击穿不是每个脉冲初始,而是晚了一断时间,这样造成了电火花的有效脉宽边窄,将近30%左右脉冲随机性变窄,有效脉宽不稳定的脉冲会增加工具的电极的损耗。本机床采用以高压击穿后再给一个完整的低压脉冲方式,脉宽相等,实践证明这种脉冲方式进一步降低了工具电极的损耗、加工表面粗糙均匀,工具电极端面损耗几乎为零。

  (7)X.Y轴采用日本原装进口松下交流伺服电机及数字驱动器组;Z轴采用松下交流伺服电机带内置抱闸系统及数字驱动器组,优点是能确保锁注Z轴机头使其杜绝自动下坠;同时交流数字驱动替代了传统的光栅尺显示,这就避免了X.Y.Z轴读数在使用过程中莫名会出现干扰故障。采用一个电极进行粗精加工,节省了双电极的制造时间与费用,省去了精加工电极校正带来的麻烦,缩短了模具制造的时间。

  2 结论

  三轴数控成型机单轴电火花加工机床由于没有侧修功能,由于工具电极比较大,所以采用双电极,即粗加工电极和精加工电极。而三轴电火花加工机床由于具有侧修功能、工具电极损耗低,所以可采用一个电极,进行精加工。

  三轴数控成型机加工技术是一项电加工的技术进步,主轴杆为双螺母预加载型,保证无反向间隙、驱动矩小、微量进给准确可靠;交流伺服系统配上相应的控制系统,更能实现自适应控制加工。随着该项技术推广运用,也将为电火花加工行业所广泛运用。


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