數(shù)控電火花機床加工常見技術分析
【編者按】電火花加工行業(yè)通常是用一些技術指標來衡量機床的加工性能,如最佳表面粗糙度、最大加工效率泉蝌、最小電極損耗、是否具有專家系統(tǒng)等揩晴。本文是對數(shù)控電火花機床加工常見技術分析勋陪。
由于數(shù)控電火花加工機床市場競爭日益激烈,故越來越多的廠家都在宣傳“鏡面電火花加工”擂奇、“高效率加工”嘶逝、“專家系統(tǒng)”等高性能指標。從表面上來看拱削,似乎大多數(shù)控電火花加工機床的加工性能已經(jīng)同質(zhì)化拄抄,具有很高水平。而事實上阱剂,一些數(shù)控電火花加工機床用戶的使用效果并不理想嫡靠,甚至有些用戶感覺上當了志凿。造成這種情況的原因是:電火花加工行業(yè)通常是用一些技術指標來衡量機床的加工性能,如最佳表面粗糙度杂飘、最大加工效率疏形、最小電極損耗、是否具有專家系統(tǒng)等触咧。正是由于這些技術指標的局限性衩凤,一些廠商利用其進行宣傳而誤導了用戶的真實需求。本文從最佳表面粗糙度坡牛、最大加工效率掸绞、專家系統(tǒng)3個方面,談談這幾個常用技術指標與數(shù)控電火花加工機床真實加工性能的關系耕捞,希望對引導用戶的理性需求有所幫助衔掸。 “吵椤(參閱中走絲線切割機床對螺距補償?shù)男阅芤髥栴} )
1敞映、最佳表面粗糙度
當前電加工機床行業(yè)出現(xiàn)了眾多的“數(shù)控鏡面電火花加工機床”,這些機床標注的最佳表面粗糙度通常是Ra0.2μm或者Ra0.1μm×赘
眾所周知振愿,表面粗糙度是電火花加工機床的一項主要工藝指標。影響加工表面粗糙度的因素除機床加工性能外,加工面積弛饭、加工形狀冕末、工件材料是3項最主要的因素。加工面積越大侣颂,加工形狀越復雜档桃,深度越深,就越難達到精細的表面横蜒。對于工件材料而言胳蛮,要進行鏡面加工必須選用鏡面鋼争萎,如:S136候铸、SKD61等鋼材,有些材料是不能達到鏡面加工效果的谍售,如:SKD11鋼材眨额。
所謂的“最佳表面粗糙度Ra0.2μm”,通常是指用直徑10mm的圓棒電極学掉,在S136鏡面鋼料上加工一個淺表面笋再,最終加工表面粗糙度Ra<0.2μm。也就是說姐阎,最佳表面粗糙度是在加工面積合適缤贯、形狀簡單既帜、使用鏡面鋼的特殊情況下完成的。一些廠家在這項測試中甚至是不計加工精度與加工效率的瑰柄。而實際生產(chǎn)中的電火花加工需求與這種測試條件相比往往要復雜得多制私。一旦加工面積變大,形狀變得復雜蚣碰,加工不出鏡面效果便是必然的事揖膜。這里提供一個數(shù)控鏡面電火花加工機床的測試基準:使用粗、精二個電極梅桩,加工一個50mm×50mm×5mm的方形型腔壹粟,底面與側(cè)面都要求達到均勻的鏡面效果,精度控制在0.01mm內(nèi)宿百,總加工時間不能超過15h趁仙,這個加工測試綜合反映了機床的鏡面加工能力。如果機床的加工水準接近這個測試基準,才可以說能勝任實際的鏡面電火花加工需求垦页⌒宜海
另外,也不能單憑鏡面加工測試來判定數(shù)控電火花加工機床的精加工性能外臂。這里列舉一個應用實例:使用邊長20mm的方形電極進行淺表面的鏡面加工測試坐儿,只要參數(shù)配置合理,大多數(shù)的數(shù)控電火花加工機床都能達到較好的鏡面加工效果宋光,通常Ra<0.2μm貌矿。可以發(fā)現(xiàn)加工過程中放電非常穩(wěn)定罪佳,氣泡連續(xù)均勻逛漫,加工出的鏡面表面均勻,具有光澤效果锉择。事實上土霞,達到這個加工指標,并不能說明數(shù)控電火花加工機床的精加工性能就已經(jīng)很好了沟脓。