數(shù)控電火花機(jī)床加工常見(jiàn)技術(shù)分析
【編者按】電火花加工行業(yè)通常是用一些技術(shù)指標(biāo)來(lái)衡量機(jī)床的加工性能答海,如最佳表面粗糙度捷嘁、最大加工效率、最小電極損耗望泪、是否具有專(zhuān)家系統(tǒng)等判嘀。本文是對(duì)數(shù)控電火花機(jī)床加工常見(jiàn)技術(shù)分析愧汽。
由于數(shù)控電火花加工機(jī)床市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈宾芥,故越來(lái)越多的廠(chǎng)家都在宣傳“鏡面電火花加工”、“高效率加工”横朋、“專(zhuān)家系統(tǒng)”等高性能指標(biāo)仑乌。從表面上來(lái)看,似乎大多數(shù)控電火花加工機(jī)床的加工性能已經(jīng)同質(zhì)化琴锭,具有很高水平晰甚。而事實(shí)上,一些數(shù)控電火花加工機(jī)床用戶(hù)的使用效果并不理想,甚至有些用戶(hù)感覺(jué)上當(dāng)了厕九。造成這種情況的原因是:電火花加工行業(yè)通常是用一些技術(shù)指標(biāo)來(lái)衡量機(jī)床的加工性能蓖捶,如最佳表面粗糙度、最大加工效率扁远、最小電極損耗俊鱼、是否具有專(zhuān)家系統(tǒng)等。正是由于這些技術(shù)指標(biāo)的局限性畅买,一些廠(chǎng)商利用其進(jìn)行宣傳而誤導(dǎo)了用戶(hù)的真實(shí)需求并闲。本文從最佳表面粗糙度、最大加工效率谷羞、專(zhuān)家系統(tǒng)3個(gè)方面帝火,談?wù)勥@幾個(gè)常用技術(shù)指標(biāo)與數(shù)控電火花加工機(jī)床真實(shí)加工性能的關(guān)系,希望對(duì)引導(dǎo)用戶(hù)的理性需求有所幫助脯黎《猓 (參閱中走絲線(xiàn)切割機(jī)床對(duì)螺距補(bǔ)償?shù)男阅芤髥?wèn)題 )
1郊啄、最佳表面粗糙度
當(dāng)前電加工機(jī)床行業(yè)出現(xiàn)了眾多的“數(shù)控鏡面電火花加工機(jī)床”,這些機(jī)床標(biāo)注的最佳表面粗糙度通常是Ra0.2μm或者Ra0.1μm映贞。
眾所周知寄菲,表面粗糙度是電火花加工機(jī)床的一項(xiàng)主要工藝指標(biāo)裁堤。影響加工表面粗糙度的因素除機(jī)床加工性能外,加工面積、加工形狀起胡、工件材料是3項(xiàng)最主要的因素灵吃。加工面積越大,加工形狀越復(fù)雜息沐,深度越深灵界,就越難達(dá)到精細(xì)的表面。對(duì)于工件材料而言盛惩,要進(jìn)行鏡面加工必須選用鏡面鋼溉委,如:S136、SKD61等鋼材爱榕,有些材料是不能達(dá)到鏡面加工效果的瓣喊,如:SKD11鋼材∏郑
所謂的“最佳表面粗糙度Ra0.2μm”,通常是指用直徑10mm的圓棒電極藻三,在S136鏡面鋼料上加工一個(gè)淺表面,最終加工表面粗糙度Ra<0.2μm跪者。也就是說(shuō)棵帽,最佳表面粗糙度是在加工面積合適、形狀簡(jiǎn)單、使用鏡面鋼的特殊情況下完成的逗概。一些廠(chǎng)家在這項(xiàng)測(cè)試中甚至是不計(jì)加工精度與加工效率的弟晚。而實(shí)際生產(chǎn)中的電火花加工需求與這種測(cè)試條件相比往往要復(fù)雜得多。一旦加工面積變大逾苫,形狀變得復(fù)雜指巡,加工不出鏡面效果便是必然的事。這里提供一個(gè)數(shù)控鏡面電火花加工機(jī)床的測(cè)試基準(zhǔn):使用粗恤络、精二個(gè)電極溜屡,加工一個(gè)50mm×50mm×5mm的方形型腔,底面與側(cè)面都要求達(dá)到均勻的鏡面效果雁韵,精度控制在0.01mm內(nèi)盗闯,總加工時(shí)間不能超過(guò)15h,這個(gè)加工測(cè)試綜合反映了機(jī)床的鏡面加工能力颊嫁。如果機(jī)床的加工水準(zhǔn)接近這個(gè)測(cè)試基準(zhǔn),才可以說(shuō)能勝任實(shí)際的鏡面電火花加工需求球灰。
