数控曲线加工精度分布规律的-.研究

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1、东北大学硕士学位论文第1章绪论1．1电火花线切割的研究发展方向1．1．1电火花线切割概论电火花线切割加工，是比较常用的特种加工方法之一，电火花加工，又称放电加工(ElectricalDischargeMaching，简称EDM)，它是在加工过程中，利用工具电极和工件之间脉冲放电时的腐蚀现象使金属熔化或气化，从而实现对各种形状金属零件的加工。因在放电过程中可见到火花，故称之为电火花加工。图1．1为电火花线切割加工原理，在线切割加工时是用一根连续移动的电极丝作为工具电极来代替电火花加工中的成形电极，电极丝接脉冲电源的负极，工件接脉冲电源的正极，脉冲电源发出一连串

2、的脉冲电压，加到工件和工具电极上。电极丝与工件之间施加足够的具有一定绝缘性能的工作液，当电极丝与工件的距离小到一定程度时，在脉冲电压的作用下，工作液被击穿，在电极丝与工件之间形成瞬间放电通道，产生瞬时高温，其温度可高达10000。C左右，高温使工件局部熔化甚至气化而被蚀除下来。工件安装于工作台上，由微型计算机控制，工作台带动工件不断迸给，便能将一定形状的工件切割加工出来【1】。储暇龊缝图1．1电火花线切割加工原理Fig．1．1PrincipleofWEDMprocessing1．1．2电火花线切割特点电火花线切割具有如下特点：(1)采用电火花线切割加工，由于

3、只采用一根很细的金属丝做工具电极，因此加工工件时不需要再制作相应的成形工具电极，从而大大降低了制造工具电极所用的工作量，节约了贵重的有色金属材料。(2)线切割加工时，由于电极丝的连续移动，使新的电极丝不断地补充和替换，减轻了电蚀损耗对加工精度的影响。(3)利用线切割可以加工出精密细小、形状复杂的工件。(4)在加工时，一般采用一个电规准一次加工完成，半途不需要转换规准。东北大学硕士学位论文第1章绪论(5)一般不要求对被加工工件进行预加工，只需在工件上加工出穿电极丝的穿丝孔。(6)在线切割加工的切缝宽度与凸、凹模配合间隙相当时，有可能一次切出凸模和凹模来【21。

4、1．1．3电火花线切割现状及趋势据估计目前全国有数万台高速走丝电火花线切割机正在模具制造和零件加工中发挥着重要的作用。由于高速走丝有利于改善排屑条件，适合于大厚度和大电流高速切割，加工性能价格比优异深受广大用户的欢迎。因而在未来较长的一段时间内，高速走丝电火花线切割机仍是我国电加工行业的主要发展机型。2000年国产最大的低速走丝线切割机床生产单位年销售量仅为一百多台，约占全国市场的九分之一，而到2002年其销售量已占全国市场的五分之一，并且这些产品通过合资引进了技术，使产品水平跨越了一个台阶，达到了国际20世纪90年代初的水平。譬如加工精度达5pan，粗糙度

5、达零点几个微米，其价格仅为50万元左右人民币(约为同类进口机床的二分之一)，取得了良好的开端，具有广阔的前景。随着模具行业的迅速发展及水平的不断提高，精密零件的加工需求增加，低速走丝线切割机床及使用耗材价格迅速下降，加之人们对低速走丝线切割加工认识的逐步深人，预计低速走丝线切割机的年销量将不断扩大，国产低速走丝线切割机的占有率也将进一步上升，并且有望出口国际市场。发展趋势如下：(1)新型走丝系统随着电火花线切割加工技术的不断发展，对走丝系统的要求也越来越高。除了能保证加工过程稳定及自动穿丝等传统的要求之外，新型的走丝系统还必须能在保证加工精度的前提下，提高加

6、工的效率。目前，新型的走丝系统在加工工艺中很好地集成了穿丝工艺，从而大大提高了系统的加工精度及加工效率。双丝系统就是为了满足这种需要而研制的新型走丝系统。双丝系统能实现在一台机床上自动交换两种材质、直径都不同的电极丝，从而解决高精度与高速度加工的矛盾。在系统中，粗、细电极丝分别采用相互联锁的两套类似的走丝系统，但与导向器系统是统一的，没有移动部件，用以保证最佳精度，换丝时间不到45s。两种电极丝采用的加工规准、切割路径及偏移量等均由专家系统自动设定。粗加工时，采用直径较大的电极丝进行加工，使电极丝可承受更大的张力、机械力与热负载，因此可选择电流较大的工艺规准

7、进行加工，提高加工速度。精加工时，选择直径小的电极丝用精规准进行加工，确保良好的形状精度与尺寸精度。这种系统获得了大量真正用于加工的时间，提高了加工效率和加工零件的表面质量。(2)高度自动化、人工智能的控制系统．2．东北大学硕士学位论文第1章绪论自动化、人工智能技术一直是电火花线切割加工技术不断追求的目标，自动化程度的高低直接决定了加工效率与加工精度。目前，电火花线切割加工的自动化、人工智能技术已进入了一个新的发展阶段，由原来的电火花线切割加工某项关键技术的自动化、人工智能技术的应用扩展到整体电火花线切割加工的自动化、人工智能技术的应用。最新出现的如电极丝张

8、力与丝速的多级控制、边界面切割的适应控制、拐角的补偿