數(shù)控電火花成型機(jī)床講解

數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)應(yīng)用數(shù)控電火花成型機(jī)床河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院主講人：彭二寶電火花加工機(jī)床的組成

電火花加工機(jī)床主要由機(jī)床本體、脈沖電源、自動進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)、工作液過濾和循環(huán)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)等部分組成。機(jī)床本體主要由床身、立柱、主軸頭及附件、工作臺等部分組成，是用以實現(xiàn)工件和工具電極的裝夾固定和運(yùn)動的機(jī)械系統(tǒng)。床身、支柱、坐標(biāo)工作臺是電火花機(jī)床的骨架，起著支承、定位和便于操作的作用。主軸頭下面裝夾的電極是自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其質(zhì)量的好壞將影響到進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度及加工過程的穩(wěn)定性，進(jìn)而影響工件的加工精度。電火花成型機(jī)床電火花加工機(jī)床的組成

機(jī)床主軸頭和工作臺常有一些附件，如可調(diào)節(jié)工具電極角度的夾頭、平動頭等。平動頭就是為解決修光側(cè)壁和提高其尺寸精度而設(shè)計的。它的工作原理是利用偏心機(jī)構(gòu)將伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過平動軌跡保持機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化成電極上每一個質(zhì)點都能圍繞其原始位置在水平面內(nèi)作平面小圓周運(yùn)動，許多小圓的外包絡(luò)線面積就形成加工橫截面積.如圖所示，其中每個質(zhì)點運(yùn)動軌跡的半徑就稱為平動量，其大小可以由零逐漸調(diào)大，以補(bǔ)償粗、中、精加工的電火花放電間隙δ之差，從而達(dá)到修光型腔的目的。電火花成型機(jī)床脈沖電源在電火花加工過程中，脈沖電源的作用是把工頻正弦交流電流轉(zhuǎn)變成頻率較高的單向脈沖電流，向工件和工具電極間的加工間隙提供所需要的放電能量以蝕除金屬。脈沖電源的性能直接關(guān)系到電火花加工的加工速度、表面質(zhì)量、加工精度、工具電極損耗等工藝指標(biāo)。脈沖電源輸入為380V、50Hz的交流電，其輸出應(yīng)滿足如下要求：(1)要有一定的脈沖放電能量，否則不能使工件金屬氣化。(2)火花放電必須是短時間的脈沖性放電，這樣才能使放電產(chǎn)生的熱量來不及擴(kuò)散到其他部分，從而有效地蝕除金屬，提高成型性和加工精度。(3)脈沖波形是單向的，以便充分利用極性效應(yīng)，提高加工速度和降低工具電極損耗。(4)脈沖波形的主要參數(shù)(峰值電流、脈沖寬度、脈沖間歇等)有較寬的調(diào)節(jié)范圍，以滿足粗、中、精加工的要求。(5)有適當(dāng)?shù)拿}沖間隔時間，使放電介質(zhì)有足夠時間消除電離并沖去金屬顆粒，以免引起電弧而燒傷工件。 電火花成型機(jī)床脈沖電源電源的好壞直接關(guān)系到電火花加工機(jī)床的性能，所以電源往往是電火花機(jī)床制造廠商的核心機(jī)密之一。從理論上講，電源一般有如下幾種。1.弛張式脈沖電源是最早使用的電源，它是利用電容器充電儲存電能，然后瞬時放出，形成火花放電來蝕除金屬。因為電容器時而充電，時而放電，一弛一張，故又稱“弛張式”脈沖電源其工作原理：首先直流電源E通過電阻R向電容器C充電，使電容器兩端的電壓不斷升高，當(dāng)電壓上升到絕緣介質(zhì)的擊穿電壓時，兩極間的絕緣介質(zhì)被擊穿，形成放電通道，電容器上儲存的能量瞬間釋放，產(chǎn)生較大的脈沖電流。當(dāng)電容C上積蓄的能量釋放完時，間隙中的工作液又迅速恢復(fù)絕緣狀態(tài)。此后電容再次充電，又重復(fù)上述過程，達(dá)到加工的目的。優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便，加工精度較高。缺點：粗糙度值較小，但生產(chǎn)率低，電能利用率低，加工穩(wěn)定性差。電火花成型機(jī)床脈沖電源2.閘流管式和電子管式脈沖電源閘流管脈沖電源的生產(chǎn)率較高，加工穩(wěn)定，但脈沖寬度較窄，電極損耗較大。3.晶閘管式、晶體管式脈沖電源晶體管脈沖電源是近年來發(fā)展起來的以晶體元件作為開關(guān)元件的用途廣泛的電火花脈沖電源，其輸出功率大，電規(guī)準(zhǔn)調(diào)節(jié)范圍廣，電極損耗小，故適應(yīng)于型孔、型腔、磨削等各種不同用途的加工。已越來越廣泛地應(yīng)用在電火花加工機(jī)床上。電火花成型機(jī)床自動進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)作用維持加工所需的“平均”放電間隙S,保證電火花加工正常進(jìn)行電火花成型加工的自動進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)，主要包含伺服進(jìn)給系統(tǒng)和參數(shù)控制系統(tǒng)。伺服進(jìn)給系統(tǒng)主要用于控制放電間隙的大小，而參數(shù)控制系統(tǒng)主要用于控制電火花成型加工中的各種電參數(shù)(如放電電流、脈沖寬度、脈沖間隔等也叫加工電規(guī)準(zhǔn))，以便能夠獲得最佳的加工工藝指標(biāo)等。電-液自動進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)電火花成型機(jī)床自動進(jìn)給調(diào)節(jié)系統(tǒng)伺服進(jìn)給系統(tǒng)是以機(jī)床移動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，又稱拖動系統(tǒng)或位置隨動系統(tǒng)。它的作用是及時調(diào)整放電間隙。要求具有(1)有較廣的速度調(diào)節(jié)跟蹤范圍。

(2)有足夠的靈敏度和快速性。

(3)有較高的穩(wěn)定性和抗干擾能力。電火花成型機(jī)床工作液及其循環(huán)過濾系統(tǒng)電火花加工中的蝕除產(chǎn)物，一部分以氣態(tài)形式拋出，其余大部分是以球狀固體微粒分散地懸浮在工作液中，直徑一般為幾微米。隨著電火花加工的進(jìn)行，蝕除產(chǎn)物越來越多，充斥在電極和工件之間，或粘連在電極和工件的表面上。蝕除產(chǎn)物的聚集，會與電極或工件形成二次放電。這就破壞了電火花加工的穩(wěn)定性，降低了加工速度，影響了加工精度和表面粗糙度。為了改善電火花加工的條件，一種辦法是使電極振動，以加強(qiáng)排屑作用；另一種辦法是對工作液進(jìn)行強(qiáng)迫循環(huán)過濾，以改善間隙狀態(tài)。工作液強(qiáng)迫循環(huán)過濾是由工作液循環(huán)過濾器來完成的。電火花加工用的工作液過濾系統(tǒng)包括工作液泵、容器、過濾器及管道等，使工作液強(qiáng)迫循環(huán)。電火花成型機(jī)床數(shù)控電火花成型加工機(jī)床的主軸頭主軸頭運(yùn)動控制方式電液伺服進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)伺服進(jìn)給直（交）流伺服進(jìn)給直線電機(jī)伺服進(jìn)給電火花成型機(jī)床