特種加工復(fù)習(xí)題第三章.pdf

第三章第三章 電火花線切割加工電火花線切割加工 一 課內(nèi)習(xí)題及答案一 課內(nèi)習(xí)題及答案 1 電火花線切割時(shí) 粗 中 精加工時(shí)的生產(chǎn)率的大小和脈沖電源的功率 輸出電流的大小有關(guān) 用什么辦法來衡量 判斷脈沖電源加工性能的好壞 絕對(duì) 性能和相對(duì)性能 答 可用單位電流 每安培電流 的生產(chǎn)率來衡量 即可客觀地判斷脈沖電源加工性 能的好壞 例如某脈沖電源峰值電流 25A時(shí)的切割速度為 100mm2 min 另一電源峰值電流 27A時(shí)切割速度為 106mm2 min 則前者的相對(duì)生產(chǎn)率為 100 25 4mm2 min 優(yōu)于后者 106 27 3 9mm2 min 又如某線切割脈沖電源 3A時(shí)切割速度為 100mm2 min 另一電源 3 5A 時(shí)為 124mm2 min 則前者相對(duì)切割速度為 33 3mm2 A min 低于后者 35 5mm2 A min 2 電火花加工和線切割加工時(shí) 如何計(jì)算脈沖電源的電能的利用率 試估 計(jì)一般線切割方波脈沖電源的電能利用率 答 設(shè)脈沖電源的空載電壓為 100V 加工時(shí)火花放電間隙的維持電壓為 25V 則消耗 在晶體管限流電阻上的電壓為 100 25 75V 由此可以算出電能利用率為 有用能量 輸入能量 25 100 1 4 25 能量的消耗率為 損耗能量 輸入能量 75 100 3 4 75 可見 75 的能量損耗在限流電阻的發(fā)熱上 3 設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量 繪制數(shù)控線切割加工的間隙蝕除特性曲線的方法 提示 使線切割等速進(jìn)給 由欠跟蹤到過跟蹤 答 這一習(xí)題有一定的難度 需對(duì)間隙蝕除特性曲線和線切割加工伺服進(jìn)給系統(tǒng)有一 定深度的理解才行 間隙蝕除特性曲線是蝕除速度和放電間隙 間隙平均電壓 的關(guān)系曲線 參見第二章電火花加工的伺服進(jìn)給 線切割加工時(shí) 調(diào)節(jié)伺服進(jìn)給量的大小 可以在一 定程度上改變平均放電間隙 例如把進(jìn)給速度人為調(diào)慢 處于 欠進(jìn)給 狀態(tài) 則平均放電 間隙偏大 反之 進(jìn)給速度過高 過進(jìn)給 時(shí) 則放電間隙偏小 測(cè)繪間隙蝕除特性曲線 時(shí) 利用 改變預(yù)置進(jìn)給速度 來改變放電間隙的大小 實(shí)際上放電間隙的大小 絕對(duì)值 很難測(cè)量 但可以用加工時(shí)的平均間隙電壓大小來相對(duì)測(cè)量間隙值的大小 為此 要在工件 和鉬絲 導(dǎo)電塊 或直接在電源輸出端并一個(gè)滿刻度 100V 用于測(cè)空載 偏空載時(shí)的開路 間隙電壓 20V 用于測(cè)偏短路時(shí)的間隙電壓 的直流電壓表 實(shí)際測(cè)繪時(shí) 先不用線切 割機(jī)床的 自動(dòng)檔 伺服 進(jìn)給 而采用 人工檔 等速進(jìn)給 進(jìn)給功能 最初用較慢的等速進(jìn)給速度進(jìn)行切割 此時(shí)處于 欠跟蹤 的進(jìn)給狀態(tài) 待切割穩(wěn)定后 就記下進(jìn)給速度和此時(shí)的間隙平均電壓 在坐標(biāo)上作出曲線上的某一點(diǎn) 以后稍微調(diào)快進(jìn)給 速度 仍為等速進(jìn)給 同樣測(cè)得第二 三 點(diǎn)的數(shù)據(jù) 當(dāng)調(diào)節(jié)到進(jìn)給速度約等于蝕除速度 時(shí) 此時(shí)即為最佳狀態(tài)B點(diǎn) 放電間隙為最佳放電間隙SB 此時(shí)的切割速度為最大 當(dāng)以更 大的進(jìn)給速度 等速 切割時(shí) 由于沒有伺服功能 進(jìn)給速度大于可能的蝕除速度 放電間 隙逐步減小 最后即將形成短路 放電間隙為零 此時(shí)應(yīng)盡快停止進(jìn)給 并事先做好記錄 在曲線最高點(diǎn) B 之右 用上述方法比較容易做出間隙蝕除特性曲線的右半部分 但 B 點(diǎn)左邊的曲線 因放電間隙逐步減小并趨于短路 易把鉬絲頂彎 因此應(yīng)多加小心 4 一般線切割加工機(jī)床的進(jìn)給調(diào)解特性曲線和電火花加工機(jī)床的進(jìn)給特性 曲線有何不同 與有短路回退功能的線切割加工機(jī)床的進(jìn)給調(diào)解特性曲線又有 什么不同 答 一般線切割機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng) 往往沒有短路回退功能 或短路后經(jīng)一定時(shí)間例如 30s后仍不能自動(dòng)消除短路狀態(tài) 則回退 256 步 相當(dāng)于 0 256mm 如仍不能消除短路 則 自動(dòng)停止進(jìn)給或同時(shí)報(bào)警 這與電火花成形加工機(jī)床遇短路即退回不一樣 上述無短路回退 