在這項加工測試中每访,如果要求加工Ra0.22μm(VDI07)或Ra0.4μm(VDI12)的亞光表面,就加工指標而言稠臣,沒有加工經(jīng)驗的技術人員會認為表面粗糙度值大了康蚯,更容易加工了。實際上爵倚,這種亞光表面的電火花加工難度比鏡面加工更大侦纳。亞光表面的電火花加工通常使用負極性、小電流也您、小脈寬勤焕、大脈間脾膨、加電容的參數(shù)匹配,如果機床的精加工性能不穩(wěn)定疮丛,加工后的表面會有積碳辆琅、黑斑,表面效果很難達到均勻一致这刷。因此婉烟,考查數(shù)控電火花加工機床能否實現(xiàn)均勻一致的亞光面加工,比進行鏡面加工測試更能反映出脈沖電源的精加工性能暇屋∷圃
事實上,很多用戶對電火花加工表面的要求不需要那么精細咐刨,通常為Ra0.8~2.5μm昙衅。對于這些加工要求,似乎所有的電火花加工機床都能達到定鸟。這也是一種片面的認識而涉。我們可以從兩種不同的加工要求來進行認識:一種是加工要求的確不高,考慮到電火花精加工效率較低联予,在電火花加工完成后再使用拋光工序來改善加工表面啼县,對于這類加工,一般使用普通的數(shù)控電火花加工機床是能達到要求的偏团;另一種是加工指定的火花紋面献凫,加工要求較高。像有些外觀要求火花紋面的塑膠模具库忽,表面要求是Ra1.6μm(VDI24)的紋面攘宗,在微觀狀態(tài)下觀察加工表面顆粒形態(tài)均勻。高品質(zhì)的電火花加工表面在將局部放大100倍以上時拌九,微觀狀態(tài)下的表面凹坑均勻一致猾蔫,顆粒分明,沒有放電缺陷恐丧;而一些機床加工的表面雖然用粗糙度測量儀進行測量是合格的瀑乡,但檢查其微觀表面時卻能發(fā)現(xiàn)放電凹坑形態(tài)各異,顆粒有粗有細战钾,并伴隨一些局部缺陷踪钞,這就不能滿足高要求的紋面加工在贸∠郊蓿
綜上所述,數(shù)控電火花加工機床的最佳表面粗糙度指標只是一個片面的參考指標绑莺,要考查機床的表面加工性能暖眼,需要從機床能否實現(xiàn)實用的鏡面加工惕耕、能否實現(xiàn)均勻的亞光表面加工、能否實現(xiàn)高品質(zhì)的紋面加工3個方面進行綜合評價诫肠∷九欤
2、最大加工效率
不同的數(shù)控電火花加工機床標注的最大加工效率不同栋豫,有些機床標注的300mm3/min挤安,有些機床標注的是500mm3/min。用戶往往會認為標注500mm3/min的機床加工速度更快丧鸯「蛲
事實上,最大加工效率主要與機床的最大加工電流有關丛肢,機床的加工電流越大围肥,最大加工效率就越高。在最大加工效率的加工情況下蜂怎,反映的是粗加工效率穆刻,加工后的表面很粗糙。而實際加工中登彪,很少需要用到這種大電流加工籍勘。因此可以說這種所謂的最大加工效率對于評價數(shù)控電火花加工機床的加工效率意義不大”昀牵
通常來講想受,數(shù)控電火花加工機床的粗加工效率相差都不大,加工效率的差異主要體現(xiàn)在精加工屑墓。精加工需要使用多段加工條件谱累,其加工效率與加工條件、加工余量奏炸、工藝等眾多復雜因素相關谒电。各種不同的加工類型,其效率會有較大差異芹菱,所以很難用具體的指標對精加工效率做出準確評價冗呀。
