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數控火花機的平動加工，你真的用對了嗎？——臥式加工中心數控電火花加工在模具制造中得到了廣泛的應用。平動功能是數控電火花加工最重要的功能，它對提高加工效率、獲得良好的表面效果非常有效。然而并不是每個工廠都把平動功能用的很好，主要原因是設計者不想使用足夠的電極減寸量（火花位），他們擔心太大會降低精度。如果我們對電極減寸量和搖動有足夠的了解，就應該根據情況使用合適的電極減寸量。 01 電極減寸量（火花位） 1）電極減寸量的概念 放電加工過程中存在火花間隙，因為這個原因，電極必須做得比要加工的形狀小。減小的數值叫做電極減寸量。 電極減寸量R=（型腔尺寸－電極尺寸）÷2 電極減寸量示意圖 2）電極減寸量決定了加工速度 放電加工的能量大，加工速度就會快，放電間隙也會大。如果電極減寸量加大，加工速度(去除率)可提高數倍，另外重要的一點是粗加工條件不僅速度快而且損耗小。那也就說明如果電極減寸量足夠的話，可以使用高效而且低損耗的條件。 電極減寸量決定了速度 02 如何得到良好的表面質量 粗加工得到的表面比較粗糙，但是我們又希望在短時間內得到良好的表面質量。要實現這一目標的最好辦法就是用粗加工條件加工掉大部分，然后再用精加工條件去加工表面。龍門加工中心 另外，要減少加工時間，加工條件就要在適當的時間變化。例如，如果你開始粗加工的最大粗糙度是Ra5.0μm，而你最終要得到粗糙度是Ra0.8μm，那就必須在粗加工和精加工間有多個加工條件來過渡。 1）底部表面 底部表面可以通過改變條件和設置高度來實現。但是側面因為粗加工的的放電間隙比精加工的要大而不能實現。 底部加工 2）平動實現側面加工 要加工側面，電極就必須要接近側面。 底面和側面加工 在垂直于加工方向的平面內的運動就叫做平動（搖動），平動的目的是完成側面的加工。 平動和加工方向 03 二維平動對精度的影響 1）平動后的形狀 首先我們要了解平動加工后的形狀。如果電極以一定的形狀平動，電極的每一部分都要以相同的形狀平動，然后畫出電極的外形狀，該圖形的外部形狀就是精加工后的形狀。該方法可用在任意一種搖動形狀上，這是一種有效的確定加工形狀的方法。 有些平動會導致不精確的形狀，但是從一般的考慮，錯誤并不是很大。我們要對這些有足夠的了解才行，我們先從兩維形狀的平動分析開始。 平動時電極的每一部分都走同樣的形狀 2）圓形搖動 電極在每個尺寸上都會比實際要的形狀要小一點，所以要得到想要的形狀尺寸就要在各個方向上擴大一個R的尺寸。在各個方向上擴大一個R就相當于每個點都做R的圓形運動。下圖顯示了直線部分是正確的，但是尖角部分卻是不夠的。龍門加工中心 對于一般的形狀，如下圖，電極減寸量使外角半徑小，而內角半徑大，這種變形就像圖形偏置一樣，在使用圓形搖動后，加工形狀就正確了。如果用CNC或線切割做電極且用偏移來確定電極減寸量，圓形平動做出正確的形狀，沒有尖角。 另外重要的一點是：圓形平動這是標準的平動方式，沒有過切。如果你不是很了解平動，那么建議選擇該平動方式。 3）方形平動 對于EDM，角落加工是最重要的加工之一。如果型腔本身是方形或者矩形，如下圖，方形搖動就比圓形搖動好。此時，方形平動比圓形平動的加工效率要高一些。 但是如果你對于一般的形狀也使用方形搖動就會出現問題。例如下圖，你使用方形平動，那么斜線區域就會過切，最明顯的錯誤就是45度角的時候。 使用方形平動斜線部分被過切 04 三維搖平動對精度的影響（球形平動） 三維平動對于尺寸的影響可以參考二維對于X－Y 平面Y－Z 或 Z－X 平面。 3D電極加工 1）底部簡單形狀 對于一般的CNC EDM機器來說，平動值是從上到下不變的（該方法叫做底部簡單形狀）。如果X-Y平面是圓形平動的話，X-Z或Y-Z平面和方形搖動一樣。這意味著底部半徑和底部斜度的是一樣的。通常，因為R的加工偏移原因，底部半徑和斜度會變小。如果你使用底部簡單形狀的電極，底部的尖角就會過切。過切的數值要根據電極R的比例來確定。因為此原因，粗加工容易出現過切。龍門加工中心 對于3D的電極，如果你想要使用底部簡單形狀的模式，那么你電極的底部角半徑和斜度的就必須和最終的形狀相一致。 2）底部復雜形狀 如上圖，有些電極你很難確定它的底部半徑，或者有時電極底部并不平整。這些電極就不可能像以上所提到的那樣做。底部復雜形狀（球形平動）的三維模式可解決這一問題。 典型的方式是：底部復雜形狀。這在側面（Z ― X 或 Y―Z 平面）看來是和圓形的平動一樣的。沒有過切的區域。如果使用大電極，該方式對于粗加工也是適用的。 05 關于平動功能的結論 1）適當的平動量，盡可能取大一些，可以大幅度減少加工時間。 2）基本上，平動應該選用圓形，因為它在各個方向上都是一樣的R值， 圓形平動是最安全的方式。 3）對于復雜的型腔，選擇方形平動會在尖角和斜邊部分引起過切；方形平動只適合在矩形類形狀。 4）簡單形狀的二維平動，使用圓形平動，它的X-Y平面是圓形，但X-Z、Y-Z卻是方形平動，因此對于底部復雜形狀也會產生過切。龍門加工中心 5）基于圓形平動是最安全的原理，使用三維球形搖動，在各個方向都是圓形平動，故在3個尺寸都是安全的。 6）對于高精度要求的復雜型腔一定要選擇三維球形搖動；而對于大多數放電加工，一般選擇二維的圓形平動能夠滿足要求，較三維球形平動容易獲得好的光潔度與高效率。 |