另外祈兼,也不能單憑鏡面加工測(cè)試來(lái)判定數(shù)控電火花加工機(jī)床的精加工性能迂溉。這里列舉一個(gè)應(yīng)用實(shí)例:使用邊長(zhǎng)20mm的方形電極進(jìn)行淺表面的鏡面加工測(cè)試,只要參數(shù)配置合理痒跌,大多數(shù)的數(shù)控電火花加工機(jī)床都能達(dá)到較好的鏡面加工效果狡舞,通常Ra<0.2μm‰姑ǎ可以發(fā)現(xiàn)加工過(guò)程中放電非常穩(wěn)定骇另,氣泡連續(xù)均勻,加工出的鏡面表面均勻随静,具有光澤效果八千。事實(shí)上,達(dá)到這個(gè)加工指標(biāo)燎猛,并不能說(shuō)明數(shù)控電火花加工機(jī)床的精加工性能就已經(jīng)很好了恋捆。在這項(xiàng)加工測(cè)試中,如果要求加工Ra0.22μm(VDI07)或Ra0.4μm(VDI12)的亞光表面重绷,就加工指標(biāo)而言沸停,沒(méi)有加工經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員會(huì)認(rèn)為表面粗糙度值大了,更容易加工了论寨。實(shí)際上星立,這種亞光表面的電火花加工難度比鏡面加工更大爽茴。亞光表面的電火花加工通常使用負(fù)極性葬凳、小電流、小脈寬、大脈間火焰、加電容的參數(shù)匹配劲装,如果機(jī)床的精加工性能不穩(wěn)定,加工后的表面會(huì)有積碳塘憨、黑斑卢女,表面效果很難達(dá)到均勻一致。因此士到,考查數(shù)控電火花加工機(jī)床能否實(shí)現(xiàn)均勻一致的亞光面加工留绞,比進(jìn)行鏡面加工測(cè)試更能反映出脈沖電源的精加工性能〕接眨
事實(shí)上哩啼,很多用戶(hù)對(duì)電火花加工表面的要求不需要那么精細(xì),通常為Ra0.8~2.5μm拱缆。對(duì)于這些加工要求馒易,似乎所有的電火花加工機(jī)床都能達(dá)到。這也是一種片面的認(rèn)識(shí)谢奕。我們可以從兩種不同的加工要求來(lái)進(jìn)行認(rèn)識(shí):一種是加工要求的確不高砖军,考慮到電火花精加工效率較低,在電火花加工完成后再使用拋光工序來(lái)改善加工表面遍送,對(duì)于這類(lèi)加工蒋令,一般使用普通的數(shù)控電火花加工機(jī)床是能達(dá)到要求的;另一種是加工指定的火花紋面裹刮,加工要求較高恋沃。像有些外觀(guān)要求火花紋面的塑膠模具,表面要求是Ra1.6μm(VDI24)的紋面必指,在微觀(guān)狀態(tài)下觀(guān)察加工表面顆粒形態(tài)均勻囊咏。高品質(zhì)的電火花加工表面在將局部放大100倍以上時(shí),微觀(guān)狀態(tài)下的表面凹坑均勻一致塔橡,顆粒分明梅割,沒(méi)有放電缺陷;而一些機(jī)床加工的表面雖然用粗糙度測(cè)量?jī)x進(jìn)行測(cè)量是合格的葛家,但檢查其微觀(guān)表面時(shí)卻能發(fā)現(xiàn)放電凹坑形態(tài)各異户辞,顆粒有粗有細(xì),并伴隨一些局部缺陷癞谒,這就不能滿(mǎn)足高要求的紋面加工底燎。