功能的線切割機(jī)床的進(jìn)給調(diào)解特性曲線就不會(huì)有橫坐標(biāo)左下部分的曲線 亦即工具電極 鉬 絲 的進(jìn)給速度 d沒有負(fù)值 即使有短路回退功能的線切割機(jī)床 短路后的回退速度是固定的 不像電火花成形加工 機(jī)床那樣短路后將以較高的速度 d0回退 所以進(jìn)給調(diào)節(jié)曲線特征曲線的左下部為窄小矩形 即放電間隙較小時(shí) 進(jìn)給速度 d 0 一旦完全短路后 鉬絲才低速 恒速 回退 5 設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)量 繪制數(shù)控線切割加工機(jī)床的進(jìn)給調(diào)解特性曲線的方法 提 示 在線切割機(jī)床上作空載模擬試驗(yàn) 用可調(diào)的直流電源模擬火花間隙的平均電 壓 答 這一習(xí)題也有一定難度 需對(duì)線切割機(jī)床的變頻進(jìn)給系統(tǒng)有一定的了解 線切割 機(jī)床的進(jìn)給速度 d是由火花放電間隙的平均電壓ue來決定的 ue越大 d亦大 ue小 d也小 ue 0 d 0 或等速回退 為此可以用 模擬法 來測(cè)繪線切割加工機(jī)床的進(jìn)給調(diào)解特性曲 線 具體的方法是 使線切割機(jī)床處于加工狀態(tài) 可不開絲筒 不開高頻電源 但應(yīng)使工作 臺(tái)處于 人工 等速進(jìn)給狀態(tài) 此時(shí)工作臺(tái)進(jìn)給的 取樣電壓 并不是來自火花放電間隙 的平均電壓ue ue再經(jīng)電阻分壓成 10 12V的電壓 經(jīng) 變頻調(diào)節(jié) 電位器送至 壓 頻 f 轉(zhuǎn)換器 將此低電壓 轉(zhuǎn)換成進(jìn)給脈沖 頻率為f 令工作臺(tái)進(jìn)給 而是由 12V的外加電 壓 經(jīng) 變頻調(diào)節(jié) 電位器調(diào)壓輸入至 壓 頻 f 轉(zhuǎn)換器 低電壓 0V相當(dāng)于間隙短路 最高 10 12V相當(dāng)于間隙開路狀態(tài) 可以將此電壓由低向高調(diào)節(jié) 例如 0V 2V 4V 6V 8V 10V 直至 12V 模擬不同的ue 記錄下每種不同電壓時(shí)的工作臺(tái)進(jìn)給速度 可以從控 制器面板數(shù)顯表上測(cè)得 然后即可繪制出進(jìn)給調(diào)節(jié)特性曲線 6 今擬用數(shù)控線切割加工有 8 個(gè)齒的爪牙離合器 試畫出其工藝示意圖并 編制出相應(yīng)的線切割 3B 程序 答 由于爪牙離合器工件是圓筒形的 端面上需切割出 8 個(gè)爪牙方齒 故切割時(shí)必須 有一個(gè)數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)附件 辦法為先在圓套筒上鉆一個(gè) 1 2mm 的穿絲孔 裝夾好工件 后 調(diào)整到穿絲孔為最高點(diǎn)時(shí)穿絲 回轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)切除爪牙的端面 見示意圖 數(shù)控回轉(zhuǎn)臺(tái) 穿絲孔 爪牙側(cè)面 俯視圖 切割的程序 一次切出凸 凹兩個(gè)爪牙離合器 為 1 BBBJ 穿絲孔距離GxL3 x向移動(dòng) 2 BBBJ 1 2 齒寬GyL4 y向轉(zhuǎn)動(dòng) 3 BBBJ 齒深GxL3 x向移動(dòng) 4 BBBJ 齒寬GyL4 y向轉(zhuǎn)動(dòng) 5 BBBJ 齒深GxL1 x向移動(dòng) 6 BBBJ 齒寬GyL4 y向轉(zhuǎn)動(dòng) 7 二 課外習(xí)題及答案二 課外習(xí)題及答案 一 計(jì)算題 一 計(jì)算題 1 試確定加工如下圖所示工件的工藝 過程 以及各工序所用的大致工藝規(guī)準(zhǔn) 設(shè)材料為 40Cr 硬度 55HRC 技術(shù)要求 1 頂?shù)酌娴钠叫卸?0 01mm 2 內(nèi)外柱面同軸度 0 02mm 3 內(nèi)外柱面對(duì)底面的垂直度 0 02mm 解 工藝過程 1 在工件中心鉗工鉆穿絲孔 5 6mm 2 淬火 回火 3 磨上下兩平面到尺寸 19 0 02 mm 4 研磨穿絲孔 便于找正中心 5 裝夾 找中心 線切割 10 0 02 mm Ra0 8 m孔 電壓 70V 脈寬ti 5 s 6 線切割外形 保證 30 0 02 mm R 5 40 0 02 mm及Ra1 6 m和同心度 0 02mm 垂直度 0 02mm要求 電壓 80V 脈寬ti 20 s 2 試按我國(guó)數(shù)控機(jī)床 3B 格式編出中心軌跡為下示圖形的程序 6 A B C 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 10 1 解 設(shè)自A點(diǎn)切入 按A B C 切割 按勾股弦定理 A點(diǎn)坐標(biāo)的絕對(duì)值 為 x 0 5mm 5000 m y 22 550 4 975mm 4975 m 由此編程得 3B 程序?yàn)?1 BBB4975GyL2 2 BBB4975GyL3 3 B4975B