我們通常用多個具體的應用實例去作對比桩垫,也就是在同等的加工條件下钠锉,加工要求相同,最終對比加工的總時間西轩。值得一提的是员舵,這種比較只有在客觀的情況下,使用數(shù)控電火花加工機床本身的工藝方法與電參數(shù)進行加工,不能有人為的干預马僻,這樣才能反映機床加工效率的差異庄拇。因為加工效率與人為調(diào)整有很大的關系,如加工一個型腔韭邓,使用機床默認的程序進行加工需用時20h措近,而通過調(diào)整程序能將加工時間控制到8h,這是很常見的女淑。但越是高端的機床瞭郑,這種可調(diào)整的空間就越小,其加工的適應性就更強鸭你。對復雜多變的加工類型凰浮,其整體的加工效率就會體現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢∥荆“最大加工效率”這個指標只能用于評價機床的最大粗加工效率渡铲。實際生產(chǎn)中,加工效率的高低往往取決于機床的精加工效率号嵌,精加工效率可通過客觀的應用對比來評測楞澳。
3捣雪、專家系統(tǒng)
目前數(shù)控電火花加工機床的智能化程度有了很大的提高堡扳。很多廠商都宣傳機床配有“專家系統(tǒng)”,只需輸入加工面積延懂,選擇電極材料侄脂、工件材料及加工要求,機床即可自動產(chǎn)生程序與放電參數(shù)昵壁,在無需經(jīng)驗的情況下實現(xiàn)優(yōu)化加工烫毡。
這樣一來坠地,很多用戶都認為操作數(shù)控電火花加工機床是很簡單的事情弄萨。正是基于這樣的認識,一些企業(yè)的操作人員完全依賴這些所謂的“專家系統(tǒng)”圾纤,導致電火花加工效率極其低下瓣颅,加工不能滿足要求∑┱
其實宫补,電火花加工的類型很復雜:加工面積不一樣,小到尖點曾我,大到大面積粉怕;深度不一樣健民,有淺表面,有深型腔斋荞;形狀不一樣荞雏,有尖點虐秦、窄縫平酿、通孔、盲孔悦陋,有簡單的方蜈彼、圓形狀,也有形狀復雜的型腔俺驶;加工表面要求不一樣究油,從粗到細有不同的VDI級別;電極材料不一樣协黑,有紫銅迹匈、石墨、硬質(zhì)合金等脏拦;工件材料不一樣帚孔,有鋼、硬質(zhì)合金摇昌、鋁泉档、銅、鈦合金等净耍;加工要求不一樣健需,有追求加工效率的,有追求低損耗的嘉警,有追求表面效果的……蕴来。這些眾多的不一樣,在加工過程中需使用不同類型的放電參數(shù)拼缝,并要進行相應的優(yōu)化括享。
先進的數(shù)控電火花加工機床珍促,針對上述不同的加工類型制定了上萬條加工參數(shù)铃辖,經(jīng)過長期的沉淀形成了一個完善、實用的加工參數(shù)庫猪叙,且在加工過程中娇斩,機床系統(tǒng)能自動進行優(yōu)化加工,這樣的機床才稱得上具有“專家系統(tǒng)”穴翩,才能滿足使用全自動化數(shù)控電火花加工的運行要求犬第,才能極大地降低機床對操作人員的技能要求。
一些普通的數(shù)控電火花加工機床只有幾十條簡單的加工參數(shù)歉嗓,只是在系統(tǒng)界面中設計了能搜索這些加工條件的一款工具丰介,其中有些選項只是形式,這樣的工具是不能被稱為“專家系統(tǒng)”的鉴分。這些數(shù)控電火花加工機床要求操作者必須具有豐富的工作經(jīng)驗哮幢,能根據(jù)加工要求靈活配置電參數(shù),其操作方式與傳統(tǒng)機床沒有多大差異欣慰∈星
評價數(shù)控電火花加工機床的“專家系統(tǒng)”,要從工藝參數(shù)是否完善氮栏、工藝參數(shù)能否滿足生產(chǎn)加工要求插棱、適應性是否強等方面來進行評價。
以上針對數(shù)控電火花加工機床的幾個常見指標進行了分析左蛙,指出了其片面性肘何。建議電火花加工機床用戶應根據(jù)具體要求,理性地選擇合適的數(shù)控電火花加工機床裁甘,不要被一些表面的宣傳指標與應用案例所蒙蔽艰膀。
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