基于NC刀轨的EDM电极平动补偿研究

论文摘要

电火花成型加工(EDM)是模具型腔加工主要的方法之一,其原理是采用与所需产品造型尺寸和形状相同的工具电极通过放电腐蚀加工初模具型腔。由于放电加工的特殊机理使腐蚀表面比较粗糙,为了提高型腔表面的加工质量,在放电加工过程中工具电极需要按照某种特定的轨迹进行平动。然而,电极的平动却使加工型腔向外扩张,偏离了工具电极表面形状,产生了加工误差。为了提高电火花成型加工的加工精度,需要对电火花成型加工进行修正。在模具型腔的加工流程中,首先在CAD系统中建立产品的三维模型,接着在CAM系统中按照数控加工中心的要求生成数控程序,并将数控程序送往加工中心加工形成工具电极,最后在电火花成型加工机床上加工形成模具型腔。为了消除电火花成型加工中因电极平动所产生的误差,可以在模具型腔加工流程中对某个加工环节进行处理。综合比较之后,我们选择了对用于工具电极加工的数控程序进行处理,从而间接地消除电极平动所产生的误差。按照电极平动所产生的加工误差形状,可以将电火花成型加工的电极平动类型分成三种:直线平动、圆形平动和方形平动。基于数控程序的电极平动补偿的基本原理是,根据电极的平动类型及电极的平动量,对用于工具电极加工的数控程序进行补偿修正,但不改变模具型腔加工的其它流程,从而达到消除电极平动误差的效果。本文详细介绍了电极补偿修正原理和基于数控刀轨的电极平动补偿方法。介绍了系统实现所需解决的关键技术,并给出了系统实现的主要算法。最后介绍了试验验证的方案和分析了试验的结果。试验表明:利用基于数控刀轨的电火花成型加工电极平动补偿系统对数控程序进行补偿修正,可以有效地解决电火花成型加工中因电极平动而产生的加工误差问题,有效提高模具型腔的加工精度。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 电火花成型加工
• 1.2 电极平动分析
• 1.3 本文内容及安排
• 第二章 电极补偿修正原理
• 2.1 电极平动补偿误差研究
• 2.2 补偿修正原理
• 2.3 模具型腔加工流程
• 2.4 基于NC刀轨的补偿修正方法
• 2.5 本章小结
• 第三章 系统实现的关键技术
• 3.1 数控程序的读取及存放
• 3.2 数控刀轨的识别及分离
• 3.3 刀轨的补偿计算
• 3.4 补偿计算的交互修正
• 3.5 数控程序的输出
• 3.6 本章小结
• 第四章 EDM电极平动补偿系统
• 4.1 软件定义
• 4.2 系统设计
• 4.3 程序实现
• 4.4 加密程序设计
• 4.5 安装程序设计
• 4.6 本章小结
• 第五章 试验验证
• 5.1 试验方案
• 5.2 试验结果的云点统计分析
• 5.3 试验结果的逆向工程分析
• 5.4 试验结论
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结
• 6.1 成果和进展
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所做的工作