綜上所述弹砚,數(shù)控電火花加工機(jī)床的最佳表面粗糙度指標(biāo)只是一個(gè)片面的參考指標(biāo)双仍,要考查機(jī)床的表面加工性能寺斟,需要從機(jī)床能否實(shí)現(xiàn)實(shí)用的鏡面加工、能否實(shí)現(xiàn)均勻的亞光表面加工辽画、能否實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的紋面加工3個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)溪胖。
2阀恳、最大加工效率
不同的數(shù)控電火花加工機(jī)床標(biāo)注的最大加工效率不同肤不,有些機(jī)床標(biāo)注的300mm3/min,有些機(jī)床標(biāo)注的是500mm3/min薇榨。用戶(hù)往往會(huì)認(rèn)為標(biāo)注500mm3/min的機(jī)床加工速度更快豌腮。
事實(shí)上魏颠,最大加工效率主要與機(jī)床的最大加工電流有關(guān)权洼,機(jī)床的加工電流越大,最大加工效率就越高一宁。在最大加工效率的加工情況下献蛔,反映的是粗加工效率,加工后的表面很粗糙距痪。而實(shí)際加工中允瞧,很少需要用到這種大電流加工。因此可以說(shuō)這種所謂的最大加工效率對(duì)于評(píng)價(jià)數(shù)控電火花加工機(jī)床的加工效率意義不大蛮拔∈鲈荩
通常來(lái)講,數(shù)控電火花加工機(jī)床的粗加工效率相差都不大建炫,加工效率的差異主要體現(xiàn)在精加工畦韭。精加工需要使用多段加工條件,其加工效率與加工條件肛跌、加工余量艺配、工藝等眾多復(fù)雜因素相關(guān)。各種不同的加工類(lèi)型衍慎,其效率會(huì)有較大差異转唉,所以很難用具體的指標(biāo)對(duì)精加工效率做出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)∥壤Γ
我們通常用多個(gè)具體的應(yīng)用實(shí)例去作對(duì)比赠法,也就是在同等的加工條件下,加工要求相同乔夯,最終對(duì)比加工的總時(shí)間猴宾。值得一提的是,這種比較只有在客觀(guān)的情況下醇疮,使用數(shù)控電火花加工機(jī)床本身的工藝方法與電參數(shù)進(jìn)行加工漆埋,不能有人為的干預(yù)卤撬,這樣才能反映機(jī)床加工效率的差異。因?yàn)榧庸ば逝c人為調(diào)整有很大的關(guān)系猾晨,如加工一個(gè)型腔,使用機(jī)床默認(rèn)的程序進(jìn)行加工需用時(shí)20h饮估,而通過(guò)調(diào)整程序能將加工時(shí)間控制到8h肃径,這是很常見(jiàn)的。但越是高端的機(jī)床墙目,這種可調(diào)整的空間就越小精者,其加工的適應(yīng)性就更強(qiáng)。對(duì)復(fù)雜多變的加工類(lèi)型胰绢,其整體的加工效率就會(huì)體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)杰笛。“最大加工效率”這個(gè)指標(biāo)只能用于評(píng)價(jià)機(jī)床的最大粗加工效率切省。實(shí)際生產(chǎn)中最岗,加工效率的高低往往取決于機(jī)床的精加工效率,精加工效率可通過(guò)客觀(guān)的應(yīng)用對(duì)比來(lái)評(píng)測(cè)朝捆“愣桑
3、專(zhuān)家系統(tǒng)
目前數(shù)控電火花加工機(jī)床的智能化程度有了很大的提高芙盘。很多廠(chǎng)商都宣傳機(jī)床配有“專(zhuān)家系統(tǒng)”驯用,只需輸入加工面積,選擇電極材料儒老、工件材料及加工要求蝴乔,機(jī)床即可自動(dòng)產(chǎn)生程序與放電參數(shù),在無(wú)需經(jīng)驗(yàn)的情況下實(shí)現(xiàn)優(yōu)化加工驮樊∞闭
