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电火花铣加工的应用技术研究

2020-12-07阅读(1002)

电火花铣加工的应用技术研究

论文摘要

随着科学技术的迅速发展,新材料的不断被采用,对产品的结构日趋复杂,对其精度和产品质量要求也越来越高,传统的机械加工方法有时很难甚至无法达到实际加工要求。为了适应这种发展,电火花加工技术作为一种先进的加工方法应运而生。本文从电火花的加工机理出发,以电火花铣加工作为研究对象,通过实验研究在电火花加工环境中,各电参数对工艺指标的影响规律。同时,选用最常用的45号钢作为实验用工件材料,工具电极选用紫铜电极,进行了工艺实验,分别试验研究单项参数的变化对工艺指标的影响。本课题也对厂家提供的机床手册的工艺条件号进行了应用试验研究。结合本实验室的四轴三联动电火花机床数控加工的特点,利用简单形状的电极进行了平面内刀具补偿量的制定和计算方法,以及刀具半径补偿功能应用的实验。最后,基于UG NX中CAM模块利用型腔铣削功能生成了三维型腔加工的刀位轨迹,从而得到电火花铣加工中电极的运动轨迹,然后将加工代码编译成电火花机床的能够识别的数控加工指令,利用紫铜电极,在45号钢上,对型腔进行了粗加工和半精铣加工实验。电火花的铣加工中存在较大的电极损耗,如何解决电极的补偿问题是实现电火花铣的关键。本论文对电极端面放电的损耗补偿进行了研究,通过实验验证电极的端面放电补偿是可行的。并且对分层铣电极损耗补偿进行了理论上的研究,对电火花铣加工中的伺服抬刀,抬刀的速度控制以及型腔加工的精度分配问题进行了研究。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 绪论
  • 1.1 电火花加工概述
  • 1.2 电火花铣削加工
  • 1.2.1 电火花铣削加工特点
  • 1.2.2 电火花铣削加工研究的关键技术问题
  • 1.3 国内外研究的发展趋势
  • 1.4 课题的来源及主要研究内容
  • 2 放电参数对电火花加工工艺本质影响的分析与实验研究
  • 2.1 工具损耗和加工工件深度的测量方法
  • 2.2 电火花加工的基本规律
  • 2.2.1 电火花加工中的电规准
  • 2.2.2 影响材料放电蚀除的主要因素
  • 2.2.3 影响加工速度和电极损耗速度的主要因素
  • 2.3 参数的选择对主要工艺指标影响的实验与分析
  • 2.3.1 概述
  • 2.3.2 加工模式M值的影响
  • 2.3.3 加工极性的影响
  • 2.3.4 面积效应的影响
  • 2.4 条件号相同的情况下,不同参数对电火花加工过程的影响
  • 2.4.1 放电电流和开路电压的对实验结果的影响分析
  • 2.4.2 脉冲放电时间对加工过程的影响
  • 2.4.3 脉冲放电时间和间隔时间与电极损耗和加工时间的关系
  • 2.4.4 脉冲放电时间间隔（脉停时间）对电火花加工过程的影响
  • 2.5 本章小结
  • 3 刀具半径补偿
  • 3.1 引言
  • 3.2 电极补偿原理
  • 3.3 电极补偿类型及其判别方法
  • 3.4 电极补偿算法
  • 3.4.1 直线与直线转接
  • 3.4.2 补偿的建立和撤消
  • 3.5 电极半径补偿的具体实现
  • 3.5.1 实验验证
  • 3.5.2 G代码文件解释
  • 3.6 本章小结
  • 4 UG的数控加工仿真系统在电火花加工机床上的应用
  • 4.1 UG加工（Manufacturing）模块
  • 4.1.1 加工模块的铣削功能
  • 4.1.2 UG中铣削加工流程
  • 4.2 加工参数的确定、刀轨的生成
  • 4.2.1 创建刀具
  • 4.2.2 定义工件几何体和毛坯几何体
  • 4.2.3 定义坐标系
  • 4.2.4 创建刀路
  • 4.2.5 加工仿真及刀轨生成
  • 4.3 后置处理程序的编制
  • 4.3.1 后置处理的主要任务
  • 4.3.2 后置处理程序的编制
  • 4.4 利用UG对有斜度的型腔加工仿真
  • 4.4.1 型腔数控铣削加工方案的确定
  • 4.4.2 选择型腔数控铣削刀路
  • 4.4.3 UG/CAM下刀具的建立
  • 4.4.4 UG/CAM环境下刀轨的产生
  • 4.4.5 UG/CAM校验、模拟加工带有斜度的型腔
  • 4.4.6 实验结果
  • 4.4.7 后置处理
  • 4.5 本章总结
  • 5 基于分层制造原理的电火花铣削加工技术
  • 5.1 分层制造与电火花加工
  • 5.2 电火花加工中的电极损耗及其补偿策略
  • 5.3 基于分层去除制造原理的电火花铣削加工技术的实现
  • 5.3.1 采用电极端面放电方式
  • 5.3.2 电极运动轨迹规划
  • 5.4 分层去除电火花铣的加工规律及工艺规划
  • 5.4.1 分层去除电火花铣加工的工艺规律
  • 5.4.2 最大电流密度
  • 5.4.3 分层去除电火花铣削加工中的伺服控制
  • 5.5 常规电火花成型加工的工艺规划
  • 5.6 分层去除电火花铣削加工的工艺规划
  • 5.7 实验与研究
  • 5.7.1 实验设备与电极材料
  • 5.7.2 单层单道适时补偿实验
  • 5.8 本章小结
  • 6 总结与展望
  • 6.1 总结
  • 6.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读硕士期间发表论文

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