如今，數(shù)控火花機(jī)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，而搖擺功能是數(shù)控火花機(jī)最重要的功能。搖動(dòng)對(duì)于減少加工時(shí)間和獲得良好的表面非常有效。但是，并不是每個(gè)工廠都很好的利用了搖一搖的功能。主要原因是設(shè)計(jì)師不想用足夠的電極縮減，擔(dān)心太多會(huì)降低精度。如果我們對(duì)電極還原和抖動(dòng)有足夠的了解，我們可以使用適當(dāng)?shù)碾姌O還原來(lái)大大提高加工效率。
1.電極還原
(1)電極還原的概念。
放電過(guò)程中存在火花隙。為此，電極必須做得比要加工的形狀小。減少的數(shù)值稱為電極減少量。
電極縮減率R=(空腔尺寸-電極尺寸)÷2
電極減寸示意圖▲
(2)電極尺寸的減小決定了加工速度。
放電能量越大，加工速度越快，放電間隙越大。如果電極壓下量增加，加工速度(去除率)可以提高幾倍。還有一點(diǎn)很重要，粗加工條件不僅速度快而且損耗低。也就是說(shuō)，如果電極尺寸減小足夠，則可以使用高效率和低損耗的條件。
電極英寸的減少?zèng)Q定了速度▲
2.如何獲得良好的表面質(zhì)量
粗糙的表面質(zhì)量非常粗糙，但我們希望在短時(shí)間內(nèi)獲得良好的表面質(zhì)量。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最佳方法是使用粗加工條件加工大部分表面，然后使用精加工條件加工表面。
此外，為了減少處理時(shí)間，應(yīng)該在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候改變處理?xiàng)l件。例如，如果你開(kāi)始粗加工的最大粗糙度為40μm，最后你想獲得5μm的粗糙度，那么你必須在粗加工和精加工之間有多個(gè)階段來(lái)改變加工條件。
(1)底面
底部可以通過(guò)改變條件和設(shè)置高度來(lái)實(shí)現(xiàn)。但由于粗加工的放電間隙大于精加工的放電間隙，側(cè)表面無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
底層處理▲
(2)搖動(dòng)實(shí)現(xiàn)側(cè)面加工。
為了加工側(cè)面，電極必須靠近側(cè)面。
以及底部和側(cè)面處理▲
在垂直于加工方向的平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)稱為搖動(dòng)，搖動(dòng)的目的是完成側(cè)面加工。
并晃動(dòng)加工方向▲
3.二維振動(dòng)對(duì)精確度的影響
(1)搖動(dòng)后的形狀
首先，我們需要知道搖晃后的形狀。如果把電極搖成一定的形狀，電極的每一部分都要搖成同樣的形狀，然后畫出電極的外形，這就是成品形狀。該方法適用于任何晃動(dòng)形狀，是確定加工形狀的有效方法。
有些晃動(dòng)會(huì)導(dǎo)致形狀不準(zhǔn)確，但總的來(lái)說(shuō)誤差不是很大。我們需要對(duì)這些事情有足夠的了解。先說(shuō)二維形狀的抖動(dòng)分析。
搖動(dòng)時(shí)，電極的每個(gè)部分都呈現(xiàn)相同的形狀▲
(2)循環(huán)搖動(dòng)
電極的每一個(gè)尺寸都會(huì)比實(shí)際形狀小一點(diǎn)，所以要得到想要的形狀，需要在各個(gè)方向上放大R的尺寸。將一個(gè)R向各個(gè)方向展開(kāi)，相當(dāng)于R在每一點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。下圖說(shuō)明直線部分沒(méi)錯(cuò)，但是尖角部分不夠。