這樣一來(lái),很多用戶(hù)都認(rèn)為操作數(shù)控電火花加工機(jī)床是很簡(jiǎn)單的事情囚衔。正是基于這樣的認(rèn)識(shí)铝穷,一些企業(yè)的操作人員完全依賴(lài)這些所謂的“專(zhuān)家系統(tǒng)”,導(dǎo)致電火花加工效率極其低下佳魔,加工不能滿(mǎn)足要求讳蜂。
其實(shí)惧仪,電火花加工的類(lèi)型很復(fù)雜:加工面積不一樣两猛,小到尖點(diǎn),大到大面積蠕艳;深度不一樣椭肝,有淺表面茬蒿,有深型腔;形狀不一樣玩困,有尖點(diǎn)附扭、窄縫、通孔脉鼻、盲孔叔寓,有簡(jiǎn)單的方、圓形狀度姑,也有形狀復(fù)雜的型腔穷窃;加工表面要求不一樣,從粗到細(xì)有不同的VDI級(jí)別趁尼;電極材料不一樣埃碱,有紫銅、石墨酥泞、硬質(zhì)合金等砚殿;工件材料不一樣,有鋼芝囤、硬質(zhì)合金瓮具、鋁、銅凡人、鈦合金等名党;加工要求不一樣,有追求加工效率的挠轴,有追求低損耗的传睹,有追求表面效果的……。這些眾多的不一樣岸晦,在加工過(guò)程中需使用不同類(lèi)型的放電參數(shù)欧啤,并要進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化◇耄
先進(jìn)的數(shù)控電火花加工機(jī)床倍挚,針對(duì)上述不同的加工類(lèi)型制定了上萬(wàn)條加工參數(shù),經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的沉淀形成了一個(gè)完善诵城、實(shí)用的加工參數(shù)庫(kù)绪忙,且在加工過(guò)程中,機(jī)床系統(tǒng)能自動(dòng)進(jìn)行優(yōu)化加工慷组,這樣的機(jī)床才稱(chēng)得上具有“專(zhuān)家系統(tǒng)”肘渔,才能滿(mǎn)足使用全自動(dòng)化數(shù)控電火花加工的運(yùn)行要求,才能極大地降低機(jī)床對(duì)操作人員的技能要求溢棱》绷
一些普通的數(shù)控電火花加工機(jī)床只有幾十條簡(jiǎn)單的加工參數(shù)独府,只是在系統(tǒng)界面中設(shè)計(jì)了能搜索這些加工條件的一款工具,其中有些選項(xiàng)只是形式拢胆,這樣的工具是不能被稱(chēng)為“專(zhuān)家系統(tǒng)”的婆沟。這些數(shù)控電火花加工機(jī)床要求操作者必須具有豐富的工作經(jīng)驗(yàn),能根據(jù)加工要求靈活配置電參數(shù)猛计,其操作方式與傳統(tǒng)機(jī)床沒(méi)有多大差異唠摹。
評(píng)價(jià)數(shù)控電火花加工機(jī)床的“專(zhuān)家系統(tǒng)”有滑,要從工藝參數(shù)是否完善跃闹、工藝參數(shù)能否滿(mǎn)足生產(chǎn)加工要求嵌削、適應(yīng)性是否強(qiáng)等方面來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)毛好。
以上針對(duì)數(shù)控電火花加工機(jī)床的幾個(gè)常見(jiàn)指標(biāo)進(jìn)行了分析,指出了其片面性苛秕。建議電火花加工機(jī)床用戶(hù)應(yīng)根據(jù)具體要求肌访,理性地選擇合適的數(shù)控電火花加工機(jī)床,不要被一些表面的宣傳指標(biāo)與應(yīng)用案例所蒙蔽艇劫。
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