特种加工实验指导书.doc

精密与特种加工技术综合实验指导书
一、实验目的
1、了解数控电火花线切割、电火花成型加工机床的工作原理、工艺特点及应用范围。
2、了解数控电火花线切割、电火花成型加工机床的基本组成及各部分作用。
3、了解放电加工中的主要影响因素。
4、掌握数控电火花线切割、电火花成型加工工艺及操作方法,并能编制一般零件的数控程序。
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,是利用电能和热能进行加工,靠工具电极和工件电极之间的脉冲性火花放电,在工件电极表面产生局部瞬间的高温,来蚀除多余金属的工艺方法。
1940年前后,苏联科学家拉扎连柯夫妇发现,电器开关通断电时产生的火花,造成烧毛甚至损毁的现象。之后经过一系列的研究,苏联在上世纪50年代末发展出利用电火花来进行加工的新工艺。
目前,电火花加工主要包括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,主要用来加工硬质合金、淬火钢等难以加工的材料,以及复杂表面和有特殊要求的零件。
(二) 电火花线切割加工
电火花线切割的工作原理是利用移动的细金属丝(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
电火花线切割加工的基本原理如图1所示,被切割的工件作为工件电极,电极丝作为工具电极。电极丝接脉冲电源的负极,当来一个电脉冲时,在电极丝和工件之间就可能产生一次火花放电,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的工作液部分产生
汽化,并且有爆炸特性。靠这种热膨胀和局部微爆炸,抛出熔化和汽化了的金图1 电火花线切割加工原理
属材料而实现对工件材料进行电蚀切割加工。
2、电火花线切割机的分类
根据电极丝的移动速度即走丝速度,电火花线切割即通常分为两大类:,也叫慢走丝;走丝速度为8~10m/s的高速走丝电火花线切割机,也叫快走丝。国内的电火花线切割机床大多是快走丝,其价格低,采用的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,而且所用的加工电极黄铜丝都是一次性使用,造成加工成本远高于快走丝。
表 1 电火花线切割机的工艺参数
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
≤


300
高速走丝
钼丝,可以往复使用
8~10


120
3、DK7750高速走丝线切割机床的组成部分
高速走丝电火花线切割机DK7750的机床型号及主要技术参数含义如下:
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)
高速走丝线切割机主要由机床、脉冲电源、控制系统三大部分和工作液循环系统组成如图2所示。
图2 DK7750高速走丝线切割机床结构简图
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;7-脉冲电原及微机控制柜
(1)机床本体
机床本体由床身、走(运)丝装置、工作台和丝架等组成。
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,钼丝整齐地排列在储丝筒上,并经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两个方向的移动。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。步进电机每接受到计算机发出的一个脉冲信号,其输出轴就旋转一个步距角,再通过一对变速齿轮带动丝杠转动,㎜。工作台的有效行程为550㎜×650㎜。
④丝架丝架的主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,并使电极丝工作部分与工作台平面保持一定的几何角度。
(2)脉冲电源
脉冲电源又称高压电源,其作用是把普通的50Hz交流电转换成高频率的单向脉冲电压,加工中供给火花放电的能量。电极丝接脉冲电源负极,工件接正极。
(3)微机控制装置
微机控制装置的主要功能是轨迹控制。其控制精度为±㎜,机床切割加工精度为
±㎜。
(4)工作液循环系统
由工作液泵、工作液箱和循环导管组成。工作液起绝缘、排屑、冷却的作用。每次脉冲放电后,工件与(钼丝)之间必须迅速恢复绝缘状态,否则脉冲放电就会转