對(duì)于一般形狀，如下圖所示，電極的英寸減少使外圓角半徑變小，而內(nèi)圓角半徑變大。這種變形就像圖案偏移一樣。使用圓形搖動(dòng)后，加工的形狀是正確的。如果使用CNC或線切割作為電極，并使用偏移量來(lái)確定電極減少量，則圓形搖動(dòng)將形成沒(méi)有尖角的正確形狀。
另外很重要的一點(diǎn)是:循環(huán)抖動(dòng)。這是標(biāo)準(zhǔn)的搖法，沒(méi)有過(guò)切。如果不太了解搖號(hào)，建議選擇搖號(hào)方式。
(3)方形搖動(dòng)
對(duì)于電火花加工來(lái)說(shuō)，拐角加工是最重要的加工之一。如果腔體本身是正方形或者長(zhǎng)方形，如下圖，正方形晃動(dòng)比圓形晃動(dòng)好。在這一點(diǎn)上，方形平移的處理效率高于圓形平移。
但是如果對(duì)一般的形狀用方搖，就有問(wèn)題了。舉個(gè)例子，如下圖所示，如果用正方形晃動(dòng)，對(duì)角區(qū)域會(huì)切得太多，最明顯的錯(cuò)誤就是角度為45度的時(shí)候。
帶方形平移的對(duì)角線部分過(guò)切▲
4.三維晃動(dòng)對(duì)精度的影響
三維晃動(dòng)對(duì)尺寸的影響，對(duì)于X-Y平面可以參考二維Y-Z或Z-X平面。
畫
3D電極▲
(1)底部形狀簡(jiǎn)單
對(duì)于一般的數(shù)控電火花機(jī)床來(lái)說(shuō)，上下晃動(dòng)值是恒定的(這種方法稱為“底部簡(jiǎn)單造型”)。如果X-Y平面循環(huán)平移，則X-Z或Y-Z平面與正方形平面相同。這意味著底部半徑和底部坡度是相同的。一般由于R的加工偏置，底部半徑和斜率會(huì)變小。如果使用底部形狀簡(jiǎn)單的電極，底部的尖角會(huì)被過(guò)度切割。過(guò)切值應(yīng)根據(jù)電極R的比值來(lái)確定..正因如此，粗加工容易出現(xiàn)過(guò)切。
對(duì)于3D電極，如果要使用簡(jiǎn)單底部形狀的模式，那么電極的底部拐角半徑和斜率必須與最終形狀一致。
(2)底部形狀復(fù)雜
如上圖所示，你很難確定某些電極的底部半徑，或者有時(shí)電極底部不平整。這些電極不可能做到如上所述?！暗撞啃螤顝?fù)雜”(球面平移)的三維模型可以解決這個(gè)問(wèn)題。
畫
典型的方式是:底部形狀復(fù)雜。在這一側(cè)(z-x或y-z平面)，看起來(lái)像是圓形平移。沒(méi)有過(guò)度切割的區(qū)域。如果使用大電極，這種方法也適用于粗加工。
畫
簡(jiǎn)單底形和復(fù)雜底形▲
5.結(jié)論
①適當(dāng)?shù)腞，越大越好，可以大大減少加工時(shí)間。
②基本上應(yīng)該用圓來(lái)?yè)u，因?yàn)樗鱾€(gè)方向的R值都一樣，圓搖是最安全的方式。
③選擇方抖會(huì)造成尖角和斜邊處的過(guò)切，只適合矩形。
④簡(jiǎn)單形狀的二維晃動(dòng)，采用圓形晃動(dòng)，其X-Y平面為圓形，但X-Z和Y-Z為方形晃動(dòng)，所以對(duì)于底部復(fù)雜形狀也會(huì)產(chǎn)生過(guò)切。
⑤基于圓形晃動(dòng)最安全的原則，使用三維球形晃動(dòng)，在各個(gè)方向都是圓形晃動(dòng)，所以在三個(gè)維度都是安全的。
⑥對(duì)精度要求高的復(fù)雜型腔，必須選用三維球面搖動(dòng)；對(duì)于大多數(shù)電火花加工，一般二維圓周平移就能滿足要求，比三維球面晃動(dòng)更容易獲得良好的光滑度和高效率。
文章出處：精密加工 CNC數(shù)控精密電火花機(jī)床http://www.sghtsm.com/cn/info_15.aspx?itemid=683
